Ведомый вал
Из двух шпонок – под зубчатым колесом и пол звездочкой – более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки). Проверяем шпонку под звездочкой:
d=35 мм; Шпонка 10x8x70 ГОСТ 23360-78, t1=5; T1=173172,728 Н*мм;
3.3.Уточненный расчет валов [3].
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при
Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.
Ведущий вал (см. рис. №1)
Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т.е. сталь 45, термическая обработка – улучшение.
Диаметр заготовки 
, тогда среднее значение 
.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба: 
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений: 
Сечение А-А. Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности:
где амплитуда и среднее значение отнулевого цикла:
При d=25 мм, b=8 мм, 
мм находим: 
Принимаем 
Тогда: 
При 
, величина радиальной консольной нагрузки равна: 
. Приняв у ведущего вала 
мм, получим изгибающий момент в сечении А-А от консольной нагрузки 
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям: 
где 
Амплитуда нормальных напряжений равна: 
Тогда: 
Результирующий коэффициент запаса прочности равен: 
Ведомый вал (см. рис. №2)
Расчет ведомого вала происходит аналогичным образом, поэтому будут приведены только формулы:
Материал вала - сталь 45 нормализованная; 
Сечение А-А. Диаметр вала в этом сечении 55 мм.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости равен:
Изгибающий момент в вертикальной плоскости равен:
Суммарный изгибающий момент в сечении А-А:
Момент сопротивления кручению:
d=55 мм, b=16 мм, 
мм, тогда: 
Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
( 
);
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Результирующий коэффициент запаса прочности:
Сечение К-К.
Изгибающий момент равен:
Осевой момент сопротивления:
Амплитуда нормальных напряжений:
( );
Полярный момент сопротивления:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Результирующий коэффициент запаса прочности:
Сечение Л-Л.
При 
и при 
: 
Изгибающий момент равен:
Осевой момент сопротивления:
Амплитуда нормальных напряжений:
( 
);
Полярный момент сопротивления:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Результирующий коэффициент запаса прочности:
Сечение Б-Б.
Изгибающий момент (положим x1=40 мм):
Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
Момент сопротивления кручению:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Результирующий коэффициент запаса прочности:
Полученные значение коэффициентов запаса прочности сведем в заключительную таблицу №1.
Таблица 1. Коэффициенты запаса прочности.
| Сечение | А-А | К-К | Л-Л | Б-Б |
| Коэффициент запаса | 24,88 | 12,99 | 17,44 | 6,95 |
Список использованной литературы:
1. Методика расчета зубчатых и червячных передач редукторов в курсовом проектировании / Липецкий политехнический институт /Сост.: В. Я. Баранцев, Т. Г. Зайцева. Липецк, 1991. 32 с.
2. Проектирование валов, зубчатых и червячных колес, подшипниковых узлов и конструирование редуктора: Методические указания к курсовому проектированию по курсу «Прикладная механика» для студентов немеханических специальностей вечерней и дневной форм обучения/ Липецкий политехнический институт /Сост.: Т. Г. Зайцева, В. И. Халеев. Липецк, 1991. 27 с.
3. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов /С. А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1988.- 416 с.: ил.
4. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие для машиностроительных специальностей техникумов.- М.: Высшая Школа, 1984.- 336 с., ил.
5. Методические указания к разработке и оформлению курсовых проектов и работ по дисциплинам «Механика», «Прикладная механика», «ДМ и основы конструирования» /Сост.: В.Я. Баранйов, Т. Г. Зайцева. Липецк: ЛГТУ, 2002. 32 с.