Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Уточненный расчет валов (осей) на выносливость




Читайте также:
  1. IX. Обеспечение своевременных расчетов по полученным кредитам.
  2. А.Н. Шаповалов
  3. АВС-анализ. Расчет оптимальной партии заказа
  4. Автоматизация выполнения расчетной части курсовой работы
  5. Агрегатный индекс может быть преобразован а среднеарифметический и среднегармонический индекс при отсутствии исходной информации для расчета агрегатной формы индекса.
  6. Актуальные проблемы учета расчетов с бюджетом по налогам и сборам в коммерческих организациях
  7. Актуарные расчеты
  8. Актуарные расчеты будущих пенсионных обязательств.
  9. Алгоритм проверочного расчета вала
  10. Алгоритм расчета индивидуального индекса

После предварительных расчетов и конструктив­ного оформления валов (осей) фасонных конструкций, имеющих ряд сту­пеней, отверстий, канавок кольцевых и шпоночных и т. п., в ответствен­ных случаях производят уточненный (проверочный) расчет валов (осей) на усталостную прочность (на выносливость).

Усталостная прочность вала (оси) обеспечена, если соблюдается условие

, (13)

где s и [s] — фактический (расчетный) и допускаемый коэффициенты запа­са прочности для опасного сечения; (обычно [s] = 1,5 ÷ 2,5; для валов пере­дач [s]> 1,7 ÷ 3).

При расчете на усталостную прочность необходимо установить харак­тер цикла изменения напряжений. В большинстве случаев действительный цикл нагрузки машин в эксплуатационных условиях установить трудно. При расчете валов (осей) на усталостную прочность принимают, что на­пряжения изгиба изменяются по симметричному циклу (рис.11, а), а на­пряжения кручения — по пульсирующему (отнулевому) циклу (рис.11, б).

Рис.11. Циклы изменений напряжений в сечениях вала: а — симметричный цикл (напряже­ния изгиба);

б— отнулевой цикл (напряжения кручения)

Для опасных сечений определяют коэффициенты запаса сопротивления усталости и сравнивают их с допускаемыми. При одновременном действии напряжений изгиба и кручения коэффициент запаса сопротивления усталости определяют по формуле

(14)

где – коэффициент запаса сопротивления усталости по нормальным напряжениям при изгибе

(15)

– коэффициент запаса сопротивления усталости по касательным напряжениям при кручении

(16)

В этих формулах и – пределы выносливости соответственно при изгибе и при кручении при симметричном цикле изменения напряжений. Это характеристики материала, которые выбираются по справочникам или по приближенным формулам:

= (0,4...0,5) в; =(0,2...0,3) в;

и – амплитуды переменных составляющих циклов напряжений;

и т средние напряжения циклов соответственно при изгибе и кручении.

Согласно принятому условию (см. рис. 11), при расчете валов

; ; (17)

и — коэффициенты, учитывающие влияние асимметрии цикла напряжений на прочность вала соответственно при изгибе и при кручении. Эти значения зависят от механических характеристик материала.



Их принимают:

= 0,05; = 0 – углеродистые мягкие стали;

= 0,1; = 0,05 – среднеуглеродистые стали; (18)

= 0,15; = 0,1 – легированные стали.

Kd масштабный фактор, то есть коэффициент, учитывающий влияние размеров сечения вала на прочность (выбирают по справочникам в зависимости от диаметра и марки материала); KF фактор шероховатости поверхности (выбирают по справочникам в зависимости шероховатости поверхности и предела прочности стали); К и эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении (выбирают по табл.1 в зависимости от вида концентратора в расчетном сечении и в).

Сопротивление усталости можно значительно повысить, применив один из методов поверхностного упрочнения: азотирование, поверхностную закалку ТВЧ, дробеструйный наклеп, обкатку роликами и т.п. При этом можно получить увеличение предела выносливости до 50% и более. Чувствительность деталей к поверхностному упрочнению уменьшается с увеличением ее размеров.

Проверочный расчет осей на усталостную прочность ведут аналогично расчету валов при Мк = 0.

 

Таблица 1. Значения коэффициентов Ка и Kz

    Концентратор напряжения Ка Kz
Для стали с , МПа
до 700 св. 1000 до 700 св. 1000
Галтель:        
h/r= 1 и r/rf= 0,02 1,49 1,60 1,37 1,39
r/rf= 0,05 1,69 1,83 1,46 1,51
r/rf= 0,10 1,55 1,72 1,42 1,46
Шпоночная канавка, выполненная торцовой фрезой 1,89 2,26 1,71 2,22
Прессовая посадка при р > 20 МПа 2,4 3,6 1,8 2,5
Резьба 2,2 2,61 1,0 1,0

Таблица 2. Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения



Напряженное состояние и материал Диаметр вала d, мм
Изгиб для углеродистой стали 0,88 0,85 0,81 0,76 0,71
Изгиб для легированной стали   0,77   0,73   0,70   0,67   0,62
Кручение для всех сталей

Последовательность расчета валов и осей на усталостную проч­ность (выносливость).

1. Составляют расчетную схему.

2. Определяют силы, действующие на вал.

3. Определяют опорные реакции и строят эпюры изгибающих момен­тов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, после чего вычисляют суммарный изгибающий момент.

4. Определяют крутящие моменты и строят эпюру (для валов).

5. По формуле (9а) определяют эквивалентный момент Мэкв.

6. В соответствии с эпюрами моментов Мп, Мк иМэкв рассчитывают диаметры опасных сечений, подлежащих проверке на усталостную проч­ность.

7. Для каждого опасного сечения по формуле (13) определяют расчет­ные коэффициенты запаса прочности, а по формуле (14) оценивают вы­носливость.



8. При кратковременных перегрузках наиболее нагруженные сечения вала проверяют на статическую прочность (по теории энергии формоизме­нения):

(19)


Дата добавления: 2015-02-09; просмотров: 14; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.006 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты