Запас сопротивления усталости только по кручению.

В этих формулах:

s_-1 и t_-1 – пределы выносливости материала вала, МПа;

s_а и t_а – амплитуды переменных составляющих циклов напряжений, МПа;

s_m и t_m – постоянные составляющие циклов напряжений, МПа;

y_s и y_t - коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости;

К_s и К_t - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении;

К_d – масштабный фактор;

К_F – фактор шероховатости.

Назначаем материал вала:

Сталь 40, s_В = 700 МПа.

s_-1 = (0,4… 0,5) s_В = 280…350 МПа. Принимаем s_-1 = 300 МПа.

t_-1 = (0,2… 0,3) s_В = 140…210 МПа. Принимаем t_-1 = 150 МПа.

Принимаем y_s = 0,1 и y_t = 0,05 (с. 264, /1/), К_d = 0,72 (рис. 15.5, /1/) и К_F = 1 (рис. 15.6, /1/).

Сечение В:

 

d = 60 мм,

М = 361,332*10³ Н*мм,

Т = 970755 Н*мм.

Принимаем

К_s = 1,7 и К_t = 1,4 (табл. 15.1, /1/).

Запас усталостной прочности в сечении В обеспечен.

Сечение С:

 

d = 70 мм,

М = 336,178 Н*мм,

Т = 970,755 Н*мм.

Принимаем К_s = 1,7 и К_t = 1,4 (табл. 15.1, /1/).

 

Запас усталостной прочности в сечении С обеспечен.

Подбор и расчет подшипников

 

Для косозубой цилиндрической передачи назначаем радиальный шариковый однородный подшипник.

Назначаем по ГОСТ 8338-75 (таблица 19.18/1/)

– для быстроходного вала № 209 b=19 мм;

– для тихоходного вала № 212 b=22 мм.

Схема установки – враспор.

 

Выбор подшипника. для тихоходного вала

 

Учитывая сравнительно небольшую осевую силу назначаем по [10] для тихоходного вала шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии, условное обозначение 212со следующими характеристиками:

Внутренний диаметр подшипника, d =60 мм;

Наружный диаметр подшипника, D =110 мм;

Ширина подшипника, B = 22 мм;

Фаска подшипника, r = 2,5 мм;

Динамическая грузоподъемность: C_r = 52 кН

Статическая грузоподъемность: С_о =31 кН

Расчет подшипника по статической грузоподъемности

Определяем ресурс подшипника

 

n=38,217об/мин

p=3

 

a₁=1 – коэффициент надежности

a₂=0.75 – коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации

Находим отношение

 

По таблице16.5 /2/ находим параметр осевой нагрузки: е = 0,42

При коэффициенте вращения V=1 (вращение внутреннего кольца подшипника)

Находим отношение:

 

 

По таблице 16.5 /2/:

Коэффициент радиальной силы Х = 1

Коэффициент осевой силы Y = 0

Находим эквивалентную динамическую нагрузку:

 

Р_r = (Х^.V^.F_r + Y^.F_a)^. К ^. К_б (формула 16.29/2/)

 

По рекомендации к формуле 16.29 /2/:

К = 1 – температурный коэффициент;

К_б = 1,4 – коэффициент безопасности;

 

Р_r = 1*6124,272*1^.*1,4 = 8573,982Н

Находим динамическая грузоподъемность (формула 16.27/2/):

 

 

где L – ресурс, млн.об.

a₁ – коэффициент надежности

a₂–коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации

p=3 (для шариковых)

а₁ = 1 (рекомендация стр.333/2/)

а₂ = 0,75 (табл. 16.3 /2/);

 

 (формула 16.28/2/)

L_h= 10000 ч (табл. 16.4/2/)

млн.об.

Выбор подшипника. для быстроходного вала

 

Учитывая сравнительно небольшую осевую силу назначаем по [10] для тихоходного вала шариковые радиальные однорядные подшипники тяжелой серии, условное обозначение 209 со следующими характеристиками:

Внутренний диаметр подшипника, d = 45 мм;

Наружный диаметр подшипника, D =85 мм;

Ширина подшипника, B = 19 мм;

Фаска подшипника, r = 2 мм;

Динамическая грузоподъемность: C_r = 33,2 кН

Статическая грузоподъемность: С_о =18,6 кН