Расчет на жесткость

Вал, рассчитанный из условий динамической прочности, может не обеспечить нормальной работы зубчатых колес и подшипников, если под действием передаваемых усилий он будет чрезмерно деформироваться.

Расчет на жесткость сводится к определению прогибов у (рис. 3-6), углов наклона оси вала 6 и к сопоставлению их с допускаемыми. Допускаемый прогиб вала не должен превышать 0,0001-0,0005 расстояния между опорами или под зубчатыми колесами 0,01-0,03 модуля в см. Углы наклона оси вала в опорах не должны превышать 0,001 радиана при зубчатых колесах; то же в радианах, не более: 0,0025 - для цилиндрических роликоподшипников; 0,0016 - для конических роликоподшипников; 0,005 - для однорядных шарикоподшипников; 0,05 - для сферических подшипников.

 Угол наклона оси вала ? и прогиб вала у расчетном сечении для двух основных схем нагружения (см. рис. 3-6) определяют по формулам

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5


Рис. 6

q = (Ql²K_q) / (10⁷d⁴)

y = (Ql²K_y) / (10⁷d⁴)

где  ? - в рад; d и у - в см;  Q - в Н;

К? и Ку - коэффициенты, учитывающие связь между точкой приложения силы и точкой, в которой определяют деформацию; коэффициенты берут по графикам (см. рис. 3-6).

Действительные деформации вала (согласно принципу наложения деформаций) определяют алгебраическим суммированием деформаций от каждой силы.

Для проверки вала на жесткость по углу закручивания при [?] ? (4,4?8,8)10^-3 рад (~ 0,25 - 0,5°) на 1 м длины вала пользуются формулой

d ? (10,5 ? 12,5) ⁴?(P/n)

где d - в см, Р - в кВт, n-в мин^-1.

Определение вращающего момента

За расчетный момент принимают наибольший длительно действующий момент.  Расчетный вращающий момент на валу

T = Tдh / i

T = 974000 Pдh / n

где Tд - момент на валу двигателя, Н-см; ? - КПД участка кинематической цепи от двигателя до рассчитываемого вала; i = n/n⁰ - передаточное отношение от двигателя до вала; ?   - расчетная частота вращения вала, мин^-1; n⁰- частота вращения вала двигателя, кВт.

Для определения вращающего момента по мощности и частоте вращения можно пользоваться и номограммой (рис.7).

Рис.7 Номограмма для определения вращающего момента (кН см) по мощности и частоте вращения