Выходной вал

Длины участков для всех схем вала:

L1 = 57 мм; L2 = 57 мм; L3 = 68.5 мм; L4 = 40 мм.

Действующие номинальные нагрузки:

F_t = 7024.57 Н (тяговая нагрузка в зацеплении);

F_r = 2576.5 Н (радиальная нагрузка в зацеплении);

F_a = 870.4 Н (осевая нагрузка в зацеплении);

T = 1657.17 Н∙ м.

Расчетная схема вала для построения эпюры M_x (на схеме P_y(b)=F_r):

Эпюра M_x:

Расчетная схема вала для построения эпюры M_y (на схеме P_y(b)=F_t):

Эпюра M_y:

Расчетная схема вала для построения эпюры N:

Эпюра N (осевые факторы):

Расчетная схема вала для построения эпюры M_кр:

Эпюра M_кр:

Очевидно, что опасным является место зубчатого зацепления, в котором действуют все виды внутренних факторов. Рассмотрим его:

M_x = 73430 Н∙ мм;

M_y = 200200 Н∙ мм;

F = 870 Н;

M_к = 1657 Н∙ м;

M_max = 575752.5 Н∙ мм;

F_max = 2.7 ∙ 870 = 2349 Н;

M_кmax = 2.7 ∙ 1657 = 4473.9 Н∙ м.

Диаметр в сечении: d = 54.5 мм.

Размеры шпоночного соединения (см. рис. 12): b = 16 мм; h = 10 мм.

W = 14094.05 мм³;

W_к = 29986.45 мм³;

A = 2252.83 мм².

σ = 41.89 МПа;

τ = 149.2 МПа.

Частные коэффициенты запаса:

S_Tσ = 17.9;

S_Tτ = 3.02;

Общий коэффициент запаса:

S_T =2.98.

Полученный коэффициент запаса не дает сомнения в прочности вала. Принимаем ранее рассчитанные параметры окончательными.