![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет ведомого вала на усталостную прочность
Расчет на усталостную прочность (выносливость) производится с целью предотвращения усталостного разрушения вала. Расчет ведут по наибольшей длительно действующей нагрузке, повторяемость которой за время службы вала составляет не менее 103 циклов. Расчет заключается в определении запасов прочности с учетом формы, абсолютных размеров вала, состояния его поверхностей. Назначают материал вала и способ его термообработки (табл. 16); подбирают размеры участков вала и конструктивные элементы (шпоночные пазы, галтели, канавки); назначают шероховатости Ra для поверхностейвала, пользуясь рекомендациями табл. 17.
Таблица 16 Механические характеристики сталей
Примечание. Dm – предельный наружный диаметр заготовки, способы термообработки: Н – нормализация, У – улучшение, З – закалка, Ц – цементация.
Таблица 17 Шероховатость Ra для поверхностей деталей
По расчетной схеме вала строят эпюры изгибающих моментов Mx и My и крутящих моментов Mк. Устанавливают опасные сечения вала, исходя из эпюр моментов, размеров сечений и концентраторов напряжений. Коэффициент запаса прочности S вала определяется по формуле где S σ , S τ – коэффициенты запаса прочности по нормальным, касательным напряжениям; [ S ] – допускаемый запас прочности; Здесь σ -1, τ -1 – пределы выносливости материала вала при симметричном цикле нормальных и касательных напряжений; σ а, τ а – амплитуды циклов напряжений; σ m, τ m – средние значения циклов напряжений; Kσ D, Kτ D – коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали; ψ σ , ψ τ – коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла. Пределы выносливости материала вала при симметричном цикле нормальных и касательных напряжений: σ –1 = 0, 43σ в – для углеродистых сталей, σ –1 = 0, 35σ в + 100 – для легированных сталей, τ –1 = 0, 58σ –1. Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла определяются по формулам ψ σ = 0, 02(1+ 0, 01 σ в); ψ τ = 0, 5ψ σ . Коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали определяются по формулам где K σ , K τ – эффективные коэффициенты концентрации напряжений (табл. 18…21); ε σ , ε τ – коэффициенты влияния размера поперечного сечения вала; KV – коэффициент влияния упрочнения материала вала (табл. 22); KF – коэффициент влияния шероховатости поверхности (табл. 23). Коэффициент ε σ для углеродистых сталей при диаметре вала d > 12 мм определяется по формуле
Коэффициенты
Таблица 18 Коэффициенты K σ и K τ для ступенчатого перехода с галтелью
Таблица 19 Коэффициенты K σ и K τ для шпоночного паза
Таблица 20 Коэффициенты K σ и K τ для шлицевых и резьбовых участков вала
Таблица 21 Отношения K σ /ε σ для посадок с натягом
Таблица 22 Коэффициент влияния упрочнения KV
Примечание. Коэффициент KV вводится для участков вала с поверхностным упрочнением. При отсутствии поверхностного упрочнения принимают KV = 1.
Таблица 23 Коэффициент влияния шероховатости поверхности KF
Для оценки концентрации напряжений в местах установки на валу деталей с натягом используют отношения K σ /ε σ и K τ /ε τ . Величина K σ /ε σ определяется по табл. 18, а K τ /ε τ – по формуле Если в опасном сечении несколько концентраторов, то при расчете S σ учитывается только тот, для которого K σ /ε σ принимает наибольшее значение; при расчете S τ также рассматривают только наибольшее отношение K τ /ε τ . При вычислении амплитудных и средних значений цикла напряжений принимают, что напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а касательные по наиболее неблагоприятному отнулевому циклу. В этом случае где Значения Площадь рассматриваемого поперечного сечения вала:
|