Основы проектирования передаточных механизмов. Кушнаренко В.М - 83 стр.

     1.11.3 Материалы и упрочняющая обработка валов
     Для изготовления валов и осей применяются углеродистые и
легированные стали, в том случае, когда для вала основным критерием является
жесткость, применяются сталь 20, 30, 40, 50 ГОСТ 1050-88 (без термической
обработки). Для большинства валов, используются стали 45, 40Х, 40ХН,
титановые сплавы ВТ6, ВТ9. Вид термической обработки стальных валов -
улучшение. Валы, работающие в паре с подшипниками скольжения и
шлицевые валы, изготавливают из сталей 20Х, 20ХН, 12ХН4А, 18ХГТ, с
цементацией и последующей закалкой.
     В настоящее время для повышения несущей способности применяют
поверхностное пластическое деформирование. Допускаемые напряжения [ σ ]и
                  2
= 50...70(80) Н/мм .


      1.11.4 Предварительный расчет валов
      На этой стадии расчета ориентировочно определяется диаметр вала под
шестерней (колесом) или диаметр выходного конца. Ориентировочное
расчетное значение округляется до стандартного, а диаметры других
поверхностей назначаются из конструктивных соображений.
      Ориентировочный расчет может быть произведен из условия прочности
на кручение: τ = Mz/Wρ ≤ [τ],
      где Мz = Т - крутящий момент равен внешнему, вращающему моменту на
валу в Н⋅мм,
                 3          3
      Wρ = π dв /16 ≈ 0,2 dв - полярный момент сопротивления.
      Диаметр вала в расчетном сечении:
                                 3 __________
                         dв ≥√Mz/(0,2 [τ]) , мм.
      На этой стадии расчета влияние напряжений изгиба учитывается путем
выбора пониженных, допускаемых напряжений кручения:
                    2
      [τ] = 25 Н/мм - если на конце вала находится полумуфта;
                    2
      [τ] = 20 Н/мм - если на конце вала находится звездочка, шкив;
                    2
      [τ] = 15 Н/мм - в сечении под колесом.
      По конструктивным соображениям: диаметр выходного конца вала
                                                   3 __
                              dвх = (0,8...1,2)⋅dэд√ u ,
      где dэд - диаметр выходного конца вала электродвигателя;
      u - передаточное число внешней передачи (между электродвигателем и
редуктором).
      Если u = 1, т.е. валы электродвигателя и редуктора соединяются муфтой,
то                                dIвх ≈ dэд ;