Виконання розрахунку валів.

Всі вали в обов'язковому порядку розраховують на об'ємну міцність.

Схеми вантаження валів і осей залежать від кількості і місця установки на них деталей, що обертаються, і напряму дії сил. При складному вантаженні вибирають дві ортогональні площини (наприклад, фронтальну і горизонтальну) і розглядають схему в кожній площині. Розраховуються, звичайно, не реальні конструкції, а спрощені розрахункові моделі, що є балками на шарнірних опорах, балки із закладенням і навіть статично невизначні завдання.

При складанні розрахункової схеми вали розглядають як прямі бруси, які лежать на шарнірних опорах. При виборі типу опори вважають, що деформації валів малі і, якщо підшипник допускає хоч би невеликий нахил або переміщення цапфи, його вважають шарнірно-нерухомою або шарнірно-рухомою опорою. Підшипники ковзання або кочення, що сприймають одночасно радіальні і осьові зусилля, розглядають як шарнірно-нерухомі опори, а підшипники, що сприймають тільки радіальні зусилля, як шарнірно-рухомі.

Такі завдання нам добре відомі з курсу теоретичної механіки (статики) і опору матеріалів.

Розрахунок валу на об'ємну міцність виконують в три етапи.

1) Попередній розрахунок валів

Виконується на стадії опрацьовування технічного завдання, коли відомі тільки крутні моменти на всіх валах. При цьому вважається, що вал випробовує тільки дотичну напругу кручення

t_кр = Мвр / Wp £ []_кр, (3.1.9)

t£ t_{кр = Мпа}

де Wp - полярний момент опору перетину.

Для круглого перетину

Wp = pd3/1, ( 3.10)

Wp =

Умова міцності по напрузі кручення зручно вирішувати щодо діаметру валу

.

Це мінімальний діаметр валу. На всіх інших ділянках валу він може бути тільки більше. Обчислений мінімальний діаметр валу округляється до найближчого більшого з нормального ряду. Цей діаметр є початковим для подальшого проектування. Отриманий результат відображається на кресленні.

2) Уточнений розрахунок валів

На даному етапі враховує не тільки моменти, що обертаються, але і моменти, що вигинають. Виконується на етапі ескізної компоновки, коли заздалегідь вибрані підшипники, відома довжина всіх ділянок валу, відоме положення всіх коліс на валу, розраховані сили, що діють на вал.

Викреслюються розрахункові схеми валу в двох площинах. По відомих силах в зубчастих передачах і відстанях до опор будуються епюри моментів, що вигинають, в горизонтальній і фронтальній площинах. Потім обчислюється сумарний момент, що вигинає

, (3.11)

Далі розраховується і будується епюра еквівалентного моменту, що " изгибающе-вращающего"

(3.12)

де α = 0, 75або 1залежно від прийнятої енергетичної теорії міцності, що приймається більшістю авторів рівним 1.

Рисунок 3.2 – Схема проекцій сил и побудова епюр первинного вала коробки передач

Провідний вал коробки передач викреслений в масштабі, далі знайдемо сили, що діють.

Окружна сила

Ft= =23570 Н

Радіальна сила

Fr= =10860Н

Осьова сила

Fх= =13700 Н