9.3 Расчет валов на статическую прочность
Расчет ведут по наибольшей возможной кратковременной нагрузке , повторяемость которой мала и не может вызвать усталостного разрушения.
Расчет ведется
по статическому заносу прочности 
по отношению к пределу текучести
материала вала.
напряжения
изгиба и кручения от действия 
.
Выполним
проверку статической прочности ( по
удвоенным значениям напряжения )
тихоходного вала червячно-цилиндрического
редуктора, пример конструирования
которого приведен в разделе 9.2.
Рассмотрим сечение вала под подшипником.
т.е. условие статической прочности
выполняется.
9.4 Уточненный расчет валов на усталостную прочность
В нескольких сечениях по длине вала , выбираемых с учетом наличия концентратов напряжений и эпюр моментов, определяют коэффициент запаса усталостной прочности и сравнивают его с допускаемым значением.
- коэффициент запаса усталостной
прочности по напряжениям изгиба;
- коэффициент запаса усталостной
прочности по напряжениям кручения. В
этих формулах: 
– пределы выносливости материала вала
при симметричном цикле изменения
напряжений по нормальным и касательным
напряжениям .
-
масштабный фактор и фактор качества
поверхности
Рис.9.9 Рис. 9.10
- коэффициенты, характеризующие
чувствительность материала вала к
асимметрии цикла ( табл. 9.1 );
- амплитуда и среднее значение цикла
изменения нормальных напряжений изгиба.
Напряжения изгиба изменяются по
симметричному циклу и для него.
Табл. 9.3
Отметим что для валов
где d – диаметр вала в рассчитываемом сечении ; α = 0 - для сплошных валов. Для поперечных сечений валов, ослабленных шпоночными пазами ( сечение под колесом рис. 9.8) осевой момент сопротивления изгибу.
1 - 
где
размеры шпоночного паза берутся из
табл. 9.2. приближенно момент сопротивления
сечения вала, ослабленного шпоночным
пазом, можно определить.
где - 
( 
из табл. 9.2), аналогично для шлицевых
соединений 
.
амплитуда и среднее значение цикла
изменения касательных напряжений от
кручения. Для нереверсивных валов
касательные напряжения от кручения
меняются по пульсирующему циклу и для
него
Для валов полярный момент сопротивления кручению определяется:
а для сечений, ослабленных шпоночным пазом:
или через 
Если в результате
расчетов окажется S
, то либо берут другой материал вала,
либо увеличивают диаметры вала по
стандартному ряду 
.
Рассмотрим в качестве примера тихоходный вал червячно-цилиндрического редуктора (рис. 9.8) . Выполним оценку усталостной прочности и нескольких сечениях по длине вала, в которых есть концентраторы напряжений.
Сечение 1-1.Концентратор напряжений шпоночных паз = 9 мм.
=0,05
( табл. 9.1 ) ; 
; 
; 
; 
Сечение 2-2 (сечение на выходе , концентратор напряжений – шлицы) при расчете по внутреннему диаметру d=62 мм:
Сечение 3-3 (сечение под подшипником d=75 мм , концентратор напряжений – посадка с натягом):
Сечение 4-4 (сечение
под колесом d=80
мм , концентратор напряжений – галтель):
крутящий момент в этом сечении не
действует , т.е. 
изгибающий момент на основе расчетов
раздела 3:
(здесь половина ширины колеса 
);
