На этом этапе расчетов
действительные конструкции и условия нагружения валов (осей) заменяют
расчетными схемами.
По составленной расчетной схеме определяют
(рассчитывают) реакции опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В этих
же плоскостях строят эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, отдельно
строят эпюры крутящего момента и осевых сил. Так как валы работают в условиях
изгиба и кручения, а напряжения от осевых сил малы, то эквивалентное напряжение
в точке наружного волокна по энергетической теории прочности определяют по
формуле
Здесь σΗ =—— и τ„ =—- — соответственно наибольшие напряжения в расчетном сечении вала от изгиба моментом Ми и
кручения моментом Мк; JVH
и 1УК
—
соответственно осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала (табл. 16.1); момент Ми — суммарный изгибающий момент
получают геометрическим сложением моментов, действующих в горизонтальной и
вертикальной плоскостях.
Так как для круглого сечения JVK = 2Wu и WK ~ т0 мож~ но записать для сплошных валов
круглого сечения 438
где d —диаметр вала.
Крутящий
момент Мк (внутренний силовой фактор) в расчетном сечении вала
равен вращающему моменту Τ (внешней нагрузке на вал).
Запас прочности для валов по пределу текучести ■ϊτ=στ/σ,ΚΒ обычно принимают 1,3...1,8; оэкв
вычисляют в опасном сечении по формуле (16.1) или (16.2); στ принимают по справочникам или табл. 16.2, Опасное
сечение определяется эпюрами моментов (там, где имеет место максимум
изгибающего момента) и размерами сечений вала (там, где минимум); в случаях,
когда максимум изгибающего момента и минимум сечения расположены в разных
местах, проводят расчеты для двух или более сечений.
|
Таблица 16.2 Механические характеристики
основных материалов
|
|
Диаметр
|
Твердость
|
|
στ
|
|
|
|
|
|
|
заготовки,
|
НВ,
|
|
m
|
|
|
Ψτ
|
|
|
мм, не более
|
не менее
|
|
|
|
|
|
|
Ст5
|
Не ограничен
|
190
|
520
|
280
|
220
|
130
|
0
|
0
|
|
45
|
Не ограничен
|
200
|
560
|
280
|
250
|
150
|
0
|
0
|
|
|
120
|
240
|
800
|
550
|
350
|
210
|
0,1
|
0
|
|
|
80
|
270
|
900
|
650
|
380
|
230
|
0,1
|
0,05
|
|
40Х
|
11е ограничен
|
200
|
730
|
500
|
320
|
200
|
0,1
|
0,05
|
|
|
200
|
240
|
800
|
650
|
360
|
210
|
0,1
|
0,05
|
|
|
120
|
270
|
900
|
750
|
410
|
240
|
0,1
|
0,05
|
|
20
|
60
|
145
|
400
|
240
|
170
|
100
|
0
|
0
|
|
20Х
|
120
|
197
|
650
|
400
|
300
|
60
|
0,05
|
0
|
|
Ι2ΧΗ3Α
|
120
|
260
|
950
|
700
|
420
|
210
|
0,1
|
0,05
|
|
12Х2Н4А
|
120
|
300
|
1100
|
850
|
500
|
250
|
0,15
|
0,1
|
|
18X1Τ
|
60
|
330
|
1150
|
950
|
520
|
280
|
0,15
|
0,1
|
|
Для осей запас прочности по
пределу текучести sT
=στ/σΗ должен быть не менее 1,5; σΗ определяют в опасном сечении по максимальному
изгибающему моменту.
|
