Расчет на усталостную прочность (на выносливость)

Амплитудные напряжения цикла

МПа,

МПа при нереверсивном вращении.

Средние напряжения цикла

МПа,

МПа – при нереверсивном вращении.

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для нарезки витков червяка (таблица А.12)

; .

Коэффициенты, учитывающие масштабный фактор (влияние абсолютных размеров поперечного сечения) (таблица А.6)

; .

Коэффициенты влияния качества обработки поверхности при МПа по таблице А.7 при мкм (таблица А.16) или по формулам [1]

,

.

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения (поверхность без упрочнения – таблица А.8).

Значения коэффициентов и

,

.

Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений

,

.

Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

,

.

Общий коэффициент запаса прочности

.

Коэффициенты и значительно превышают значения допускаемых коэффициентов запаса.

Остальные опасные сечения 3 и 5 проверяются аналогичным образом. При этом сечение 3 проверяется по аналогии с сечением 1 примера 2.3 с учетом посадки с натягом подшипника на вал. В сечении 5 в отличие от сечения 3 фактором, влияющим на сопротивление усталости, является ступенчатый переход с галтелью около подшипника, влияние которого учитывается эффективными коэффициентами концентрации напряжений (таблица А.9). Расчетным диаметром является диаметр под подшипником .

Промежуточный вал двухступенчатого цилиндрического редуктора по развернутой схеме (рисунок 6)

Исходные данные

Крутящий момент на валу T₂ = 318,0 Нм; число зубьев колеса быстроходной ступени z_2Б = 110; число зубьев шестерни тихоходной ступени z_1Т = 43; модули зубьев ступеней m_Б = m_Т = 2 мм; угол наклона зубьев быстроходной ступени β_Б = 9º41'47"; то же тихоходной ступени β_Т = 8º32'57". Расчетная схема вала на рисунке 6 соответствует промежуточному валу редуктора по схеме на рисунке 3.

Определим начальный диаметр колеса быстроходной передачи

мм

и начальный диаметр шестерни тихоходной передачи

мм.

Определим силы в зацеплениях:

а) окружная сила на колесе

Н;

б) радиальная сила на колесе

Н;

в) осевая сила на колесе

Н;

г) окружная сила на шестерне

Н;

д) радиальная сила на шестерне

Н;

е) осевая сила на шестерне

Н.

Рисунок 6 – Схема к расчету промежуточного вала цилиндрического двухступенчатого редуктора по развернутой схеме

Примечание–При выполнении расчетов цилиндрических передач на прочность с применением пакета программ для ЭВМ, разработанным на кафедре, геометрические характеристики и силы в зацеплении находятся в результате расчета передачи, и вычислять их по приведенным выше формулам не требуется.

Материал вала–шестерни сталь 40Х по ГОСТ 4543–71 улучшенная с механическими характеристиками (таблица А.2):

МПа; МПа; МПа; МПа; МПа.