16572 skanuj0198 (5)

3. Gdy wielkość projektowanego urządzenia zależy m.in. od wymiarów wału, a jego wymiary długościowe nie są ustalone.

W takich przypadkach po wstępnym obliczeniu walu na skręcanie ustala się wymiary wału i projektowanego urządzenia, a następnie oblicza się dokładnie wał (co najmniej w przekrojach niebezpiecznych), wprowadzając w razie potrzeby odpowiednie zmiany.

W podanych przypadkach średnicę wału oblicza się z warunku wytrzymałościowego na skręcanie.

t_s = ^    ^ k_s (lub k_sj, lub kso)

W„ 0,2<ar

stąd

Wały drążone oblicza się podobnie jak osie drążone

^f M_s 0,2(1 —/?⁴) • k_s

^f 5 M_s

o -pyk,

(9.9)

oraz d₀ = fi-d

Podstawiając do wzoru 9.8 wartość momentu skręcającego podaną w zależności 9.2, można obliczyć średnicę wału na podstawie mocy P przenoszonej przez wał i jego prędkości obrotowej oraz założonego materiału

9550 P

0,2- \0⁶ k_s n

(9.10)

w którym: P—w kW, n—w obr/min, k_s—w MPa oraz d—w m (metrach).

W zależności od rodzaju obciążenia wartości naprężeń dopuszczalnych na skręcanie przyjmuje się następująco:

k_s — przy prawie ciągłej pracy wału (bardzo rzadkie zmiany prędkości obrotowej itd.);

k_sj — przy częstych zmianach prędkości obrotowej i mocy odbieranej (np. w obrabiarkach skrawających) oraz przy częstym uruchamianiu i zatrzymywaniu urządzenia; naprężenia dopuszczalne tętniące (k_SJ-) są najczęściej przyjmowane w praktyce; k_so — jw. przy równie częstych zmianach kierunku ruchu obrotowego.

Wartości liczbowe wymienionych naprężeń są podane w tablicy 1.4.

Obliczanie wałów dwupodporowych na równoczesne zginanie i skręcanie. Obciążenie wałów wywołuje w nich naprężenia normalne (zginające) i styczne (skręcające), zatem wały oblicza się ze wzoru na naprężenia zastępcze (a_z) opartego na hipotezie wytrzymałościowej Hubera

a z =    + (^a '^T*)² ^ k_go    (9.11)

198