1. Напряжение оа, МПа, является алгебраической суммой напряжений в валу (оав) или в ступице (оас) от упора движителя Лу МН, и изгибающего момента Ми, МН-м.

    1. Напряжение от упора движителя в сплошном конце вала оум, МПа, вычисляют по формуле где Ny — см. п. 3.7;

°ум


Ny = + 1,28 —у, D2


(13)



D — диаметр большего основания конуса или цилиндрического конца вала, м (см. пп. 1.3.1; 1.4.1 и 1.5.1 настоящего стандарта).

При отсутствии сведений о значении упора движителя Ny, МН, его ориентировочно вычисляют по формуле

N = (0,35 - 0,50) —к , (14)

у D

пр

где Мк — см. п. 3.1.1;

Dnp — расчетный диаметр промежуточного вала, м.

  1. Напряжения от упора движителя в полом конце вала Оуп и в ступице оус, МПа, вычисляют по формулам:

°уп = +Уп°ум; (15)

Оус = ЛЯм, (16)

где оумсм. п. 3.7.1;

уп, Ус — коэффициенты, значения которых принимают по табл. 3, в зависимости от показателей тв (см. п. 2.1.6 настоящего стандарта) и тс (см. пп. 1.3.5; 1.4.9 и 1.5.11 настоящего стандарта).

Таблица 3

твтс

Уп

У2с

твтс

Уп

У*с

0,30

1,100

0,100

0,60

1,563

0,563

0,35

1,140

0,140

0,65

1,733

0,733

0,40

1,190

0,190

0,70

1,963

0,963

0,45

1,255

0,255

0,75

2,280

1,280

0,50

1,335

0,335

0,80

2,780

1,780

0,55

1,435

0,435

0,85

3,610

2,610

  1. Примеры определения напряжений Оум, Оуи и Оус, МПа, при следующих исходных данных:

Лу = 0,75 МН; D = 0,5 м; тв = 0,35;
тс = 0,50; уп = 1,140; ус = 0,335
- с использованием формул (13), (15) и (16):

Ош = +1,28 = +1,28 ■°^5 = +3,8 МПа;

ум, Р2, 0,52

Оуп = +УпОуМ = +1,140 ■ 3,8 = +4,4 МПа;

Оус = -УсОум = -0,335 ■ 3,8 = -1,3 МПа.

  1. Напряжение от изгибающего момента в сплошном конце вала Оим, МПа, вычисляют по формуле

О_-+1..А (17)

им р3

где Ми — см. п. 3.7;

D — см. п. 3.7.1.

При отсутствии сведений о значении изгибающего момента Ми, МН-м, его ориентировочно вычисляют по формулам:

для соединения типа I

Ми = (0,4 — 0,8)МК; (18)

для соединений типов II—IV

Ми = 0,3Мк, (19)

где Мк — см. п. 3.1.1.

При определении Ми по формуле (18) меньшие значения следует принимать при четном числе лопастей гребного винта, а большие — при нечетном.

  1. Напряжения от изгибающего момента Ми на наружной Оин и внутренней Оир поверхностях полого конца вала, а также в ступице Оис, МПа, вычисляют по формулам:

  1. Оин = +инОим (20)

Оир = ■ ИРОим; (21)

Оис = "/+'<, (22)

где о..усм. п. 3.7.4;

ин, и ис — коэффициенты, значение которых принимают по табл. 4, в зависимости от показателей тв (см. п. 2.1.6 настоящего стандарта) и тс (см. пп. 1.3.5; 1.4.9 и 1.5.11 настоящего стандарта).

Таблица 4

твтс

и н

и р

и3 с

твтс

и н

и р

и* с

0,30

1,008

0,303

0,008

0,60

1,150

0,690

0,150

0,35

1,015

0,356

0,015

0,65

1,218

0,792

0,218

0,40

1,027

0,411

0,027

0,70

1,316

0,922

0,316

0,45

1,043

0,469

0,043

0,75

1,463

1,098

0,463

0,50

1,067

0,534

0,067

0,80

1,695

1,357

0,695

0,55

1,100

0,605

0,100

0,85

2,090

1,777

1,090



  1. Напряжения оа, МПа, в сплошном конце вала оам, на наружной оаН и внутренней оар поверхностях полого конца вала, а также в ступице оас вычисляют по формулам:

  1. Оам = Оум + Оим; (23)

Оан = Оуп + °ин; (24)

Оар = Оуп + °ир; (25)

Оас = Оус + °ис> (26)

где Оум — см. п. 3.7.1;

Оим — см. п. 3.7.4;

V °уС — см.п. 17.2;

+ %> Оис — см. п. 3-7-5­

  1. Примеры определения напряжений оам, оаН, Оар и Оас МПа, при следующих исходных данных:

Оум = +3,8 МПа; оуп = +4,4 МПа;

Оус = —1,3 МПа; оим = +18,0 МПа;

Оин = +18,5 МПа; оир= +6,5 МПа; оис = —1,2 МПа

- с использованием формул (23) — (26).

°ам = ' + °им = +3,8+18,0 = +21,8 МПа;

Оан = Оуп + ®ин = +4,4 + 18,5 = +22,9 МПа;

Оар = Оуп + ®ир = +4,4 + 6,5 = +10,9 МПа;

Оас = Оус + Оис = —1,3 — 1,2 = —2,5 МПа.

  1. Напряжение ок является приведенным напряжением в валу или в ступице от крутящего момента Мк, упора движителя Ny и изгибающего момента Ми.

  1. Напряжение от крутящего момента в сплошных валах ткм, МПа, вычисляют по формуле

м

Ткм

(27)

к
= 5,1 —к

Р3

где Мк — см. п. 3.1.1;

D — см. п. 3.7.1.

  1. Напряжения от крутящего момента Мк на наружной ткн и внутренней ткр поверхностях полого конца вала, а также в ступице ткс, МПа, вычисляют по формулам:

  1. тн = «нткм; (28)

ткр = «рткм; (29)

Ткс = «Лм> (30)

где иН, « ис — см. табл. 4;

ткм — см. п. 3.8.1.

  1. Примеры определения напряжений ткм, ткн, ткр, ткс, МПа, при следующих исходных данных:

Мк = 0,55 МН ■ м; D = 0,5 м; тв = 0,35;

тс = 0,50; ин = 1,015;

«р = 0,356; ис = 0,067

- с использованием формул (27) — (30).

т,= 5,1 — = 5,1 ■ ^55 = 22,5 МПа;

км Р3 0,53

ткн = «нткм = 1,015 ■ 22,5 = 23,0 МПа;

ткр = «рткм = 0,356 ■ 22,5 = 8,0 МПа;

ткс = «с ткм = 0,067 ■ 22,5 = 1,6 МПа.

  1. Напряжения ок, МПа, в сплошном конце вала окм, на наружной окн и внутренней окр поверхностях полого конца вала, а также в ступице окс, вычисляют по формулам:

(

(32)

31)

Окн = ^ О ан -Г 3 Т 2 ;
кн ан кн


° кр = А °2 + 2 ; (33)

° кс = А ° 2с 232 кс ’ (34)

ГДе °ам’ °ан’ °ар> °ас СМ' П' 3-7-7;

т — см. п. 3.8.1;

ткн> V АС СМ. П. З-8-2-

  1. Примеры определения напряжений °км, °кн, °кр, °кс, МПа, при следующих исходных данных:

°ам = 21,8 МПа; °ан = 22,9 МПа; °ар = 10,9 МПа;

°ас = 2,5 МПа; ткм = 22,5 МПа; ткн = 23,0 МПа;

ткр = 8,0 МПа; ткс = 1,6 МПа

- с использованием формул (31) — (34).

° км = А ° ам + 3 т 2 = ^ 21,8 2 + 3 -22,5 а = 45,0 МПа;

° „„ = А ° 2 + 3 т а = А 22, 9 а + 3 - 23,0 а = 46,0 МПа;

кн ан кн

° кр = А ° ар + 3 т кр = А 10,9а + 3 - 8,0а = 17,6 МПа;

° кс = А ° ас + 3 т кс = А 2,5а + 3 - 1,6а = 3,7 МПа.

  1. Коэффициент Фа

    1. Коэффициент <ра для сплошного конца вала Фам равен 2,0.

    2. Значения коэффициентов <ра для полого конца вала Фап и для ступицы Фас приведены в табл. 5 в зависимости от показателей тв (см. п. 2.1.6 настоящего стандарта) и тс (см. пп. 1.3.5, 1.4.9 и 1.5.11 настоящего стандарта).

Таблица 5

тът

Фан

Фас

тъ,тс

Фан

Фас

0,30

+2,20

—0,198

0,60

+ 3,13

— 1,127

0,35

+2,28

—0,258

0,65

+3,47

— 1,470

0,40

+2,38

—0,382

0,70

+3,93

— 1,925

0,45

+2,51

—0,506

0,75

+4,57

—2,570

0,50

+2,67

—0,666

0,80

+5,56

—3,560

0,55

+2,86

—0,866

0,85

+7,22

—5,240



  1. Коэффициент аи

    1. К

      (Л+0т)9

      (35)

      оэффициент аи вычисляют по формуле

аи =

[ 46 р т ( 1 — фТ) ] 2

где D — см. п. 3.7.1;

Dt, Рт,Фт— см. п. 3-1-1;

Ри — коэффициент, учитывающий влияние длины участка упругого смещения вала относительно ступицы (или гильзы) при изгибе соединения;

ли — коэффициент, учитывающий влияние поперечной податливости вала и ступицы при изгибе соединения.

  1. Коэффициент Ри определяют в зависимости от длины участка упругого смещения вала относи­тельно ступицы, (или гильзы) 1Т при воздействии на соединение изгибающего момента Ми.

Значение длины /т, м, вычисляют по формуле

2

(36)

«о^и

ЗЦт«ВD2(1 — Фт)

где и0 — см. п. З.З;

М, — см. п. 3.7; и

Рт, d^ Фт— см- п- З-1-1;

qB — см. п. 3.6.



Значение коэффициента Ри принимают согласно условиям:

А

Ри = 1,0-при — >1,0;

1 т

Р и = -г- "^ 3 — 2-j-T"" - при -у- < 1,0 ,
1 т ' т т

г

(37)

(38)

де Lr — см. п. 3.1.1.
  1. П

    с использованием формул (36)


    DT = 0,46 м; (38).


    рт = 0,2; LT = 1,12 м


    ример определения коэффициента Ри при следующих исходных данных: п0 = 5,15; Ми = 0,22 МН - м; и, = 0,15; дв = 47 МПа;

    2 -515-022 = 0,63 м; 0,15 -47 - 0,46 2 ( 1 - 0,2)

    1 12

    Й5 = 178;

    ви


    ~7LT

    3 21т 1,50 3


    2 112 = 0 92

    2 1,50 09


4-—=

3 итqBD2 ( 1 - фт)

^

1т

п ,Л *т ,Л

Р =1,0, так как согласно условию (37) — > 1,0.

и1т

  1. Пример определения коэффициента Ри при 1т = 1,50 м и LT = 1,12 м с использованием условия (38)

  2. Коэффициент ли зависит от модулей упругости материалов вала Ев и ступицы Ес, а также от показателей тв и тс (см. пп. 1.3.5; 1.4.9; 1.5.11 и 2.1.6 настоящего стандарта).

Значения коэффициента ли при Евс~ 1,0 принимают по табл. 6, а при Евс~ 2,0 — по табл. 7.

Таблица 6

m в

Хи при mc

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,00

1,440

1,185

0,877

0,538

0,353

0,30

1,322

1,095

0,867

0,510

0,228

0,40

1,200

1,007

0,758

0,477

0,215

0,50

1,023

0,861

0,660

0,426

0,204

0,60

0,780

0,670

0,523

0,348

0,170

0,70

0,494

0,436

0,353

0,246

0,128

0,80

0,223

0,203

0,167

0,129

0,076




Таблица 7

m в

Хи при mc

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,00

1,075

0,772

0,473

0,225

0,071

0,30

1,000

0,726

0,449

0,217

0,069

0,40

0,923

0,678

0,423

0,206

0,067

0,50

0,800

0,593

0,381

0,190

0,063

0,60

0,623

0,541

0,313

0,162

0,057

0,70

0,411

0,326

0,224

0,125

0,047

0,80

0,193

0,161

0,119

0,073

0,032