Проверочный расчет валов на прочность

1.2.1 Выбор расчетной схемы и определение расчетных нагрузок

При составлении расчетной схемы валы рассматривают как балки, шарнирно закрепленные в жестких опорах, одна из которых подвижная. Нагрузки, передаваемые валам со стороны насаженных на них деталей, полагают сосредоточенными приложенными в середине ступицы. Силами тяжести валов, насаженных на вал деталей пренебрегают. Пренебрегают в большинстве случаев и усилиями, растягивающими или сжимающие вал. Оси координат на расчетной схеме следует направлять вдоль векторов основных внешних сил.

На рис.2, а представлена расчетная схема ведомого вала цилиндрического редуктора с прямозубыми колесами, нагруженного вращающим моментом , окружной силой , радиальной силой и консольной силой, действующей на вал со стороны муфты, .

Из приведенной на рис 2, а расчетной схемы видно, что вектор окружной скорости расположен в горизонтальной плоскости, а вектор радиальной силы - в вертикальной плоскости.

В общем случае для муфт - для входных валов редукторов и выходных валов одноступенчатых редукторов; - для выходных валов многоступенчатых редукторов. Данные формулы учитывают, что на конце вала может быть установлена не только муфта, но и шестерня, звездочка или шкив.

Вектор силы расположен в плоскости смещения рассчитываемого и присоединяемого к нему валов, положение которой на стадии расчетов определить невозможно.

Поэтому расчетную схему вала (рис.2, а) представляем в виде трех отдельных схем – см. рис.2, б, в, г, где , , приведены к оси вала. На рис 2, б, в, г изгибающий момент, а на рис 2, крутящий момент (в сечении I – I) являются результатом такого приведения.

Здесь - делительный диаметр колеса.

Под каждой из трех расчетных схем построены эпюры изгибающих моментов, действующих в трех указанных плоскостях. По этим эпюрам можно определить суммарные изгибающие моменты в любом сечении вала.

Например, для сечения I – I запишем

= где (1.4)