9.7 Пример расчета быстроходного вала (вал червяка)
На основании эскизной компоновки строится расчетная схема для быстроходного вала (рис.9.13).
-
радиальная нагрузка на вал от ременной
передачи;
– усилия в червячной передаче;
Расчет на прочность .
Вертикальная плоскость: найдем реакции на опорах:
=
Проверка правильности определения реакций
Момент под червяком (т.С)
Горизонтальная плоскость:
Рис.9.13
Проверка правильности определения реакций
Изгибающие моменты:
Суммарный момент под червяком
Как правило, червяк изготавливают заодно целое с валом. Найдем расчетный диаметр вала под подшипником, считая, что материал вала – сталь 45 с параметрами, найденными в разд.9.1;
.
Диаметр
выходного конца вала электродвигателя
Таким образом, диаметр выходного конца
быстроходного вала берут не менее
Примем следующую конструкцию вала (рис.9.14):
Рис.9.14
Между
подшипником и шкивом ременной передачи
установим распорную втулку 1 ( рис.9.2.) .
на входной участок вала ставим шпонку
10х8 (
)
с
.
Проверяем ее на смятие. 
Для быстроходных валов, как правило, основным критерием работоспособности является жесткость, поэтому расчет на статическую и усталостную прочность не делается. Рассмотрим расчет на жесткость в соответствии с разд. 8
Вертикальная плоскость.
;
Найдем начальные параметры:
При
Х=
H
.
Одновременно
это прогиб выходного конца вала, где
Найдем углы поворота сечения на опорах из уравнения (8.1 ) при
При
Х=
при Х=
мм
Отсюда 
Горизонтальная плоскость.
Начальные параметры:
Углы поворота сечений на опорах
и
Х=
=
-1,110 
рад,
тогда 
Допускаемое
значение [У] =0,0003 L
= 0,0003 300=0,09 мм, т.е. необходимо изменить
конструкцию вала (рис. 9.14) , примерно
прикинуть требуемой диаметр вала на
входе
можно, приняв искомое 
Отсюда
Тогда
примем размеры вала по 
Проверим жесткость вала.
Вертикальная плоскость:
Горизонтальная плоскость:
Суммарный прогиб входного участка вала
0,066
Пересчет углов поворота сечений на опорах делать нет необходимости, т.к. диаметр вала был увеличен.
Условия
жесткости при изгибе полностью
выполняются, т.к. и 
Рассмотрим условие жесткости при
кручении.
В
табл.9.4 представлены различные схемы
нагружения валов. Приведены аналитические
зависимости, полученные методом начальных
параметров, для определения прогибов
и углов поворотов сечения в опасных,
для данной схемы, сечениях в горизонтальной
и вертикальной плоскостях. Если в задании
на курсовой проект направления сил и
изгибающих моментов не совпадают с
приведенной в табл. 9.4 схемой, то
проверку
что погрешность при этом не более 15%.
9.8 Методика расчета валов приводов
После составления эскизной компоновки для всех валов привода выполняется проектировочный расчет на прочность (совместное действие изгиба и кручения) в соответствии с разд.3. Затем производится конструктивная проработка валов в соответствии с разд.4. Все остальные расчеты выполняются по указанию преподавателя – консультанта. В общем случае расчет на жесткость выполняется для вала, имеющего нагрузки на консольном участке (быстроходный вал – на консоли расположен шкив ременной передачи, тихоходный вал – на консоли расположена шестерня открытой передачи или звездочка промежуточный вал зубчато – червячного редуктора: на консоли – колесо цилиндрической передачи) .
Уточненный расчет на усталостную прочность, расчет на статическую прочность и на надежность выполняется, как правило, для тихоходного вала редуктора в нескольких сечениях (по указанию преподавателя – консультанта) по длине вала.
Опыт проектирования показал, что уровень нагружения промежуточных валов таков, что условия жесткости, усталостной и статической прочности и надежности выполняются с большим запасом, поэтому соответствующие расчеты можно не делать.