Проектный расчет валов Исполнитель

Проектный расчет валов

{spoiler=Далее}

Проектный расчет валов

         Расчет валов производится на прочность, жесткость и колебания. Расчет на прочность производят с целью предупреждения пластических деформаций и разрушений с учетом кратковременных перегрузок – при пуске или из-за случайных факторов. Расчет на жесткость предполагает определение упругих деформаций вала под действием нагрузок и сравнение их с допускаемыми величинами. Расчет на колебания сводится к определению виброустойчивости вала при циклических нагрузках. Расчеты валов на жесткость и колебания здесь не рассматриваются, так как они относятся к специальным случаям: шпиндели металлообрабатывающих станков, длинные трансмиссионные валы и пр.

         Проектный расчет предполагает определение диаметра вала. Для предварительного нахождения диаметра вала достаточно знать его материал и передаваемый им крутящий момент. Значения допускаемых напряжений при этом принимаются заниженными. Диаметр вала d находится из формулы напряжения кручения прямого гладкого вала, известной из раздела основ сопротивления материалов:

 (МПа)                              (25.1)

где: Т – крутящий момент, передаваемый валом;

W_Р – полярный момент сопротивления сечения вала:

                                    (25.2)

         Подставим (25.2) в (25.1) и решим относительно диаметра вала. При этом надо учесть, что крутящий момент задается в Нм, а диаметр вала определяется в мм. Поэтому надо уравнять размерности. Кроме того, вместо напряжения τ следует подставить допускаемое напряжение кручения для материала вала [τ]. И так как этот расчет приближенный, то можно принять π/16 = 0,2. Тогда:

  (мм)                               (25.3)

Допускаемые напряжения кручения принимают следующими:

[τ] = (20 4 30) МПа – для трансмиссионных валов;

[τ] = (12 4 25) МПа – для валов редукторов, коробок скоростей и дру-

                            гих аналогичных.

         Трансмиссионные валы – это обычно длинные тихоходные или малонагруженные валы для привода машин или для связи машин друг с другом.

Диаметр пустотелых валов, используемых, в частности, в авиационной промышленности:

                             (25.4)

где a – это отношение внутреннего диаметра вала к внешнему; обычно принимают a = (0,6 4 0,8).

         После проектного расчета производится конструирование вала. Для этого используется рассчитанный диаметр, размеры деталей, размещаемых на валу и расстояния между ними. Так как в большинстве случаев валы имеют ступенчатую конструкцию, то при их конструировании следует по возможности избегать концентраторов напряжений в виде острых углов на ступенях: в местах перехода одного диаметра вала в другой следует предусматривать фаски и галтели.

         Поверочный расчет валов производится методами сопротивления материалов и предусматривает замену действительной конструкции вала и условий его работы расчетной схемой. При этом происходит схематизация нагрузок, опор и формы вала

вна приведенной силе, зависящей от скорости модели. Это заключение позволяет, во-первых, определить неизвестную силу F^пр_V в любом положении модели, а во-вторых, найти характер движения модели, то есть, характер изменения ее скорости в зависимости от перемещения. Эта задача может быть решена графически или аналитически, если известно математическое описание механической характеристики гидроцилиндра.
{/spoilers}