J wwłfcwić fnurktowarwfo wrrądrema aałeiy m in od wymiaróu »> łw. « jego wymiary dNgcwśow* nie są ustalone W Ulid n u |<JI irt po wstępnym obliczeniu wału na skręcanie ustali $ję •M**an wala i proieilowwnego aTtplmit. u następnie oblicza są 4>Uiiw wal fto wąjmmrj w przekrojach niebezpiecznych), wprowada-jąc % iur ptutby odpowiednie znwany
9f pódsaycłs przypadkach średnicę wału oblicza się z warunku wytrę, —łnmwęo m sknetwc.
t.« ~ * r^i S*, iftb lub *») a, (Pr
mi___
łi » s, df
Wsh daioae oblicza się podobnie jak osie drążone W 51/
\*2o-r> t. V(i-D *. (W) cm 4* = 8 d
Podstawiając do wzoru 9.8 wartość momentu skręcającego podaną w a-fryaośn 9i można obliczyć średnicę wału na podstawie mocy P przenoszonej przez wał i jego prędkości obrotowej oraz założonego materiału
/>
-*<U63}-£ » V*.
(9.10)
w którym: P—w kW. a—w obr/mtn. k,—w MPa oraz d—w m (metrach).
W zależności od rodzaju obciążenia wartości naprężeń dopuszczalnych na itięca—■przyjmuje się następująco:
i« — przy prawie ciągłej pracy wału (bardzo rzadkie zmiany prędkości obrotowej i*d-fc
ł^— przy częstych zmianach prędkości obrotowej i mocy odbieranej (np. w uhnhiirtirh skrawających) oraz przy częstym uruchamiam i zatrzymywaniu urządzenia; naprężenia dopuszczalne tętniące (Jt,t) sa ■jcąćią przyjmowane w praktyce;
— przy równie częstych zmianach kierunku ruchu obrotowego.
Wartości liczbowe wymknionych naprężeń są podane w tablicy 1.4.
OMczanle walów dwupodporowych na równoczesne zginanie i skre-cawir. Okrążmit walów wywołuje w nich naprężenia normalne (zginające) i Ufam * skręcające), zatem wały oblicza się ze wzoru na naprężenia zastęp at t«.) upartego na hipotezie wytrzymałościowej Hu bera
*tm < kf. (9.11)
PiklsWWiąjilc zależności: o, ,\l,/ W„ rora/ W,**2W„ otrzymuje się po przekształceniach wzór
(9.12)
* którym moment zastępczy (zredukowany)
(9.B)
Współczynnik redukcyjny a określa, w jakim stopniu uwzględnia się % obliczeniach naprężenia styczne. Jego wartość oblicza się z zależności: l*kętlkfj lub 2t 3 kętjkat,.
Podstawiając do wzoru 9.12 wskaźnik wytrzymałości przekroju Wx * *0,1 </\ otrzymuje się wzór
(9.14)
tub dla wału drążonego
(9.15)
W podanych wzorach pominięto wpływ obciążeń wzdłużnych na wytrzymałość wału, ponieważ są one z reguły nieznaczne. Gdy zachodzi potrzeba jch uwzględnienia, sprawdza się wartość naprężeń zastępczych w poszczególnych przekrojach wg wzoru
(9.16)
Podstawą do obliczenia średnic wału z warunków wytrzymałościowych jest prawidłowe obliczenie momentów zastępczych w poszczególnych przekrojach. Obliczenia te wykonuje się metodą rachunkową lub metodą półwy-kreślną. Tok projektowania wału przy zastosowaniu obu metod podano w poniższym przykładzie.
RZYKIAD 9.2. Zaprojektować wal maszynowy wg schematu przedstawionego na rys. 9.7 o, b.
Wal jest napędzany przez koto pasowe o średnicy D, = 300 mm. a odbiór mocy z walu następuje przez koją zębate Di = 120 mm i Di = 100 mm. Moc napędowa (na kole D,) wynosi P\ = 25 kW i jest przekazywana na inne waty przez koło Di (Pi = 15 kW) i koło Oj (Pj «• 10 kW); prędkość obrotowa walu wynosi n s= 1400 obr/min. Ramiona sil tworzą z dodatnim kierunkiem osi ,v następujące kąty: «i = 50°. Oj » 0°, a, * 330°. Rozstawienie kół i łożysk — według schematu u. Przewidywana praca przy częstych zmianach prędkości obrotowej i kierunku obrotów. Materiał wału: stal 20 (nawęgluna i hartowana).