Расчет на прочность

где W - момент сопротивления в опасном  сечении, мм³:  W = pd³/32 » 0,1d³

для круглого сплошного сечения (см. рис. 1);

W =  pd³/32  * [ 1- d₀⁴/d⁴] » 0,1 (d⁴ - d₀⁴)/d 

для круглого полого сечения (см. рис. 2); [σ из] - допускаемое напряжение, МПа (см. табл. 9), определяемое при динамическом расчете стальных валов по пределу выносливости с учетом факторов, вызывающих концентрацию напряжений, и диаметру вала; Ми -максимальный изгибающий момент в опасном сечении, Н-мм:

Ми = Ö (М_и.г² + М_н.в²)

здесь Mи.г и Mи.в - максимальные изгибающие моменты в опасном сечении, Н-мм, действующие соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях; Мкр -максимальный крутящий момент в опасном сечении, Н-мм;

Ö (М_и² + 0,45М_к.р²) = М_пр - максимальный приведенный (результирующий) момент в опасном сечении, Н-мм

Диаметр вала из среднеуглеродистой стали ( σ_в= 500 - 800 МПа) при расчете на прочность приближенно определяют по следующим формулам:

при постоянной нагрузке и небольших изгибающих моментах (короткие валы из стали Ст5, Стб и 45)

 d = 10 ³Ö (P/n)          (1)

при переменной нагрузке и малых изгибающих моментах или при постоянной нагрузке и средних изгибающих моментах

 d = 11 ³Ö (P/n)          (2)

при переменной нагрузке и средних изгибающих моментах или при постоянной нагрузке и значительных изгибающих моментах (длинные валы)

 d = 12 ³Ö (P/n)          (3)

где d - в см; Р - передаваемая мощность, кВт; n - частота вращения вала, мин^-1.

Формулы составлены из расчета вала на кручение и обусловливают напряжения:

формула (1) tкр = 50 МПа; формула (2) tкр = 37 МПа; формула (3) tкр = 28,5 МПа. При наличии шпоночного паза в опасном сечении вала полученное значение необходимо увеличить на 5-10%.