Перевірочний розрахунок валів

Порядок проведення перевірочного розрахунку валів.

1 Вибирають розрахункову схему і визначають розрахункові навантаження.

2 Знаходять небезпечні перерізи, обумовлені найбільшим згинальним моментом, ослаблені концентраторами напружень: галтель, виточка, шпонковий паз, різьблення тощо.

3 Проводять розрахунок на статичну міцність. Наприклад, при використанні енергетичної теорії міцності еквівалентні напруження визначаються за формулою

, (4.1)

де допустимі напруження :

, (4.2)

s_Т – границя плинності,

напруження згину: (4.3)

напруження кручення: . (4.4)

4 Проводять розрахунок на витривалість за запасом опору втоми

, (4.5)

де – запас опору втоми при згині;

– запас опору втоми при крученні,

де МПа – границя витривалості при згині4

МПа – границя витривалості при крученні;

– амплітуда циклів напружень при згині (внаслідок обертання вала напруження згину у різних точках його поперечного перерізу змінюються по симетричному циклу (рисунок 4.3)), ;

– середнє напруження циклу, =0;

– амплітуда циклів напружень при крученні (напруження кручення змінюються по віднульовому циклу (рисунок 4.4 )), ;

– середнє напруження циклу (постійна складового циклу), ;

, – коефіцієнти, що коректують вплив постійної складового циклу напружень по опору втоми (рекомендації в роботі [3]);

– коефіцієнт концентрації напружень при згині, що залежить від концентратора напружень (рекомендації в роботі [3]);

– коефіцієнт концентрації напружень при крутінні, що залежить від концентратора напружень (рекомендації в роботі [3]);

– масштабний фактор (рекомендації в роботі [3]);

– фактор шорсткості поверхні (рекомендації в роботі[3] ).

5 Перевіряють жорсткості вала за умовами жорсткості

при згині

, (4.6)

де у – прогин вала;

[y] – прогин, що допускається (рекомендації в роботі [3]),

та при крученні

£ [j], (4.7)

де G – модуль пружності другого роду;

І_r – полярний момент інерції;

j – кут закручення вала;

[j] – допустимий кут закручення вала, значення якого залежить від вимог, що пред’являються до механізму.

6 Проводять розрахунок на коливання з умови попередження обертання в критичній зоні

, (4.8)

де g – прискорення вільного падання;

y_ст – статичний прогин.

5 Підшипники