Расчеты валов и осей

Расчет на прочность. При составлении схемы для расчета на прочность валы и оси рассматривают как прямые брусья, лежащие на шарнирных опорах [41]. Расчет осей является частным случаем расчета валов при крутящем моменте, равном нулю. Для валов, вращающихся в подшипниках качения, установленных по одному в опоре и воспринимающих только радиальные силы Fr, опору рассматривают как шарнирно-подвижную и центр шарнира опоры принимают в середине подшипника качения (рис. 2.5, а). У валов, вращающихся в подшипниках качения, установленных по два в опоре (рис. 2.5, б), усилия в основном воспринимает подшипник, расположенный со стороны нагруженного участка, а внешний подшипник нагружен значительно меньше.

Поэтому центры условных шарнирных опор совмещают с серединой внутреннего подшипника или располагают на 1/3 расстояния между подшипниками одной опоры ближе к внутреннему подшипнику. У валов, вращающихся в подшипниках скольжения малой длины и воспринимающих радиальную нагрузку, центр шарнирно-подвижной опоры условно можно располагать в середине длины подшипника скольжения, а в подшипниках скольжения относительно большой длины — на расстоянии 0,3...0,4 его длины от внутреннего торца [41]. Для валов, воспринимающих радиальные и осевые нагрузки, опоры рассматривают как шарнирно-неподвижные (рис. 2.5, б). При расчетах принимают, что насаженные на вал детали передают силы, распределенные по длине ступицы, и на расчетных схемах эти усилия рассматривают как сосредоточенные и приложенные в середине ступицы.

В случае, когда линейные размеры вала и расстояния между точками приложения сил по его длине неизвестны и, следовательно, не могут быть вычислены изгибающие моменты, диаметр вала определяют только с учетом крутящего момента. Обычно это диаметр входного или выходного участка вала, например между муфтой и подшипником. Влияние изгиба, концентраторов напряжений и характера нагрузки на прочность вала компенсируют уменьшением допускаемых напряжений на кручение.