Расчет валов на усталостную прочность
Расчет сводится к определению расчетных коэффициентов запаса прочности для предположительно опасных сечений валов. Условие прочности в данном расчете, имеет вид:
(3.45)
где n – расчетный коэффициент запаса прочности; [n] = 1,3 ¸1,5 – требуемый коэффициент запаса для обеспечения прочности; [n] = 2,5 ¸ 4 – требуемый коэффициент запаса для обеспечения жесткости; ns – коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; nt – коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.
(3.46)
где s -1 и t -1 – пределы выносливости для материала вала при симметричных циклах изгиба и кручения, МПа; sа, tа и sm, tm – амплитуды и средние напряжения циклов нормальных и касательных напряжений, МПа; ks и kt – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и при кручении; es и et – масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений; ys и yt – коэффициенты, учитывающие влияние постоянной составляющей цикла на усталостную прочность. Можно считать, что нормальные напряжения, возникающие в поперечном сечении вала от изгиба, изменяются по симметричному циклу, тогда:
(3.47)
где Мизг. – суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженном сечении, Н×мм; W – момент сопротивления сечения при изгибе, мм3. Для круглого сечения вала:
(3.48)
Для круглого сечения со шпоночной канавкой:
(3.49)
где b и t – ширина и высота шпоночной канавки, мм. Для сечения вала со шлицами:
(3.50) где x = 1,125 – для шлицев легкой серии; x = 1,205 – для шлицев средней серии; x = 1,265 – для шлицев тяжелой серии. Так как момент, передаваемый валом, изменяется по величине, то при расчете принимают для касательных напряжений наиболее неблагоприятный знакопостоянный цикл – отнулевой:
(3.51)
где Wк – момент сопротивления вала при кручении, мм3. Для круглого сечения вала:
(3.52)
Для сечения вала со шпоночной канавкой:
(3.53)
Для сечения вала со шлицами:
(3.54)
Расчет на прочность шпонок и шлицевых соединений Условие прочности по смятию для призматической шпонки имеет вид: (3.55)
где z – число шпонок; sсм. – напряжение смятия, МПа; [s]см. – допускаемое напряжение при смятии, МПа; lp – рабочая длина шпонки, мм; d – диаметр вала, мм; h – высота шпонки, мм. Условие прочности из расчета на срез шпонки:
(3.56)
где [t]ср. – допускаемое напряжение при срезе, МПа. Расчет шлицевых соединений условно производят на смятие втулки в месте ее соприкосновения с боковыми поверхностями зубьев.
(3.57)
где y = 0,7¸0,8 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по зубьям; z – число зубьев; l – рабочая длина зуба вдоль оси вала, мм; h – рабочая высота контактирующих зубьев в радиальном направлении, мм; rср. – средний радиус, мм. Расчет сечения сплошного вала выполнен с использованием программы «SIRIUS 2». Результаты расчета находятся в приложении Д. В результате проведенных расчетов можно построить компоновочную схему развертки коробки скоростей (рисунок 18) /4/.
Рисунок 14 – Развертка коробки скоростей
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (272)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |