АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

институт	транспорта
кафедра	детали машин

Расчеты валов на прочность

методические указания на курсовое проектирование и расчетно-

графическую работу по дисциплине «Детали машин и основы

конструирования» для студентов механических и немеханических

специальностей очной и заочных форм обучения

Тюмень 2007

Утверждено редакционно-издательским советом

Тюменского государственного нефтегазового университета

СОСТАВИТЕЛИ: к.т.н., профессор В.Н. Кривохижа,

ассистент С.Ю. Михайлов.

© государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет» 2007 г.

1. Расчет валов на прочность

Основными нагрузками на валы являются силы от передач. При расчетах принимают, что насаженные на вал детали передают силы и моменты на середине своей ширины.

Материалами для валов служат углеродистые и легированные стали (таблица 1).

Материалы и термообработка Таблица 1

Марка стали	Диаметр заготовки, мм	Твердость НВ (не менее)	Механические характеристики, МПа			Коэффи-циент
45	120 80	240 270	780 900	540 650	290 390	0,09 0,10
40Х	120	240 270	790 900	640 750	380 450	0,09 0,10
40ХН		270	920	750	450	0,10
20Х		197	650	400	240	0,07
12ХН3А		260	950	700	490	0,10
18ХГТ		330	1150	950	660	0,12

Для большинства валов применяют термически обрабатываемые среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х; для высоконагруженных валов – легированные стали 40ХН, 20Х, 12ХН3А.

Выполняют расчеты валов на сопротивление усталости и по статической прочности.

Расчет вала проводят в такой последовательности:

1. Предварительно оценивают диаметр выходного конца вала из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях

(1)

Принимают:

[τ] = (12…15) МПа – редукторных валов;

[τ] = (20…30) МПа – трансмиссионных валов.

Полученные значения диаметра округляется до ближайшего размера

согласно ГОСТ 6636- 69 “ Нормальные линейные размеры”.

Так, из ряда указанного стандарта в диапазоне от 16 до 100мм предусмотрены следующие основные нормальные линейные размеры: 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 53, 56, 60, 63, 67, 71, 75, 80, 85, 90. 95, 100. Разрешается использовать для цапф вала под подшипники размеры 35, 55, 65, 70 мм.

При проектировании редукторов диаметр выходного ведущего вала

можно принять равным или близким к диаметру выходного вала электродвигателя, с которым вал редуктора будет соединен муфтой.

2. После оценки диаметра вала разрабатывают конструкцию вала

Назначаются диаметры цапф вала (несколько больше диаметра выходного конца) и производится подбор подшипников. Диаметр посадочных поверхностей валов под ступицы насаживаемых деталей для удобства сборки принимают больше диаметров соседних участков.