Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Проверочный расчет тихоходного вала.
Цель проверочного расчета состоит в проверке соблюдения следующего неравенства в опасном сечении вала , (57) где – расчетный и допускаемый коэффициент запаса прочности ( = 2, 5 … 3, 0 для валов общего назначения). Опасным будем считать сечение вала, где возникают наибольшие изгибающие и крутящие моменты. Расчетный коэффициент запаса прочности равен , (58) где коэффициенты запаса прочности соответственно по нормальным и касательным напряжениям, рассчитываемые по формулам , , (59) где пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изгиба и кручения, МПа. Выбираем материал вала – сталь 40Х, термообработка – улучшение: sт =750 МПа, sВ = 900 МПа. Тогда пределы выносливости материала вала определяются по эмпирическим зависимостям , ; (60) эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении в опасном сечении. Для рассматриваемого примера определим соотношение размеров t/r = 2, 5/1, 6 = 1, 5625; r/d = 1, 6/45 = 0, 0356 Учитывая, что для материала вала = 900 МПа, определим коэффициенты интерполированием по данным таблицы ;
b – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности вала. Его значение выбирают в интервале b = 0, 9 … 1, 0,;
– масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений, выбираемые интерполированием по данным таблицы. Для рассматриваемого примера ; – амплитуды циклов напряжений, МПа; – средние значения циклов напряжений, МПа; – коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла на коэффициент запаса прочности. Напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, поэтому амплитуда , МПа, и среднее значение цикла , МПа, равны , (61) где – максимальный изгибающий момент, Н × мм, в опасном сечении вала. – момент сопротивления сечения, мм3, который равен: для круглого сплошного сечения вала , а для сечения со шпоночным пазом , (62) где – диаметр вала в опасном сечении, а размеры шпоночного паза приведены в таблице. Для рассматриваемого примера (опасное сечение вала – сплошное), поэтому амплитуда цикла , МПа, определится по формуле .
Напряжения кручения при нереверсивном вращении вала изменяются по отнулевому циклу, поэтому амплитуда , МПа, и среднее значение цикла , МПа, равны , (63)
где – крутящий момент в опасном сечении вала, Н × мм, (см. эпюру крутящих моментов, рисунок 17, ж); – полярный момент сопротивления сечения, мм3, который равен: для круглого сплошного сечения вала , а для сечения со шпоночным пазом
, (64) где – диаметр вала, мм, в опасном сечении вала, а размеры шпоночного паза приведены в таблице. Для рассматриваемого примера (опасное сечение вала – сплошное), для которого . Для рассматриваемого примера коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям равны по формулам (59) ; . Расчетный коэффициент запаса прочности равен по формуле (57) . Расчетный коэффициент запаса прочности больше допускаемого по условию (57), значит, вал работоспособен.
|