а=40 мм ; в=l=200 мм;с=192 мм.

Определяем крутящий момент на конце вала:

(23)

где Р=3,8 кВт – передаваемая мощность;

м/с – угловая скорость, где n=476 об/мин. – частота вращения вала.

Расчет дает: Нм (24)

На конце вала установлен шкив диаметром 315 мм.

Определяем допускаемую нагрузку на выходном конце вала по формуле:

Н (25)

Определяем силы в соединении с ножевым валом:

осевая сила Н (из расчета мощности электродвигателя);

окружная сила Н , где d=33 мм – диаметр поверхности вала, передающий вращение Н

Определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

Рассмотрим реакции от сил и , действующих в вертикальной плоскости:

Сумма проекций ; (26)

(27)

сумма моментов , где

Н (28)

Н (29)

Реакции от сил и , действующих в горизонтальной плоскости:

, (30)

(31)

Н (32)

Н (33)

Определяем запасы сопротивления усталости в опасных сечениях. Просчитываем два предполагаемых опасных сечения: сечение I-I и сечение II-II, ослабленное шпоночным пазом.

Для первого сечения изгибающий момент определяем по формуле:

Н (34)

Напряжение изгиба определяем по формуле:

(35)

Напряжение кручения определяем по формуле:

МПа (36)

где d=55 мм – диаметр вала в сечении I-I

Определяем пределы выносливости:

МПа

МПа

МПа

Запас сопротивления усталости по изгибу определяем по формуле:

, (37)

Где - амплитуда переменных составляющих циклов напряжений:

- постоянная составляющая;

- эффективный коэффициент

Концентрации напряжений на изгибе равны:

- эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении;

- масштабный фактор (рис.15.5 [3])

- фактор шероховатости (рис.15.6 [3])

- коэффициент, корректирующий.

Влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости учитываем величиной:

(38)

Запас сопротивления усталости по кручению вычисляем по формуле:

, (39)

где - постоянная и переменная соответственно составляющие циклов напряжений;

- коэффициент, корректирующий влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости

Расчет по формуле (39) дает:

(40)

Определяем запас сопротивления усталости при совместном действии напряжений кручения и изгиба [3]:

(41)

>[s] (42)

Для сечения II-II

Изгибающий момент определяем по формуле:

Н·мм (43)

Напряжение изгиба определяем по формуле:

МПа (44)

где d=38 мм – диаметр вала в сечении II-II.

Напряжение кручения будет равно:

МПа (45)

Запас сопротивления усталости по изгибу будет равен:

(46)

по таблице 15.1 [3] для шпоночного паза;

(по таблице 15.5 [3]);

Запас сопротивления усталости по кручению вычисляем по формуле:

; (47)

где

Определяем запас сопротивления усталости при совместном действии напряжений кручения и изгиба:

>[s]=1,5 (48)

Проверяем статическую прочность при перегрузках. Расчет ведем для сечения II-II, так как оно больше напряжено. При перегрузках напряжения удваиваются, следовательно: