Главная

Валы.

Расчет на прочность

При расчете валов на жесткость диаметры их получаются больше, чем при расчете на прочность, и они работают преимущественно с невысокими напряжениями. Поэтому расчет валов целесообразно вести упрощенно, не учитывая динамический характер нагрузки, т. е. не вводя в формулы коэффициенты концентрации напряжений, характеристики циклов нагружения и т.п. Эти факторы учитывают приближенно соответствующим выбором допускаемых напряжений.

Валы на прочность рассчитывают по формул:

или

,

где W - момент сопротивления в опасном сечении, мм³: W = πd³/32 ≈ 0,1d³ – для круглого сплошного сечения (см. рис. 1);

W = πd³/32(l – d₀⁴/d⁴) ≈ 0,1(d⁴-d₀⁴)/d - для круглого полого сечения (см. рис. 2); [σ_из] - допускаемое напряжение, МПа (см. табл. 9), определяемое при динамическом расчете стальных валов по пределу выносливости с учетом факторов, вызывающих концентрацию напряжений, и диаметру вала; М_и - максимальный изгибающий момент в опасном сечении, Н мм:

;

здесь М_и.г и М_и.в - максимальные изгибающие моменты в опасном сечении, Н·мм, действующие соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях; М_кр -максимальный крутящий момент в опасном сечении, Н·мм;

- максимальный приведенный (результирующий) момент в опасном сечении, Н · мм.

Диаметр вала из среднеуглеродистой стали (σ_в = 500 … 800МПа) при расчете на прочность приближенно определяют по следующим формулам:

при постоянной нагрузке и небольших изгибающих моментах (короткие валы из стали Ст5, Ст6 и 45)

;

при переменной нагрузке и малых изгибающих моментах или при постоянной нагрузке и средних изгибающих моментах

;

при переменной нагрузке и средних изгибающих моментах или при постоянной нагрузке и значительных изгибающих моментах (длинные валы)

;

где d - в см; Р - передаваемая мощность, кВт; n - частота вращения вала, мин^-1.

Формулы составлены из расчета вала на кручение и обусловливают напряжения: формула (1) τ_кр = 50МПа; формула (2) τ_кр = 37МПа; формула (3) τ_кр = 28,5МПа. При наличии шпоночного паза в опасном сечении вала полученное значение необходимо увеличить на 5-10%.

---

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика Сопротивление материалов

Прикладная механика Строительная механика Теория машин и механизмов

00:00:00