Расчет диаметра вала в опасном сечении
Для выполнения второго этапа расчета вала необходимо иметь величины: крутящего момента; усилий, действующих в зубчатом зацеплении; усилий, действующих на вал со стороны механизма натяжения ременной или цепной передач; линейные размеры: расстояние между опорами вала, координаты точек приложения усилий в зацеплении и натяжения.
На основании этих данных составляется расчетная схема вала (двухопорная статически определимая балка), на которую прикладываются все внешние силы. Определяются реакции опор и строятся эпюры изгибающих и крутящего момента. На рис. 7.2–7.12 приведены схемы нагружения типовых валов редукторов.
По форме эпюр определяют расположение опасного сечения, а минимальное значение диаметра вала в этом сечении находят по зависимости:
, мм (7.9)
где Мпр – приведенный момент в опасном сечении, МПа; [σ]и – допускаемое напряжение при изгибе, принимают [σ]и ≈ 50…60 МПа.
Приведенный момент Мпр в соответствии с теорией наибольших касательных напряжений рассчитывают по зависимости:
, Нм. (7.10)
Проводят анализ полученного результата. Может оказаться, что диаметр вала в опасном сечении dоп больше диаметра вала в этом сечении, полученному в результате компоновки dк. Это означает, что в эскизе вала необходимо увеличить диаметр вала под колесом не менее, чем dоп.
Если диаметр вала в опасном сечении dоп оказался меньше, чем dк, то диаметр вала под колесом dк можно оставить без изменения.
a)
| 
б)
|
| 
|
в)
| 
г)
|
Рис. 7.2. Цилиндрическая косозубая одноступенчатая передача: а. схема передачи; б. усилия в зацеплении;
в. схемы нагружения ведущего вала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, эпюры изгибающих моментов в этих плоскостях и эпюра крутящих моментов; г. того же ведомого вала
а)
|
б)
|
в)
|
Рис. 7.3. Цилиндрическая косозубая двухступенчатая
соосная передача: а. схема передачи; б. усилия в
зацеплении; в. схемы нагружения ведущего вала в двух
взаимно перпендикулярных плоскостях, эпюры изгибающих моментов в этих плоскостях и эпюра крутящих моментов
а)
|
б)
|
Рис. 7.4. Цилиндрическая косозубая двухступенчатая
развернутая передача: а. схема передачи; б. усилия в
зацеплении; в. схемы нагружения ведущего вала в двух
взаимно перпендикулярных плоскостях, эпюры изгибающих моментов в этих плоскостях и эпюра крутящих моментов
а)
| 
б)
| ||
в)
| 
г)
| 
д)
| |
Рис. 7.5. Цилиндрическая передача с первой раздвоенной
косозубой и второй прямозубой ступенями: а. схема
передачи; б. усилия в зацеплении; в. схемы нагружения
ведущего вала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, эпюры изгибающих моментов в этих плоскостях и эпюра
крутящих моментов; г. то же для промежуточного вала;
д – то же для ведомого вала
a) б)
| |
в)
| 
г)
|
Рис. 7.6. Коническая прямозубая одноступенчатая
передача: а. схема передачи; б. усилия в зацеплении;
в. схемы нагружения ведущего вала в двух взаимно
перпендикулярных плоскостях, эпюры изгибающих моментов в этих плоскостях и эпюра крутящих моментов; г. то же для
промежуточного вала
а)
| 
б)
| |
в)
| 
г)
| |
Рис. 7.7. Коническо-цилиндрическая двухступенчатая
прямозубая передача: а. схема передачи; б. усилия
в зацеплении; в. схемы нагружения ведущего вала
в двух взаимно перпендикулярных плоскостях,
эпюры изгибающих моментов в этих плоскостях и эпюра
крутящих моментов; г. то же для промежуточного вала
а)
| |
б)
| 
в)
|
Рис. 7.8. Коническо-цилиндрическая двухступенчатая
двухпоточная прямозубая передача: а. схема передачи;
б. усилия в зацеплении; в. схемы нагружения ведущего вала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, эпюры изгибающих моментов в этих плоскостях
и эпюра крутящих моментов
а)
| 
б)
|
в)
| 
г)
|
Рис. 7.9. Червячная передача:
а. схема передачи; б. усилия в зацеплении; в. схемы
нагружения ведущего вала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, эпюры изгибающих моментов
в этих плоскостях и эпюра крутящих моментов;
г. то же для промежуточного вала
a)
| |
б)
| 
в)
|
Рис. 7.10. Зубчато-червячная передача с первой
цилиндрической косозубой ступенью: а. схема
передачи; б. усилия в зацеплении; в. схемы нагружения
ведущего вала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, эпюры изгибающих моментов в этих плоскостях и эпюра крутящих моментов
а)
| |
б)
| 
в)
|
Рис. 7.11. Червячно-зубчатая передача со второй
цилиндрической прямозубой ступенью: а. схема
передачи; б. усилия в зацеплении; в. схемы нагружения
ведущего вала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, эпюры изгибающих моментов в этих плоскостях и эпюра
крутящих моментов
а)
| |
б)
| 
в)
|
Рис. 7.12. Двухступенчатая червячная передача:
а. схема передачи; б. усилия в зацеплении;
в. схемы нагружения ведущего вала в двух взаимно
перпендикулярных плоскостях, эпюры изгибающих
моментов в этих плоскостях и эпюра крутящих моментов