Проектирование редуктора (стр. 6 из 6)
Нормальные напряжения изменяется по симметричному циклу, а касательные по пульсирующему. Для симметричного цикла амплитуду нормальных напряжений можно найти по формуле:
, где М – изгибающий момент, W – момент сопротивления изгибу для данного опасного сечения равен: 
Для определения касательных напряжений воспользуемся формулой:
; где Т - крутящий момент, а 
- момент сопротивления кручению, учётом того, что в опасном сечение вал внутри со шлицами а снаружи гладкий вал, получим: 
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
МПа. Среднее напряжение 
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений в опасном сечении:
МПа.Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
; 
Где
МПа - предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле. 
МПа. - придел выносливости при симметричном цикле кручения. 
и 
-коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения тела при изгибе и кручении; 
- коэффициент влияния шероховатости тела.Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла примем равными:
.Коэффициент влияния поверхностного упрочнения, для закалки в ТВЧ:
По таблицам приложения выбираем:
. После выбора всех коэффициентов и определения напряжений получим: 
; 
Общий коэффициент усталостной прочности:
.Допустимое значение для S=1.5 .2.5 Можно сделать вывод, что запас прочности вала значительно превышает допустимое значение прочности.
10.2 Проверочный расчёт вала по перегрузкам
Проверим статическую прочность при перегрузках, определим её по формуле:
, При 
напряжения могут увеличиваться в 2.2 раза и составят: 
МПа 
МПа 
МПаЭквивалентное напряжение в опасном сечении:
МПа. Условие прочности выполняется.10.3. Проверочный расчёт вала на жёсткость
Из условий работы зубчатого зацепления получаем наибольшее напряжение
под колесом. Поскольку из конструктивных соображений был принят диаметр вала больше расчетного, то расчет на жесткость проводить нецелесообразно.
11. Расчет шпоночного соединения
При передачи с вала крутящего момента возникают напряжения сечения σсм, а в продольном сечении шпонки напряжение среза τ.
У стандартных шпонок размеры b и h подобранны так, что нагрузку соединения ограничивают не напряжение среза, а напряжение смятия. Поэтому расчет шпонок проведем на напряжение смятия.
Рассчитаем шпоночное соединение наиболее нагруженного вала редуктора – тихоходного вала, где установлена шпонка 10х8х40 ГОСТ 23360-78.
σсм=Ft/h*lp≤ [σсм], где
Ft=2T/db
[σсм] =0.5στ=0.5*320=160 МПа.
Тогда σсм=4T/db*h*lp≤ [σсм], где
σсм - расчетное напряжение смятия
Т – крутящий момент
db - диаметр вала
lp – рабочая длина шпонки
h – высота шпонки
[σсм] – допускаемое напряжение смятия
στ – предел текучести материала
σсм=4*395000/35*8*40=121 МПа < [σсм] =160 МПа
Условия несмятия шпонки выполняются, следовательно шпонка выбрана правильно.
Список используемой литературы
1. М.: М.Н. Иванов. Детали машин. М.: "Машиностроение", 1991.
2. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов – Конструирование узлов и деталей машин. "Высшая школа", 1985.
3. В.И. Анурьев – Справочник коструктора-машиностроителя, т.1. М.: "Машиностроение", 1980.
4. В.И. Анурьев – Справочник коструктора-машиностроителя, т.2. М.: "Машиностроение", 1980.
5. В.И. Анурьев – Справочник коструктора-машиностроителя, т.3. М.: "Машиностроение", 1980.