Рекомендуемая последовательность расчета

1. Определяют точки приложения, направления и величины сил, нагружающих вал (рис.2, а).

2. Определяют точки приложения, направления и величины сил,

нагружающих вал в вертикальной плоскости (рис.2, б).

3. Определяют точки приложения, направления и величины сил в

горизонтальной плоскости (рис.2, в).

4. Определяют точки приложения, направления и величину силы в

плоскости смещения валов (рис.2, г).

5. Вычисляют реакции и в опорах вала в вертикальной

плоскости (рис.2, б)

; (1.5)

, (1.6)

Рис.2 Расчетная схема вала

Из уравнения (1.6) находим

Из уравнения (1.5):

6. Вычисляют реакции и в опорах вала в горизонтальной плоскости (рис.2, в)

; (1.7)

(1.8)

Из уравнения (1.8) находим

При этом .

7. Вычисляем реакции и в плоскости смещения валов (рис.2, г)

; (1.9)

(1.10)

Отсюда

Тогда

.

8. Определяем максимальные реакции в опорах

(1.11)

. (1.12)

9. Определяем изгибающие моменты в характерных точках вала с

построением эпюры изгибающих моментов в вертикальной плоскости (рис. 2, б).

10. Определяем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов в горизонтальной плоскости (рис. 2, в).

11. Определяем изгибающие моменты в характерных сечениях вала с построением эпюры изгибающих моментов в плоскости смещения валов (рис. 2, г).

12. Вычисляют суммарные изгибающие моменты в опасных сечениях вала, например, в сечении 1-1

= где (1.13)

13. Представляют эпюру крутящих моментов T, передаваемых валом (рис.2, д).

14. Анализируя характер эпюр, а также принятые размеры вала определяем опасные сечения вала I – I, II – II и т.д.

15. Для каждого выбранного сечения вала, следуя из его конструкции выбирается тип концентратора напряжений и по таблице 2 для этого типа концентратора выбираются значения коэффициентов концентрации напряжений по изгибу () и по кручению (). Для оценки концентрации напряжений в местах установки на валу деталей с натягом используют отношения и (табл.3)

Значения и Таблица 2

			Эскиз
при
Галтель
t/r	r/d
	0, 01	1, 55	1, 6	1, 65	1, 7	1, 4	1, 4	1, 45	1, 45
0, 02	1, 8	1, 9		2, 15	1, 55	1, 6	1, 65	1, 7
0, 03	1, 8	1, 95	2, 05	2, 25	1, 55	1, 6	1, 65	1, 7
0, 05	1, 75	1, 9		2, 2	1, 6	1, 6	1, 65	1, 75
	0, 01	1, 9		2, 1	2, 2	1, 55	1, 6	1, 65	1, 75
0, 02	1, 95	2, 1	2, 2	2, 4	1, 6	1, 7	1, 75	1, 85
0, 03	1, 95	2, 1	2, 25	2, 45	1, 65	1, 7	1, 75	1, 9
	0, 01	2, 1	2, 25	2, 35	2, 5	2, 2	2, 3	2, 4	2, 6
0, 02	2, 15	2, 3	2, 45	2, 65	2, 1	2, 15	2, 25	2, 4
Шпоночный паз
выполнен концевой фрезой	1, 8		2, 2	2, 6	1, 4	1, 7	2, 05	2, 4
выполнен дисковой фрезой	1, 5	1, 55	1, 7	1, 9	1, 4	1, 7	2, 05	2, 4
Шлицы
Прямобоч- ные	1, 45	1, 6	1, 7	1, 75	2, 25	2, 45	2, 65	2, 8
Эвольвент- ные	1, 45	1, 6	1, 7	1, 75	1, 45	1, 5	1, 55	1, 6
Резьба
	1, 8	2, 2	2, 45	2, 9	1, 35	1, 7	2, 1	2, 35

Коэффициенты Таблица 3

Диаметр вала d, мм	при	при
	2, 6 2, 75 2, 9 3, 0 3, 1 3, 2 3, 3 3, 35	3, 3 3, 5 3, 7 3, 85 4, 0 4, 1 4, 2 4, 3	4, 0 4, 3 4, 5 4, 7 4, 85 4, 95 5, 1 5, 2	5, 1 5, 4 5, 7 5, 95 6, 15 6, 3 6, 45 6, 6	1, 5 1, 65 1, 75 1, 8 1, 85 1, 9 1, 95 2, 0	2, 0 2, 1 2, 2 2, 3 2, 4 2, 45 2, 5 2, 55	2, 4 2, 6 2, 7 2, 8 2, 9 3, 0 3, 05 3, 1	3, 05 3, 25 3, 4 3, 55 3, 7 3, 8 3, 9 3, 95

16. Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

, (1.14)

где - предел выносливости при симметричном цикле нагружения, МПа;

- коэффициент снижения предела выносливости при изгибе,

, (1.15)

где - коэффициент, учитывающий размеры вала (масштабный фактор) (табл.3);

- коэффициент влияния качества поверхности (см. табл.4);

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 5);

- амплитуда цикла изменения напряжений изгиба, МПа;

, (1.16)

где - момент сопротивления сечения вала при изгибе с учетом ослабления вала, мм³.

17. Коэффициент запаса по касательным напряжениям

, (1.17)

где - предел выносливости, МПа;

- коэффициент снижения предела выносливости вала в рассматриваемом сечении при кручении;

,

где - масштабный фактор (табл. 3);

- коэффициент влияния качества поверхности (табл.4);

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 5);

, (1.18)

где - момент сопротивления сечения вала при кручении, мм³;

- коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений по таблице 1.

18. Общий запас сопротивления усталости

(1.19)

При невыполнении условия п.18 следует:

1) выбрать материал вала с более высокими механическими характеристиками;

2) увеличить диаметр вала.

Значения коэффициентов Таблица 4

Значения коэффициентов Таблица 5

Значения коэффициента Таблица 6