3. Расчетные схемы валов. Критерии работоспособности (расчета) в расчетных схемах валы представляют как балку на опорах.
Валы обычно рассчитывают на изгиб, как балка на шарнирных опорах.
Силы на валы передаются через насаженные на них детали: зубчатые колеса, звездочки, шкивы, муфты и т.д. При простейшем расчете принимают, что насаженные на вал детали передают силы и моменты валу на середине своей ширины и эти сечения принимают за расчетные.
Валы рассчитывают на прочность, жесткость, колебания(отстройка от резонанса).
Критерии прочности:
-
Расчеты на выносливость (многоцикловая усталость)
.
-
Статическая несущая способность (отсутствие недопустимых остаточных деформаций при пиковых нагрузках) для тихоходных валов. Расчет на статическую прочность при перегрузках
. -
Сопротивление хрупкому разрушению (для валов из хрупких и малопластичных материалов). Коэффициент интенсивности напряжений
.
Критерии жесткости
При действии на вал изгибающих и крутящих моментов возникают упругие деформации
1. Расчет прогиба вала
,
2.Расчет угла поворота в подшипнике
,
3. Расчет угла закрутки
Критерий отстройки от резонанса:
.
n – рабочая частота вращения вала
nкр – частота собственных колебаний вала i-го и i+1 тона колебаний