Проверочный расчет валов

 

Для расчета вала на сложное сопротивление необходимо составить его расчетную схему:

- разметить точки, в которых расположены условные опоры;

- определить величину и направление действующих на вал сил: окружной , радиальной , осевой . А также точки их приложения. Поскольку на валы не действуют осевые силы, то .

Приведем расчет быстроходного вала (рис. 4.1):

 

Рис. 4.1 – Расчетная схема быстроходного вала на сложное сопротивление

 

Длины расчетных участков находятся после предварительного проектирования:

Силы действующие на входной вал:

Вертикальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции

Проверка:

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси х в характерных сечениях:

Горизонтальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции

 

Проверка:

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси y в характерных сечениях:

Строем эпюру крутящих моментов:

Определяем суммарные радиальные реакции:

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях:

Наиболее опасным является третье сечение.

Осевой момент инерции:

Полярный момент инерции:

;

Суммарное напряжение изгиба:

Суммарное напряжение кручения:

.

Суммарное эквивалентное напряжение:

.

Проведем расчет промежуточного вала:

Длины расчетных участков находятся после предварительного проектирования:

Силы действующие на входной вал:

Вертикальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции

 

 

Проверка:

 

 

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси х в характерных сечениях:

Рис. 4.2 – Расчетная схема промежуточного вала на сложное сопротивление

 

Горизонтальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции

 

Проверка:

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси y в характерных сечениях:

Строем эпюру крутящих моментов:

Определяем суммарные радиальные реакции:

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях:

Наиболее опасным является третье сечение.

Осевой момент инерции:

Полярный момент инерции:

;

Суммарное напряжение изгиба:

Суммарное напряжение кручения:

.

Суммарное эквивалентное напряжение:

.

Проведем расчет тихоходного вала:

Длины расчетных участков находятся после предварительного проектирования:

Силы действующие на входной вал:

Вертикальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции

Проверка:

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси х в характерных сечениях:

 

Рис.4.3 – Расчетная схема тихоходного вала на сложное сопротивление

Горизонтальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции

 

Проверка:

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси y в характерных сечениях:

Строем эпюру крутящих моментов:

Определяем суммарные радиальные реакции:

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях:

Наиболее опасным является третье сечение.

Осевой момент инерции:

Полярный момент инерции:

;

Суммарное напряжение изгиба:

Суммарное напряжение кручения:

.

Суммарное эквивалентное напряжение:

.

Расчет валов на усталостную выносливость:

где  – коэффициент запаса по нормальным напряжениям;

 – коэффициент запаса по касательным напряжениям;

 

 

где  – пределы выносливости материала соответственно при изгибе и кручении с симметричным знакопеременным циклом,

 – амплитудные напряжения,

 – коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений,  

 – средние значения напряжений,

– суммарные коэффициенты, учитывающие влияние всех факторов,

Расчет быстроходного вала:

Расчет промежуточного вала:

Расчет тихоходного вала: