При проектном расчете обычно известны вращающий момент Т или мощность Р и частота вращения и, нагрузка и размеры основных деталей, расположенных на валу (например, зубчатых колес). Требуется определить размеры и материал вала.

Валы рассчитывают на прочность, жесткость и колебания. Ос­новной расчетной нагрузкой являются моменты Т и М, вызыва­ющие кручение и изгиб. Влияние сжимающих или растягивающих сил обычно мало и не учитывается. Расчет осей является частным случаем расчета валов при Т= 0.

Для выполнения расчета вала необходимо знать его конструк­цию (места приложения нагрузки, расположение опор и т. п.). В то же время разработка конструкции вала невозможна без хотя бы приближенной оценки его диаметра. На практике обычно использу­ют следующий порядок проектного расчета вала.

1. Предварительно оценивают средний диаметр вала из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях (изгибающий момент пока не известен, так как неизвестны рас­положение опор и места приложения нагрузок).

Напряжения кручения

Т=Г/Жр = Г/(0,2^3К[т] или D=Y/T/(0,2 [т]). (15.1)

Обычно принимают:

[т] = (20...30) МПа для трансмиссионных валов,

[т] = (12...15) МПа для редукторных и других аналогичных валов.

Предварительно оценить диаметр проектируемого вала можно, также ориентируясь на диаметр того вала, с которым он соединя­ется (валы передают одинаковый момент 7). Например, если вал (см. рис. 15.1) соединяется с валом электродвигателя (или другой машины), то диаметр его входного конца можно принять рав­ным или близким к диаметру выходного конца вала электродвига­теля.

2. После оценки диаметра вала разрабатывают его конструкцию (см. пример на рис. 15.1).

3. Выполняют проверочный расчет выбранной конструкции по методике, изложенной ниже, и, если необходимо, вносят исправле­ния. При этом учитывают, что диаметр вала является одним из основных параметров, определяющих размеры и нагрузочную спо­собность подшипников. На практике нередки случаи, когда диа­метр вала определяется не прочностью самого вала, а прочностью подшипников. Поэтому расчеты вала и подшипников взаимосвя­заны.