11.1. Порядок расчета вала

1. Из условия равномерного вращения вала определить диаметры зубчатых колес и.

2. Изобразить в масштабе схему нагружения вала.

3. Определить реакции опор вала во взаимно перпендику

лярных плоскостях, указанных на схеме нагружения вала.

4. Рассчитать изгибающие и крутящие моменты в поперечных сечениях вала, построить эпюры изгибающих и

крутящих моментов.

5. Рассчитать диаметры вала на прочность по эквивалентным напряжениям (приведенному моменту

)

в наиболее опасных сечениях вала. Опасным сечением вала считать то, в котором приведенный момент нагрузки на вал максимален.

6. Рассчитать вал на жесткость при кручении.

10.2. Расчет вала на прочность.

При одновременном действии крутящего и изгибающегомоментов расчет вала ведут по эквивалентному моменту в сечении (четвертая теория прочности)

=, где- суммарный изгибающий момент в сечении вала.

Опасным сечением вала считать сечение, в котором приведенный момент нагрузки на вал максимален.

Диаметр вала определяется по формуле

,

где = 50 МПа - допускаемое нормальное напряжение материала вала.

Если на вал или его участок действует только крутящий момент , то его диаметр можно определить из условия прочности на кручение:

,

где = 0,5- допускаемое касательное напряжение материала вала.

10.3. Расчет вала на жесткость

С целью уменьшения упругого мертвого хода в точных и силовых механизмах углы закручивания сечений валов друг относительно друга ограничиваются допускаемым углом закручивания . Условие жесткости вала при кручении имеет вид

,

где - допустимая величина угла закручивания вала на рабочей длине(при расчете принять= 20 угловых минут, то естьрад).

Рабочая длина вала определяется суммированием длин участков вала, на которых крутящий момент вала отличен от нуля.

Диаметр вала на закручиваемом участке определяется по формуле

,

где 8*10⁴ МПа – модуль сдвига материала вала (стали).

Если при диаметре условие жесткости вала не выполнено, то есть, то в качестве диаметра вала принимают наибольший из диаметрови. Полученный диаметр выражают в миллиметрах и округляют до целого числа из предпочтительного ряда размеров, в котором числа заканчиваются цифрами 0, 2, 4, 5, 6, 8.

11. Задача №7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ГЛАВНЫХ ПЛОЩАДОК

Для напряженного состояния в точке тела, заданного компонентами тензора напряжений определить главные напряжения и полдожения главных площадок. Исходные данные определить по табл. 7.1, где напряжения заданы в Мпа.

Величины компонентов тензора напряжений выбираются из столбцов табл. 7.1 по цифрам . Остальные компоненты тензора напряжений определить на основании закона парности касательных напряжений.

Таблица 7.1

Номер строки
1	-20	36	44	-54	24	33
2	10	-20	30	20	30	40
3	-32	35	40	25	-15	-25
4	54	-16	-24	-18	-36	-24
5	39	42	27	33	39	36
6	-20	36	44	-54	24	33
7	10	-20	30	20	30	40
8	-32	35	40	25	-15	-25
9	54	-16	-24	-18	-36	-24
0	39	42	27	33	39	36