Таблица 4.9.1 – Расчет валов, их опор и шпоночных соединений
| Искомая величина | Обозначение величины | Формула, источник | Результат | Обозначение един. измер. | |
| 1) Расчетная схема вала | |||||
 2) Нагружающие воздействия:
- крутящий момент
- окружное усилие
- радиальное усилие
- осевое усилие
- центробежная сила в планетарной
передаче при сателлите из стали
| Т Ft Fr Fx Fц | Данные берутся из расчетов элементов привода Fц = 6,7×10-11×(d)g2×(bw)g×(n)h×aw×l0, где l0=0,5 для подшипников, внутри сателлита; l0 =1 для подшипников ус- тановленных в водиле | Н | ||
| Материал вала и его механические характеристики | |||||
| 3) Марка материала вала | Таблица А.29 | - | |||
| 4) Временное сопротивление разрушению | sв | Таблица А.29 | МПа | ||
| 5) Предел выносливости материа- ла вала при симметричном цикле напряжений изгиба: - для углеродистой стали - для легированной стали | s-1 | s-1@0,43×sв s-1@0,35×sв+(70…120) | МПа | ||
| 6) Предел выносливости мате- риала вала при симметрич- ном цикле кручения | t-1 | t-1@0,58×s-1 | МПа | ||
| 7) Число циклов нагружения: - суммарное - базовое - эквивалентное | Nå Nlim NE | Nå=60×n×Lh, Nlim =(0,5…1,0)×107 NE =mF× Nå, где mF – по таблице А.30 | |||
| 8) Коэффициент долговечности | КL | КL = (Nlim / NE)1/q, где: а) q=6 – вал с напрессованными деталями; б) q=9 – вал без напрессованных деталей | |||
Продолжение таблицы 4.9.1
| 9) Коэфициенты асимметрии цикла изменения напряжений: - нормальных - касательных | Rs Rt | Примечание - Rs=-1 - при симметричном знако- переменном цикле, Rs=0 - при отнулевом цикле Примечание - Rt=-1 - при реверсивной нагрузке, Rt=0 - при нереверсивной нагрузке | ||||
| 10) Предел выносливости при сим- метричном цикле нагружения: - нормальных напряжений - касательных напряжений | s-1Е t-1Е | s-1Е =s-1×КL t-1Е =t-1× КL | МПа | |||
| Диаметры вала | ||||||
| 11)Диаметры вала: - под колесом - под подшипниками | dвк dвп | dвк ³[16×Т/(p×t-1Е)]1/3 Примечание – Диаметры вала согласовать: - под колесами с таблицей А.6; - под подшипниками с таблицами А.110…А.112 | м | |||
| Определение реакций опор и моментов, действующих на вал | ||||||
| 12) Параметры расчетной схемы вала (линейные размеры) | a b c | (a, b, c) - расстояния между сечениями, к которым приложены сосредоточенные силы | м | |||
| 13) Реакции опор: - на фронтальной плоскости - на горизонтальной плоскости - результирующие | RZ1 RZ2 Rу1 Rу2 R1(2) | RZ1 из åM(Fzi)=0 RZ2 из åFzi=0 Rу1 из åM(Fyi)=0 Rу2 из åFуi=0 R1(2)=(R2Z1(2)+ R2у1(2))1/2 Примечание – Для планетарной передачи по таблице А.120 | Н | |||
| 14) Нагружающие моменты: - изгибающий вдоль оси z - изгибающий вдоль оси у - изгибающий момент - эквивалентный момент | Мz Му Ми МEi | Ми =(Му2+ Мz2)1/2 МEi =(Ми2+0,75Т2)1/2 Примечание – Для планетарной передачи по таблице А.53 | Н×м | |||
Продолжение таблицы 4.9.1
| Подбор шпонок | |||||
| 15) Тип шпонки | Таблица А.109 | ||||
| 16) Параметры сечения шпонки и пазов: - ширина шпонки - высота шпонки - глубина паза вала - глубина паза втулки | b h t t1 | Таблица А.109 | м | ||
| 17) Рабочая длина шпоночного паза | lр | lр ³3×b | м | ||
| 18) Материал шпонки | Таблица А.29 | ||||
| 19) Допускаемые напряжения: - на срез - на смятие | [tср] [sсм] | 60…90 60…120 Примечание– Меньшее напря- жение для чугунных ступиц | МПа | ||
| 20) Фактические напряжения: - на срез - на смятие | tср sсм | tср =2×10-6×Т/(d×l×b) sсм =2×T/[d×l×(h-t)] | МПа | ||
| 21) Условия нормальной работы: - на срез - на смятие | tср<[tср] sсм<[sсм] | МПа | |||
| Характеристики сечений вала | |||||
| 22) Моменты сопротивления вала: а) сплошного гладкого - полярный - осевой б) сплошного по шпоночному пазу - полярный - осевой в) сплошного с эвольвентными шлицами - полярный - осевой г) полого гладкого - полярный - осевой | (Wр)сг (Wо)сг (Wр)сш (Wо)сш (Wр)сэ (Wо)сэ (Wр)пг (Wо)пг | (Wр)сг =p×d3/16 (Wо)сг =p×d3/32 (Wр)сш=(p×d3/16)–[b×t1×(d-t1)2 /(2×d)] (Wо)сш=(p×d3/32)–[b×t1×(d-t1)2 /(2×d)] (Wр)сэ @ 0,2×d3 (Wо)сэ @0,1× [0,5×(D+d)]3, где D– наружный диаметр шлица (Wр)пг =p×dв3×[1-(d1/d)4]/16 (Wо)пг =p×d3×[1-(d1/d)4]/32, где d1 – внутренний диаметр вала | м3 | ||