Определение допускаемых напряжений изгиба в валах

Так как валы работают на циклический изгиб, то критерием прочности для них служит предел усталости (выносливости) материала при симметричном цикле. Существуют различные методики определения допускаемых напряжений или запаса прочности в валах. Здесь рекомендуется хорошо себя оправдавший метод, применяющийся также при расчете шестерен на усталостный изгиб зубьев.

Здесь: n₁ - запас прочности по пределу усталости;

К_s - эффективный коэффициент концентрации напряжений;

e - масштабный фактор, то есть коэффициент, показывающий, насколько материал в данном сечении вала слабее материала испытывае­мого образца.

Величины e, s_-1, n₁, K_s - определяются по таб­лицам справочников.

Расчет валов на жесткость

В некоторых случаях прочный вал не удовлетворяет требованиям жесткости - деформации изгиба или кручения превы­шают допустимые нормы. В частности, например, большой прогиб валов может приводить к перекосу зубьев шестерен в зацеплении и, следовательно, повышенному их износу. Определение прогибов валов производится по известным формулам курса "Сопротивление материалов". Сначала определяется максималь­ный прогиб в плоскости (Y)- f_y, затем в плоскости (Z) - f_z, после чего эти прогибы векторно суммируются и срав­ниваются с допустимым.

Максимальный угол закручивания определяется также по формулам курса "Сопротивление материалов".

Допускаемый угол закрутки в градусах на метр длины можно принимать равным:

Глава VII

ПОДШИПНИКИ

Подшипники служат опорами для вращающихся валов. Они разделяются на две основные группы:

а) подшипники скольжения,

б) подшипники качения.

Подшипники качения следует применять везде, где это возможно, так как они обладают следующими крупными достоинствами.

а) низким относительным коэффициентом трения;

б) малой чувствительностью к недостатку смазки;

в) комплектной взаимозаменяемостью в мировом масштабе;

г) относительной дешевизной, благодаря массовому характеру производства.

К недостаткам подшипников качения можно отнести:

а) слабую сопротивляемость ударной нагрузке;

б) невозможность работы на сверхвысоких скоростях (свыше 50000 об/мин), вследствие прогрессивного возрастания центробежных сил инерции;

в) плохую работу в загрязненной среде.

Подшипники скольжения следует применять там, где нельзя применить подшипники качения, а именно:

а) когда подшипник должен быть разъемным по оси (например, подшипники средних шеек коленчатого вала);

б) для очень больших нагрузок, когда подходящих стандартных подшипников качения подобрать нельзя;

в) для сверхбыстроходных валов, где центробежные силы инерции не допускают применения подшипников качения;

г) для работы в сильно загрязненной среде или воде.

Распространенное мнение, что подшипники скольжения дешевле подшипников качения, глубоко ошибочно.