Расчеты трансмиссионных валов

Обычно трансмиссионные валы нагружаются только вращающим моментом, поэтому расчеты их ведут на обеспечение крутильной прочности и жесткости. Из-за большой длины трансмиссионные валы склонны к значительным углам закручивания. В подавляющем числе случаев большие углы закручивания валов и связанное с этим рассогласование работы отдельных деталей механизма не могут быть допущены. Этим объясняется рекомендация предпочтительного расчета трансмиссионных валов из условия необходимой жесткости.

Величиной, характеризующей крутильную жесткость вала, является относительный угол его закручивания в градусах на длине в один метр. Если эта величина ограничивается каким-то допускаемым значением, для проверочного расчета трансмиссионного вала на жесткость может быть использована следующая зависимость:

, (2)

где φ - угол закручивания на длине в один метр, ;

Т - момент вращающий, Н•м;

d - диаметр вала, мм;

Р - мощность, кВт;

n - частота вращения вала, 1/мин.

Из выражения (2) можно получить формулу для проектировочного расчета диаметра вала при заданном допускаемом угле закручивания в градусах на длине в один метр:

. (3)

В практике распространены следующие нормы допускаемого угла закручивания: , хотя технически они не обоснованы.

Тогда

. (4)

В отдельных случаях значение допустимого угла закручивания можно принять, воспользовавшись рекомендациями табл. 3.

Таблица 3 - Допустимый угол закручивания [φ] в зависимости от назначения вала

Место установки вала	[φ],
Трансмиссионные валы мостовых кранов Карданные валы автомобилей Валы редукторов и коробок передач Ходовые валы металлорежущих станков	0,25...0,3 3...4 0,5 0,085

Расчет трансмиссионного вала на крутильную прочность целесообразен, когда упругое закручивание вала не оказывает влияния на работу механизма.

Ограничивая напряжения кручения в вале допускаемыми значениями [τ]_кр, МПа, для проверочного расчета получим:

. (5)

Из формулы (5) для проектировочного расчета

(6)

Распространенные в практике значения допускаемых напряжений кручения при расчетах трансмиссионных валов [τ]_кр = 20...30 МПа.

Тогда

. (7)

Дата добавления: 2015-07-08