Уточненный расчет валов (осей) на выносливость

2015-12-06

1146

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

⇐ Предыдущая 38 39 40 41 424344 45 46 47 Следующая ⇒

После предварительных расчетов (см. шаги 8.14—8.15) 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).

8.17.Усталостная прочность вала (оси) обеспечена, если соблюдается условие

s≥[s], (8.11)

где 5 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. 8.10, а), а напряжения кручения — по пульсирующему циклу (рис. 8.10, б).

Рис. 8.10.Циклы изменений напряжений в сечениях вала: а — симметричный цикл (напряжения изгиба); б— отнулевой цикл (напряжения кручения)

Расчет валов (осей) по формуле (8.11) производят как проектировочный или проверочный? Когда разрушение валов и осей носит усталостный характер?

8.18.Расчетный коэффициент запаса прочности определяют по формуле

(8.12)

где s_a и s_r — коэффициенты запаса прочности при учете изгиба (или по нормальным напряжениям) и при учете кручения (или по касательным напряжениям)

Входящие в формулу (8.12) коэффициенты s_a и s_T определяют по формулам:

(8.14)

где σ_-1, τ_-1, — пределы выносливости при изгибе и кручении для симметричного цикла; К_п, К_х — эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении (табл. 8.1); k_d — коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения (табл. 8.2); Ψ_σ, Ψ — коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла.

Таблица 8.1. Значения коэффициентов К_а, K_z

Концентратор напряжения

Для стали с сг_в, 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

/-/^=0,05 1,69 1,83 1,46 1,51

/•/</= 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 8.2. 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

Таблица 8.3. Формулы для расчета W_u _нетГо и

Сечение вала (оси) W_И нетто W к нетто

Круглое, сплошное диаметром d

С одной шпоночной канавкой (b и t— размеры канавки)

Согласно рис. 8.10

(8.15)

где W_H _нетг0 и W_K _негго — моменты сопротивления изгиба и кручения нетто сечения, определяемые по табл. 8.3; а_т и х_т — постоянные составляющие циклов напряжений.

Для принятых условий (см. рис. 8.10)

для среднеуглеродистых сталей обычно принимают Ψ_σ = 0,10; Ψ_τ = 0,05; для легированных сталей Ψ_σ = 0,30; Ψ_τ = 0,10.

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

Поясните необходимость расчетных формул (8.12)—(8.15). Опишите сущность проектировочного и проверочного (уточненного) расчета валов на прочность.

8.19.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 (8.8а) определяют эквивалентный момент М_экв.

6. В соответствии с эпюрами моментов М_п, М_к иМ_экв рассчитывают диаметры опасных сечений, подлежащих проверке на усталостную прочность.

7. Для каждого опасного сечения по формуле (8.12) определяют расчетные коэффициенты запаса прочности, а по формуле (8.11) оценивают выносливость.

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

(8.16)

2015-12-06 1146 Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

⇐ Предыдущая 38 39 40 41 424344 45 46 47 Следующая ⇒

Обсуждение в статье: Уточненный расчет валов (осей) на выносливость

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Имя *

Email (необязательно)

Комментарий *

Отправить сообщение

Популярное:
Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы...
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...
Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация...
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...