Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Уточненный расчет прочности вала
|
|
Этот расчет производится для определения коэффициента запаса прочности для опасного поперечного сечения. Опасным является то сечение, для которого коэффициент запаса прочности минимален. Поскольку заранее определить опасное сечение нельзя, поэтому расчет выполним для двух опасных " подозрительных" сечений: (z=0) и (z=а).
Определим усталостные характеристики материала вала – шестерни, изготовленной из стали 45 с улучшением (см. табл. 5 
). При симметричном цикле (R = -1) имеем:
При пульсационном цикле (R = 0) имеем
;
.
Рассчитаем коэффициенты, отражающие соотношение пределов выносливости при симметричном и пульсирующем циклах соответственно изгиба и кручения
; 
Определим коэффициент перехода от предела выносливости образца к пределу выносливости детали. Для этого из графика, приведенного на рис.15 [3] определим коэффициенты влияния абсолютных размеров:
- в сечении (z=0) при 
получим e s = e t = 0, 73;
- в сечении (z=а) при 
получим e s = e t = 0, 79.
Зададим коэффициенты шероховатости [3] по табл. 11 в зависимости от шероховатости поверхности 
:
- в сечении (z=0) при = 1, 25 
k sn = k tn = 1, 1.
- в сечении (z=а) при = 2, 5 k sn = k tn = 1, 2.
Таблица 11
Коэффициенты шероховатости k sn и k tn
Состояние поверхности 
|  , МПа
| ||
| 0, 32-0, 08 1, 25-0, 32 10-25 | 1, 00 1, 06 1, 2 | 1, 00 1, 10 1, 25 | 1, 00 1, 25 1, 5 |
Эффективные коэффициенты концентрации напряжений определим из графика, приведенного на рис.16:
- в сечении (z=0) для концентратора в виде шпоночного паза имеем (см. рис. 10) эффективные коэффициенты концентрации при изгибе и кручении соответственно k s = 2, 3 и k t = 2, 1;
- в сечении (z=а) для концентратора в виде посадки с гарантированным натягом подшипника на вал на основании табл.12. имеем
k s / e s = 3, 9; k t / e t = 1 + 0, 6 (k s / e s - 1) = 1 + 0, 6 ´ 2, 9 = 2, 74.
Таблица 12
Отношение k s/ e s и k t/ e t для участков вала в месте посадки деталей
| Диаметр | Посадка | Предел прочности, МПа | |||||
| k s/ e s (изгиб) | |||||||
| с натягом переходная скользящая | 2, 75 2, 06 1, 79 | 3, 0 2, 25 1, 95 | 3, 25 2, 44 2, 11 | 3, 5 2, 63 2, 28 | 3, 75 2, 82 2, 44 | 4, 25 3, 19 2, 76 | |
| с натягом переходная скользящая | 3, 36 2, 52 2, 18 | 3, 66 2, 75 2, 38 | 3, 96 2, 97 2, 57 | 4, 28 3, 20 2, 78 | 4, 60 3, 45 3, 0 | 5, 20 3, 90 3, 40 | |
| 100 и более | с натягом переходная скользящая | 3, 60 2, 70 2, 84 | 3, 94 2, 96 2, 56 | 4, 25 3, 20 2, 76 | 4, 60 3, 46 3, 0 | 4, 90 3, 98 3, 18 | 5, 60 4, 20 3, 64 |
| k s/ e t (кручение) | |||||||
| с натягом переходная скользящая | 2, 05 1, 64 1, 47 | 2, 20 1, 75 1, 57 | 2, 35 1, 86 1, 67 | 2, 50 1, 98 1, 77 | 2, 65 2, 09 1, 86 | 2, 95 2, 31 2, 06 | |
| с натягом переходная скользящая | 2, 52 2, 03 1, 71 | 2, 60 2, 15 1, 83 | 2, 78 2, 28 1, 95 | 3, 07 2, 42 2, 07 | 3, 26 2, 57 2, 20 | 3, 62 2, 74 2, 42 | |
| 100 и более | с натягом переходная скользящая | 2, 56 2, 04 1, 83 | 2, 76 2, 18 1, 94 | 2, 95 2, 32 2, 06 | 3, 16 2, 48 2, 20 | 3, 34 2, 80 2, 31 | 3, 76 2, 92 2, 58 |
Примем коэффициент упрочнения в расчетных сечениях равным k у=1, 0 поскольку поверхность вала не упрочняется. В противном случае его необходимо выбрать из табл. 13 [3]. Рассчитаем коэффициенты перехода:
- для сечения (z=0):
;
;
Таблица 13
Коэффициент упрочнения k у валов