5.1. Критична частота обертання карданного валу

Визначається по формулах

порожнистий вал (5.3)

суцільний вал

де l_в – довжина валу (відстань між серединами карданних шарнірів);

d_н і d_вн – зовнішній і внутрішній діаметри карданної труби.

Критична частота обертання повинна бути в 1,5…2 разу вище за максимальну експлуатаційну частоту обертання карданної передачі.

5.2. Розрахунок карданного валу на міцність

Труба карданного валу перевіряється на кручення в небезпечному перетині. Крім того, на кручення перевіряється і шліцьовий хвостовик. Шліци розраховуються на зім'яло і зріз. Розрахунок виконується по відомих формулах курсу “Деталі машин” [15]. Напруга, що допускається, на кручення карданної труби – 120…150 Мпа, шліцьового хвостовика – 300…350 Мпа.

Напруга, що допускається, в шліцах на зріз – 15 Мпа, на зім'яло – 30 Мпа.

Кут закручування карданного валу визначається по формулі

(5.4)

Модуль пружності при крученні G=850 Гпа.

5.3. Розрахунок карданного шарніра

Основні розміри і показники шарнірів нерівних кутових швидкостей представлені в 17абл..7.

Таблиця 7

Основні розміри і параметри шарнірів нерівних кутових швидкостей

Найменування	Типорозмір
	I	II	III	VI	V	VI	VII
Розміри, мм: H D H1 H2 B D	57,17 14,72 64,26 - 36,00 23,82	74,20 15,23 55,00 - 45,00 28,00	80,00 16,30 60,00 - 40,00 30,00	90,00 22,00 - 98,00 50,00 35,00	108,0 25,0 - 118,0 65,0 39,0	127,0 33,65 - 135,0 74,0 50,0	147,0 33,65 - 155,0 86,0 50,0

Продовження таблиці 7

Підшипник: число голок діаметр голки, мм довжина голки, мм

22 2,4 10,0

22 2,5 12,5

29 2,0 13,8

26 3,0 18,0

29 3,0 18,1

38 3,0 18,0

38 3,0 24,0

Вилка карданного шарніра перевіряється на вигин в перетині N-N і кручення (мал. 4а). Сила Р_ш прикладена в центрі отвору (точка “О”). Плече вигину - “С”, плече кручення - ”а”.

Мал.4. Розрахункова схема вилки і хрестовини карданного шарніра

Величина сили

(5.5)

Напруга вигину і кручення вилки карданного шарніра визначається по формулах

(5.6)

де W_из - момент опору вигину:

прямокутного перетину

еліптичного перетину

W_кр - момент опору крученню: прямокутного перетину еліптичного перетину (табл.8).

Таблиця 8

Коефіцієнт  залежить від відношення h/b:

h/b	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
	0,208	0,231	0,246	0,258	0,267

Напруга, що допускається: вигину - 60...80 МПа; крученню - 120...150 МПа.

Шпилька хрестовини карданного шарніра розраховується на зріз і на вигин від сили Р_ш (мал. 4б). Сила Р_ш визначається по формулі (5.5). Напругу зрізу і вигину визначають по формулах

(5.7)

Плече вигину “а” приймається рівним половині висоти шпильки хрестовини. Напруга, що допускається: зрізу - 80 МПа; вигину - 300 МПа.