Схему нагружения вала разрабатывают в системе прямоугольных координат. Она дает представление о точках приложения, величине и направлении сил и моментов, действующих на детали, передающие движение между валами (муфты, шкивы, звездочки, зубчатые колеса и т.д.). Схему разрабатывают на компоновке привода, что позволяет учесть взаимодействие и взаимное расположение всех элементов привода, передающих мощность от двигателя до рабочего органа машины и оценить возможность уменьшения нагрузок на валы и опоры. Пример разработки схем нагружения валов редуктора приведен на рис.3.

    Рекомендуемая последовательность разработки схем нагружения валов.

    1. На компоновке редуктора задают направление вращения валов кинематической схемы привода, или принимают в зависимости от направления движения рабочего органа. Моменты T1, T2, T3.

    2.Обозначают характерные сечения вала и точки приложения сил и моментов к элементам насаженным на вал. Точки 1,2,3,4.

    3.Каждый вал рассматривают как объект системы, находящийся в равновесии под действием движущего
(+Т , задающего валу направление вращения) и уравновешивающего (–Т , создающего сопротивление вращению) моментов, равных по величине и противоположных по направлению.

    Под действием этих моментов вал подвергается деформации кручения.

    На схеме моменты задают в виде сосредоточенного момента Тi (Т1) или момента силы Fti•di/2 , приложенных к оси вращения вала (здесь Fti - окружная сила в передаче; di/2 - плечо приложения силы). Для приводимого на рис. 2 примера компоновки:

   Рекомендуемая последовательность разработки схем нагружения валов.

    Вал I: Т1= Ft1•d1/2

    Вал 2: Ft2•d2/2 = Ft3•d3/2

    Вал 3: Ft4•d4/2 = Т3

    4. Расставляют радиальные (направленные по радиусу колес к оси вала) и осевые (параллельно оси вала) силы.

    Окружные силы Fti . а также силы и изгибающие моменты, действующие в плоскости принадлежащей оси вращения вала, уравновешиваются реакциями опор вала. Это радиальные - Fri и осевые - Fxi силы зубчатых и червячных, а также силы, действующие на валы - Fвi в ременных и цепных передачах. На схемах для ведущего и ведомого элементов передач эти силы изображают равными по величина и противоположными по направлению.

    При обозначении на схемах силы и моменты каждого вала рекомендуется выделять графически (цветом, толщиной или типом линий).

    Примеры составления схем нагружения для фрагментов компоновки приводов приведены на рис, 14 … 18 в приложении раздела 12.

    Для составления расчетной схемы вала необходимо силы и моменты, действующие на элементы передач, привести к валу.