24.3 : Трансмиссионные валы: решение проблем

Проектирование прочного вала, передающего мощность от двигателя к станку, включает в себя ряд расчетов, чтобы гарантировать, что вал сможет выдерживать напряжения, создаваемые изгибающими моментами и крутящими моментами. Сначала рассчитайте крутящий момент, действующий на шестерню, учитывая мощность, передаваемую валом, и скорость его вращения. После этого вычислите касательные силы, действующие на шестерни, которые напрямую связаны с крутящим моментом и радиусом шестерни.

Затем используйте диаграммы изгибающих моментов вала, чтобы определить значения изгибающих моментов, обусловленных силами, действующими в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В потенциально критических поперечных сечениях вала определите совокупные напряжения от этих изгибающих моментов и кручения, вычислив квадратный корень из суммы квадратов этих значений. Этот анализ помогает оценить, сможет ли вал выдержать нагрузку без сбоев. Затем рассчитайте полярный момент инерции, который имеет решающее значение для связи напряжения сдвига с крутящими и изгибающими моментами.

Этот расчет проверяет способность вала выдерживать приложенные силы. Наконец, рассчитайте минимально необходимый диаметр вала на основе полярного момента инерции, гарантируя, что он сможет выдерживать расчетные нагрузки при минимальном использовании материалов и при этом соответствовать стандартам безопасности и производительности.