1.Общие сведения

Расчет валов на прочность проводится после разработки сборочного чертежа редуктора, когда может быть выполнен чертеж вала с сопряженными деталями.

Редукторные валы испытывают следующие виды деформации – изгиб, кручение и растяжение (сжатие). Деформация кручения на валах возникает под действием вращающих моментов, приложенных со стороны двигателя и исполнительного механизма. Деформации изгиба и растяжения (сжатия) вызываются силами в зубчатом зацеплении и консольными силами на входном и выходном концах валов от посаженных на них муфтах, звездочках, шкивов и т.д. для соединения с двигателем или исполнительным механизмом.

2. Расчетные схемы валов редуктора

При расчете вала на прочность его конструкция (рис. 2.1 а) заменяется расчетной схемой с обозначением всех активных и реактивных сил действующих на вал (рис 2.1 б). Вал представляется как балка на двух опорах. Одна из опор выбирается неподвижной, другая – шарнирно подвижной. Положение опор определяют из чертежа вала с учетом угла контакта α по формулам таблицы 2.1

Векторы радиальных сил переносят на вал вдоль линии их действия; векторы окружных и продольных усилий – параллельно самим себе. При этом от сил появляются крутящие , а от – изгибающие моменты (d- делительный диаметр колеса). Расстояние между силами, действующими на вал, определяют из чертежа вала.

Нагрузки от зубчатых колес и других деталей на валу прикладывают ориентировочно в середине ступицы (см. рис. 2.1). Силы тяжести и трения в опорах не учитывают.

Найденные нагрузки разлагаются на составляющие в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (вертикальной YZ и горизонтальной XZ).

Рис. 2.1. Расчетная схема промежуточного вала двухступенчатого редуктора: а – конструкция вала; б – расчетная схема

Таким образом, вал работает на совместное действие растяжения (сжатия), кручения и изгиба в вертикальной (YZ) и горизонтальной (XZ) плоскостях.

При расчете на прочность, пользуясь принципом независимости действия сил, определяют отдельно касательные напряжения, возникающие в стержне при кручении, и отдельно нормальные напряжения, возникающие в стержне при изгибе и растяжении (сжатии). Касательными напряжениями при изгибе пренебрегают.

Таблица 2.1

Формулы для определения установочных баз подшипников

Тип подшипника	Эскиз подшипника	Формула
Радиальные
Радиальные подшипники, поставленные по два на опоре
Радиально-упорные однорядные