Изчисляване на вала

Изчисляването на вала се извършва на четири етапа: приблизително изчисление на усукване; изчисление за комплексно съпротивление (усукване и огъване); проверка на коефициента на безопасност за издръжливост в най-опасните участъци; проверете твърдостта на вала.

Изчисляването на валовете за усукване се извършва преди съставяне на схемата на разпределение на задвижването и скоростната кутия. За да се изчисли валът за сложно съпротивление, е необходимо да се изготви неговата конструктивна схема: маркирайте точките, в които се намират условните опори, определете величината и посоката на силите, действащи върху вала, както и точките на тяхното приложение. В този раздел ще говорим за изчисляването на валовете на зъбните колела. Изчисляването на другите задвижващи валове е по същество същото.
Приблизителното разположение на лагерите и колелата се настройва, както е отбелязано, при сглобяването на схемата на скоростната кутия.

В преобладаващото мнозинство от случаите се използват двойно носещи шахти. Опора, която възприема радиални и аксиални натоварвания, се счита за шарнирно закрепена, опора, която възприема само радиални натоварвания, се смята за шарнирно подвижна. Ако в опората се използва един сферичен или ролков радиален лагер, изчислената опорна точка се намира в средата на ширината на лагера. С единичен ъглово контактен лагер се счита, че радиалната реакция се прилага към вала в точката на пресичане на геометричната му ос и права линия, изтеглена през центъра на топката или средата на ролката под ъгъл (90 ° - α) към оста на лагера, където α е контактният ъгъл, посочен в каталозите на лагерите.

Разстоянието a между точката на приложение на реакцията и широкия край на външния пръстен на лагера може да бъде приблизително намерено по следните формули:

за едноредови ъглови контактни сачмени лагери


за едноредови конусни ролкови лагери

Изчислението се извършва по подобен начин, ако в опората са монтирани двоен лагер или два еднакви лагера, но лагерът е затегнат така, че да работи едновременно само един ред подвижни елементи.
Ако затягането е такова, че и двата реда подвижни тела работят едновременно и аксиалното натоварване трябва да се вземе предвид при изчислението, обикновено мястото на прилагане на реакцията се счита за точка, отдалечена от средата на лагера, която възприема аксиалното натоварване, с 1/3 от разстоянието между редовете на търкалящите се тела. Приблизително е позволено да се комбинира проектното положение на опората с центъра на лагера, който приема аксиалното натоварване. Ако аксиалното натоварване не се взема предвид при изчисляване на лагерите, изчислената точка на лагера се поставя между лагерите.

При инсталиране на вала на лагерите на втулките, изчислената опорна точка се намира на разстояние 0,25. 0,3 от дължината на лагера от края му от страната на разстоянието между опорите.
Изчислените сили и моменти, действащи върху вала, се считат за концентрирани и разположени в средата на дължината на елементите, които ги приемат. В този случай грешката при изчислението влиза в границите на безопасност. При усъвършенствани изчисления или колела с широки главини (l/d> 1,5) силите и моментите се разделят наполовина и всяка от половините се прилага на разстояние 0,2. 0,3 от дължината на главината от нейния ръб.

Основните натоварвания на валовете създават сили, действащи в зъбното колело и червячната предавка.
При определяне на посоката на силите трябва да се има предвид, че върху задвижваното колело, периферната сила се движи и е насочена в посока на въртене. На задвижващата предавка (или червяк), обиколката на силата е реакция от задвижваното колело и е насочена в посока, обратна на въртенето. Радиалната сила върху цилиндричните колела при външно зацепване е насочена към центъра на колелото (към оста на червяка). Посоката на аксиалната сила зависи от посоката на спиралата и посоката на въртене. Подобно на общия натиск върху зъба, той е насочен към вътрешността на зъба.

В конусните зъбни колела аксиалната сила винаги е насочена от върха на началния конус към по-големия край на колелото, а радиалната сила е насочена към оста на колелото. Ако във формулите за конични зъбни колела с наклонени или кръгли зъби Fr или Fa се окаже отрицателен.
Ако на изпъкналия от редуктора конзолен край на вала има ремъчна шайба или верижно зъбно колело, натоварването на конзолата се определя чрез изчисляване на съответната предавка.
Ако в края на вала е монтиран съединител, често се приема приблизително, че върху конзолната част действа само въртящ момент. За по-точни изчисления трябва да се има предвид, че много видове съединители (втулка-пръст, зъбно колело) създават небалансирана радиална сила поради неравномерно разпределение на товара по обиколката на съединителя (между пръстите, зъбите).
За съединител ръкав-пръст (MUVP) и верижен съединител това е небалансирана сила FM = 0,25 Ftn, където Ftn е обиколката на силата по диаметъра на центровете на пръстите на MUVP съединителя или по диаметъра на първоначалния кръг на верижното съединително зъбно колело.
При монтираната на вала зъбна предавка се приема, че върху вала действа огъващ момент Mizr = 0.1T
Посоката на сила или момент се счита за най-неблагоприятна за вала. Дадените данни ви позволяват да съставите изчислена диаграма на вала и да я изчислите за сложно съпротивление.

Трябва да се отбележи, че когато се извършват изчисления, отделни елементи на оформлението могат да се променят, например, ширината на лагерите или тяхното местоположение. В този случай се правят промени в схемата и се изчисляват изчисленията.