Мощность на валу через крутящий момент и угловую скорость
Мощность на валу равна произведению крутящего момента на угловую скорость. Формула связывает силовую нагрузку вала с тем, как быстро он вращается.
$P=M\omega$
Машиностроение
Детали машин
Валы, оси, соединения, муфты, подшипники и расчет элементов.
Крутящий момент по мощности и оборотам
Крутящий момент в Н·м можно найти по мощности в кВт и частоте вращения в об/мин через инженерную формулу с коэффициентом 9550.
$M=\frac{9550P}{n}$
Касательное напряжение круглого вала при кручении
Максимальное касательное напряжение в сплошном круглом валу при кручении зависит от крутящего момента и куба диаметра, поэтому диаметр сильно влияет на прочность.
$\tau_{\max}=\frac{16M}{\pi d^3}$
Угол закручивания круглого вала
Угол закручивания показывает крутильную жесткость вала: чем больше момент и длина, тем сильнее поворот, а чем больше модуль сдвига и полярный момент, тем вал жестче.
$\varphi=\frac{ML}{GJ},\quad J=\frac{\pi d^4}{32}$
Нормальное напряжение в стержне или тяге
Нормальное напряжение равно осевой силе, деленной на площадь поперечного сечения. Это базовая формула для растянутых и сжатых деталей машин.
$\sigma=\frac{F}{A}$
Напряжение изгиба круглого вала
Максимальное нормальное напряжение изгиба в сплошном круглом валу зависит от изгибающего момента и куба диаметра, как и напряжение кручения по размерной чувствительности.
$\sigma_b=\frac{32M_b}{\pi d^3}$
Эквивалентное напряжение вала при изгибе и кручении
Эквивалентное напряжение по Мизесу объединяет нормальное напряжение изгиба и касательное напряжение кручения в одну величину для проверки пластического состояния.
$\sigma_{\text{экв}}=\sqrt{\sigma_b^2+3\tau_t^2}$
Напряжение среза шпонки
Напряжение среза шпонки оценивает, выдержит ли шпонка передачу крутящего момента между валом и ступицей без срезания по рабочей площади.
$\tau_{\text{шп}}=\frac{2M}{d b l}$
Растягивающее напряжение в болте
Растягивающее напряжение в болте равно осевой силе, деленной на расчетную площадь резьбы или опасного сечения, а не на площадь по наружному диаметру.
$\sigma_b=\frac{F}{A_s}$
Расчетный ресурс подшипника L10
Ресурс L10 для подшипника качения показывает базовую расчетную долговечность в миллионах оборотов при 90% надежности по нагрузке C/P и показателю p.
$L_{10}=\left(\frac{C}{P}\right)^p$