Механические характеристики основных материалов

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 σ_Η =—— и τ„ =—- — соответственно наибольшие напряжения в расчетном сечении вала от изгиба моментом М_и и кручения моментом М_к; JV_H и 1У_К — соответственно осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала (табл. 16.1); мо­мент М_и — суммарный изгибающий момент получают геомет­рическим сложением моментов, действующих в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Так как для круглого сечения JV_K = 2W_u и W_K ~ ^{т0 мож}~ но записать для сплошных валов круглого сечения 438

где d —диаметр вала.

Крутящий момент М_к (внутренний силовой фактор) в рас­четном сечении вала равен вращающему моменту Τ (внешней нагрузке на вал).

Запас прочности для валов по пределу текучести ■ϊ_τ=σ_τ/σ,_ΚΒ обычно принимают 1,3...1,8; о_экв вычисляют в опасном сечении по формуле (16.1) или (16.2); σ_τ 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.