Сформулируйте основное условие изгибной жесткости валов (осей)

Основное условие изгибной жесткости: для обеспечения требуемой жесткости вала (оси) необходимо, чтобы действительные (расчетные) прогибы f и углы наклона θ не превы­шали значений [f] и [θ].

8.21. Расчет валов и осей на изгибную жесткость. Параметрами, характеризующими изгибную жесткость валов и осей,
являются прогиб вала f и угол наклона θ.

Условие для обеспечения в процессе эксплуатации требуе­мой жесткости на изгиб:

f ≤ [f] и [θ] ≥ θ, (8.17)

где f — действительный прогиб вала (оси), определяемый по формулам курса «Сопротивление материалов»; [f] — допускаемый прогиб (табл. 8.4); θ и [θ] – действительный и допускаемый углы наклона (табл. 8.4).

8.22. Контрольная карточка 8.2.

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

8.2 На рис. 8.2,6 показана неподвижная ось, на рис. 8.2, а — подвижная. Оси, показанные на рис. 8.2, дефор­мацию кручения не испытывают.

8.3 Коренные валы имеются в турбинах, автотранспортных двигателях и т. д. Признаки классификации для валов: по
назначению; по геометрической форме; по конструктивным признакам; по типу сечения (для осей — то же). Оси бывают
подвижными и неподвижными.

8.4 На рис. 8.5, а цилиндрическая цапфа, на рис. 8.5,б — коническая, на рис. 8.5, в — шаровая.

8.5 Галтель — поверхность плавного перехода от меньшего сечения (оси) к большему.

8.6 При изготовлении валов и осей применяют стали марок СтЗ, Ст4, Ст5, 35, 40, 45, 50, 40Х, 40ХН.

8.8. При постоянных напряжениях на статическую проч­ность, при переменных — на усталостную.

8.9 По формуле τ_к ≤ [τ]_к можно проверить только статическую прочность валов, работающих на кручение.

8.10 Расчет на жесткость производят при необходимости обеспечить валу (или оси) определенную расчетную величину
жесткости (прогиб или угол закручивания).

8.11 Силы на расчетных схемах принимают приложенными в середине ступицы.

8.13. Нет. Формула проверочного расчета на изгиб

σ_и = М_и/W ≤ [σ]_и.

Для балок круглого сечения момент сопротивления изгиба W ≈ 0,1d³. Отсюда σ_и = М_и/(0,1d³), т. е. получена формула (8.3).

8.14 По формуле (8.4) рассчитывают участки вала, испыты­вающие только напряжение кручения (выходной конец вала, трансмиссионные и другие валы).

8.15 В большинстве случаев валы работают одновремен­но на кручение и на изгиб, поэтому метод расчета валов,
изложенный в шаге 8.15, является наиболее распространенным. По формулам (8.7), (8.8) производим расчет валов при
совместном действии кручения и изгиба (принимаем М_экв), а по формулам (8.2), (8.3) — расчет осей на изгиб (по М_и).

8.16 Диаметр вала d_on под опорой С следует рассчитывать по формуле (8.4), так как здесь вал испытывает только крутящий момент (см. сечение С, рис. 8.9, б - г), т.е.

.

8.17 Расчет по формуле (8.11) n ≥ [n] выполняют как проверочный. При циклически изменяющихся напряжениях в валах (осях) может возникнуть усталостное разрушение.

8.18 По формуле (8.12) определяем расчетный коэффициент запаса прочности n при расчете валов и осей на усталостную прочность (выносливость). По формулам (8.13) и (8.14) рассчитывают коэффициенты запаса прочности при учете
изгиба и кручения (n_σ и n_τ), по которым затем опреде­ляют n. Для расчета n_q и n_τ необходимо знать значения
σ_а и τ_а, которые находят из формулы (8.15). При проектном расчете (см. § 4) обычно определяют диаметр вы­ходного конца вала, кото­рый в большинстве слу­чаев испытывает только кручение. Остальные раз­меры вала назначают при разработке конструкции с последующей проверкой ее на выносливость для предположительно опас­ных сечений, в которых возникают наибольшие крутящие и изгибающие моменты и зоны концент­рации напряжений (т. е. производят проверочный или уточненный расчет, см. § 5).

8.20 Жесткость - сопротивляемость упругим деформациям вала (оси) в процессе эксплуатации.

8.21 Основное условие изгибной жесткости: для обеспечения требуемой жесткости вала (оси) необходимо, чтобы действительные (расчетные) прогибы f и углы наклона θ не превы­шали значений [f] и [θ].