Расчет валов на жесткость и виброустойчивость

Расчет валов на жесткость выполняют в тех случаях, когда их деформации (линейные или угловые) существенно влияют на работу сопряженных с валом деталей (зубчатых колес, червяков, подшипников, соединений и т.д.).

Деформации валов определяют по формулам “Сопротивления материалов”, которые приводятся в справочниках.

Вал-червяк на прогиб следует считать обязательно. Для валов зубчатых редукторов жесткость заложена в конструктивных рекомендациях.

Колебания валов связаны с периодическими изменениями передаваемой нагрузки, неуравновешенностью вращающихся масс и др. погрешностями.

Практическое значение имеют расчеты частот собственных колебаний f валов и их сравнения с крутильной частотой возмущающей силы с целью предотвращения резонанса.

Критическая частота вращения вала при резонансе n_к = 60f, мин^–1.

Пределы виброустойчивости:

1) в дорезонансной зоне n < 0,7n_к. Чем больше жесткость, тем выше f.

Следовательно, необходимо повышать жесткость вала, чтобы удалить границу критической частоты вращения n_к;

2) в зарезонансной зоне n > 1,3n_к. Жесткость вала или f следует снижать, чтобы понизить n_к, т е. применять так называемые “гибкие” валы.

Зона (0,7…1.3)n_к запрещена для использования. Переход через нее следует осуществлять с максимальной скоростью или в конструкцию включать демпферы – ограничители амплитуд колебаний.

На виброустойчивость проверяют валы, работающие при очень высоких скоростях.