19.6 : Projektowanie wałów napędowych

Konstrukcja wału napędowego opiera się na dwóch podstawowych zasadach: przenoszonej mocy i prędkości obrotowej. Parametry te kierują wyborem materiału wału i wymiarów przekroju poprzecznego, zapewniając, że maksymalne naprężenie ścinające materiału pozostanie w granicach sprężystości podczas przenoszenia żądanej mocy przy danej prędkości. Moc systemu jest nierozerwalnie powiązana z przyłożonym momentem obrotowym. Moment obrotowy przyłożony do wału można obliczyć poprzez rekonfigurację terminów.

Obliczenia te uwzględniają zarówno zapotrzebowanie na moc, jak i prędkość obrotową wału. Po obliczeniu momentu obrotowego i maksymalnego dopuszczalnego naprężenia uwzględnia się je we wzorze na skręcanie sprężyste. W wyniku tego procesu uzyskuje się minimalną dopuszczalną wartość promienia wału. W przypadku pełnego wału okrągłego stosunek biegunowego momentu bezwładności do promienia wału zmienia się wraz z sześcianem promienia wału. Minimalną wymaganą wartość promienia wału oblicza się poprzez podstawienie tej wartości.

W przypadku wału z pustym cylindrem obliczenia określają minimalną dopuszczalną wartość zewnętrznego promienia wału. W rezultacie proces projektowania wału napędowego obejmuje staranne wyważenie mocy, prędkości, wartości granicznych naprężeń i wymiarów fizycznych.