Выбор материала вала

Для изготовления быстроходного вала выбрали материал сталь 40Х, твердость не менее 200НВ; s _{- 1} = 320 МПа и t_{- 1} = 200 МПа – пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и кручения.

Строим расчетную схему вала.

Из предыдущих разделов имеем

Силы в цилиндрическом зацеплении быстроходной ступени: F_t2 =1720,8Н, F_r2 =632,7Н. F_a2=266,39Н.

Силы в цилиндрическом зацеплении тихоходной ступени: F_t1 =2121,9Н, F_r1 =780,96Н. F_a1=301,31Н.

Реакции: R_Dy =347.79 Н, R_Ay =-199.53 Н, R_Ax=-635,47 Н, R_Dx=1036,59 Н.

Определим величину изгибающих моментов в характерных сечениях А, B, С, D.

В горизонтальной плоскости.

слева: M_Dy = 0;

M_Сy = - R_Dx · l ₁ =-1036,59×60×10^-3=62,2 Н·м;

M_By = - R_Dx ·(l ₁ +l ₂)+ F_t1·l ₂ =-1036,59×170×10^-3+2121,9×110×10^-3=57,2 Н·м;

M_Аy = 0;

Проверка:

справа: M_By = - R_Ax · l ₃ = 635,47×90×10^-3 = 57,2 Н·м;

В вертикальной плоскости.

слева: M_Dx = 0;

M_Cx1 = R_Dy · l ₁ = 347,79×60×10^-3 =20.87 Н·м;

M_Cx2 = R_Dy · l ₁+ F_а1 ·½ d ₁= 347,79×60×10^-3 +301,31×14,14×10^-3=25 Н·м;

M_Bx1 = R_Dy ·(l ₁ +l ₂) + F_а1 ·½ d ₁ – F_r1 · l ₂ =347,79×170×10^-3 +301,31×14,14×10^-3 -780,96×110×10^-3 =-22,5 Н·м;

M_Bx2 = R_Dy ·(l ₁ +l ₂) + F_а1 ·½ d ₁ – F_r1 · l ₂ + F_а2 ·½ d ₂ = 347,79×170×10^-3 +301,31×14,14×10^-3 -780,96×110×10^-3 +266,39×110,8×10^-3 =7 Н·м;

справа: M_Ax = 0;

Проверка:

справа: M_Bx = R_Ay · l ₃ =-199,53×90×10^-3 =-17,9 Н·м;

Крутящий момент в сечениях вала.

Строим эпюру крутящих моментов.