Алгоритм проверочного расчета вала

Простые валы рабочих машин рассчитываются на циклическую прочность.

Рекомендуется выполнять расчет в следующем порядке.

1. В левом верхнем углу страницы изобразить координатные оси для ориентации направлений векторов сил и эпюр моментов.

2. Начертить расчетную схему вала в соответствии со схемой его нагружения. Подшипники качения принимают за шарнирные опоры с приложением реакций в их середине. Если в опоре несколько подшипников, точку приложения реакции принимают в середине подшипника, ближнего к пролету. Типы подшипников и их размеры должны быть предварительно определены. Нагрузка на валы от шкивов, звездочек цепных передач, зубчатых колес, режущих инструментов, рассматривают как сосредоточенные силы, приложенные в середине ступицы соответствующих деталей. Если силы расположены в разных плоскостях под углом до 30°, то их можно совмещать в одну плоскость.

3. Определить геометрические параметры расчетной схемы: расстояние между точками приложения реакций в опорах, длины консолей, т.е. расстояния от точек приложения сил до реакций в опорах.

4. Вычислить опорные реакции в вертикальной и горизонтальной плоскостях из уравнений равновесия сил моментов в каждой плоскости, и затем суммарные реакции в каждой опоре.

5. Вычислить изгибающие моменты по плоскостям и построить их эпюры.

6. Вычислить суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н×м:

. (60)

7. Определить крутящие моменты на валу и построить их эпюры.

8. Выбрать марку стали для вала, термообработку, механические характеристики стали: s_в, s_т , s_-1 , t_-1.

9. Определить состояние вала в расчетном сечении: вид концентраторов напряжений, состояние поверхности вала, диаметр и т.д.

10. Найти нормальные s и касательные t напряжения в опасных сечениях, МПа:

, (61)

. (62)

11. Определить амплитудные и средние значения напряжений согласно. Для симметричного цикла , .

Если на вал действует постоянный крутящий момент, то , .