При проектировании валов применяется три вида расчетов:
- ориентировочный;
- предварительный;
- уточненный проверочный.
Ориентировочный расчет применяется при отсутствии данных об изгибающих моментах.
Диаметр вала приближенно определяют по величине вращающего момента Т из условия прочности по заниженным значениям допускаемых напряжений при кручении:
Предварительный расчет применяют при наличии предварительной компоновки механизма, когда известны расположения опор, усилия от передач и других деталей, расположенных на валу, а также их точки приложения.
Последовательность расчета:
- составляют расчетную схему вала. При этом распределенные по длине ступицы, ширине подшипника нагрузки рассматривают как сосредоточенные. Расстояния между опорами, от опор до колес, шкивов и других деталей определяют с эскизной компоновки;
- при действии на вал нагрузок в разных плоскостях их раскладывают на две взаимно перпендикулярные плоскости;
- определяют реакции в опорах и строят эпюры изгибающих моментов;
- строят эпюру крутящего момента;
- определяют наибольший приведенный момент:
- выбирают материал вала. Напряжения изгиба меняются по симметричному циклу. Поэтому допускаемые напряжения берут по справочнику для этого цикла. Примерное соотношение допускаемых напряжений для постоянного, отнулевого и симметричного циклов:
- определяют диаметр вала в опасном сечении:
- вал оформляют конструктивно. При этом размеры пазов под шпонки выбирают по стандарту в зависимости от диаметра вала.
Далее:
