Механические характеристики, МПа					Коэф­фициент
Марки стали	Диаметр заготовки, мм	Твердость НВ (не ниже)
45,ст6	любой	200	500	280	150	250	150	0
45,сгб	<80	270	900	650	380	380	230	0,05
40Х	любой	200	73.0	500	280	320	210	0.05
40Х	<80	270	900	750	450	410	240	0,05
40ХН	любой	240	820	650	390	360	210	0,05
40ХН	<200	270	900	750	450	420	250	0,05
20Х	<120	197	650	400	240	900	160	0
12ХНЗА	<l20	260	950	700	490	420	210	0,05

Валы подвергают токарной обработке и последующему шлифованию посадочных поверхностей.

Торцы валов для облегчения посадки деталей, во избежание обмятий повреждения рук рабочих, выполняют с фасками.

Расчётные схемы валов

Валы рассчитывают, как балки на шарнирных опорах. Для валов, вращающихся в подшипниках качения, установленных по одному на опоре, эта схема обеспечивает получение достаточно точных результатов. Силы на валы передаются через насаженные на них детали: зубчатые колеса, звездочки, шкивы, муфты и т.д. При простых расчетах принимают, что насаженные на вал детали передают сосредоточенные силы и моменты на средние своей ширины, и эти сечения вала принимают за расчетные. В действительности силы взаимодействия между ступицами и валами распре­делены по всей длине ступиц. Для большинства валов современных быстроходных машин ре­шающее значение имеет сопротивление усталости. Усталостные разрушения составляют до 40...50% случаев выхода из строя валов.

Для тихоходных валов из нормализованных, улучшенных и закален­ных с высоким отпуском сталей, ограничивающим критерием может быть статическая несущая способность при пиковых нагрузках. Для валов из хрупких и малопластичных материалов при ударных нагрузках и низких температурах ограни­чивающим критерием является сопротивление хрупкому разрушению.

Расчёты на прочность

Валы испытывают действие напряжений изгиба и кручения, оси - только напряжения изгиба. Постоянные по величине и направлению силы вызывают в неподвижных осях постоянные напряжения, а во вращающихся осях и валах - напряжения, изменяющиеся по симметричному знакопеременному циклу.

8.1 Основной (приближенный) расчет вала

Основной (приближенный) расчет вала заключается в вычислении изгибающих и крутящих моментов в характерных сечениях вала, строят эпюры этих моментов.

Для входного вала.

Дано:

Т=8,4 кНмм, d=32 мм, Ft=2T/d=2*8,4/26=0,525 кH. Fr=Fttg20/cos =525*0.36397/.936939=203 H.

Материалы вала: ст. 45 улучш.

 МПа, МПа, МПа.

Решение.

При действии нагрузок на вал в разных плоскостях их раскладывают на две взаимно перпендикулярные плоскости, за одну из которых прини­мается плоскость действия одной из сил.

Вертикальная плоскость.

;  

реакции определены, верно

Определяются изгибающие моменты в вертикальной плоскости

кНмм, кНмм кНмм

 кНмм

 кНмм.

Строится эпюра .

Горизонтальная плоскость.

               ;  

 Н.

Определяются изгибающие моменты в горизонтальной плоскости

кНмм,  кНмм.

Строится эпюра .

Для определения суммарного изгибающего момента складывают гео­метрически изгибающие моменты М^В и М^Г во взаимно перпендикулярных плоскостях по формуле