Проверочный расчет валов на выносливость
Определение усилий в зацеплениях
Рисунок 2. Усилия в зацеплении
Окружная сила на среднем диаметре колеса:
Радиальная сила на колесе, равная радиальной силе на шестерне:
где 
– стандартный угол зацепления;
– угол наклона зубьев.
Осевая сила на колесе, равная осевой силе на шестерни:
Консольные силы (муфта):
–На быстроходном валу ( 
):
–На тихоходном валу:
Изгибающий момент:
Определение реакций в опорах и подбор подшипников
Быстроходный вал
Рисунок 3 – Расчетная схема и эпюры быстроходного вала
1. Вертикальная плоскость:
Проверка:
Сечение 1-1: 
Сечение 2-2: 
2. Горизонтальная плоскость:
Проверка:
Сечение 1-1: 
Сечение 2-2: 
Сечение 3-3: 
3. Строим эпюру суммарных моментов: 
;
;
;
.
4. Определяем суммарные реакции опор:
Тихоходный вал
Рисунок 4 – Расчетная схема и эпюры тихоходного вала
1. Вертикальная плоскость:
Проверка:
Сечение 1-1: 
Сечение 2-2: 
2. Горизонтальная плоскость:
Проверка:
Сечение 1-1: 
Сечение 2-2: 
Сечение 3-3: 
3. Строим эпюру суммарных моментов: 
;
;
;
.
4. Определяем суммарные реакции опор:
Расчет подшипников
На быстроходном валу устанавливаем подшипники шариковые радиальные однорядные по ГОСТ 8338-75 (308).
Так как 
, то расчет подшипников будем производить по критерию динамической грузоподъемности.
1. Определение эквивалентной динамической нагрузки
Определим отношение 
:
Определим коэффициенты 
и 
по отношению 
:
Так как 
x=1; y=0
Определим эквивалентную динамическую нагрузку по следующей формуле:
,
где
;
– коэффициент безопасности;
– при t < 100оС
2. Определение базовой долговечности:
где 
при 90% надежности;
для шарика
для шарика
Долговечность приемлема, подшипник подходит.
На тихоходном валу устанавливаем подшипники шариковые радиальные однорядные по ГОСТ 8338-75 (209).
Так как 
, то расчет подшипников будем производить по критерию динамической грузоподъемности.
1. Определение эквивалентной динамической нагрузки
Определим отношение 
:
Определим коэффициенты и по отношению 
:
По [1, табл. 9.2] определяем коэффициенты и методом интерполяции.
Так как 
, то определим эквивалентную динамическую нагрузку по следующей формуле:
,
где ;
– коэффициент безопасности;
– при t < 100оС
2. Определение базовой долговечности:
где при 90% надежности;
для шарика
для шарика
.
Долговечность не приемлема, подшипник не подходит 
увеличиваем серию подшипника с 209 на 309.
1. Определение эквивалентной динамической нагрузки
Определим отношение :
Определим коэффициенты и по отношению :
По [1, табл. 9.2] определяем коэффициенты и методом интерполяции.
Так как , то определим эквивалентную динамическую нагрузку по следующей формуле:
,
где ;
– коэффициент безопасности;
– при t < 100оС
2. Определение базовой долговечности:
где при 90% надежности;
для шарика
для шарика
.
Долговечность приемлема, подшипник подходит.
Проверочный расчет валов на выносливость
Быстроходный вал-шестерня
Расчет на статическую прочность
По эпюре изгибающих моментов быстроходного вала опасным сечением является сечение в подшипнике 
при диаметре сечения 
.
Определяем общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:
где 
– частный коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям,
где 
нормальное напряжение в опасном сечении вала при действии максимальных нагрузок, которое определяется по формуле
где 
– суммарный изгибающий момент,
– осевая сила,
коэффициент перегрузки, 
– момент сопротивления вала при расчете на изгиб, определяется по формуле:
,
площадь поперечного сечения, определяющаяся по формуле
,
.
предел текучести материала вала 40Х [2, табл. 49].
.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
где 
– касательное напряжение в опасном сечении вала при действии максимальных нагрузок, которое определяется по формуле
,
где 
– крутящий момент на быстроходном валу,
– момент сопротивления вала при расчете на кручение, определяется по формуле:
,
предел текучести материала вала 40ХН [2, табл. 49].
,
.
Условие статической прочности по пределу текучести в опасном сечении выполняется.
Тихоходный вал