Выбор коэффициентов, учитывающих концентрацию напряжений, размеры вала, качество обработки поверхности, упрочняющую технологию.

Примем коэффициент чувствительности к асимметрии цикла y_s=0,2, y_t=0,1 [3, с.591].

Сечение 1-1: галтельный переход. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений (при d ₁/ d = 77/70 = 1,1 и r / d = 7/70 = 0,1) k _s = 1,45, k _t = 1,18 [4, с.607]. Значение масштабного фактора e_s = e_t = 0,69 [4, с.612], при d = 70 мм. Коэффициент качества поверхности примем b_ш = 0,94 [3, с.589].

Сечение 2-2: посадка подшипника с натягом. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений (k _s) _D = 6,44, (k t) _D = 4,56 [4, с.611]. Значение масштабного фактора e_s = e_t = 0,69 [4, с.612], при d = 70 мм. Коэффициент качества поверхности b_ш = 0,95 [3, с.589].

Сечение 3-3: кольцевая выточка. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений (при t / r = 1,5/0,35=4, r/d = 0,3/67 =0,01) k _s = 1,64, k _t = 1,38 [4, с.608]. Значение масштабного фактора e_s = e_t = 0,69 [4, с.612], при d = 67 мм. Коэффициент качества обработки поверхности b_ш = 0,93 [3, с.589].

 

Расчет коэффициентов запаса усталостной прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Запасы прочности по нормальным и касательным напряжениям рассчитаем по формулам

Сечение 1-1: галтельный переход. Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

Сечение 2-2: посадка подшипника с натягом. Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

Сечение 3-3: кольцевая выточка. Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

 

3.6. Расчет коэффициента запаса усталостной прочности. Проверка прочности. Эквивалентный запас прочности, соответствующий плоскому напряженному состоянию, произведем по формуле:

.

Допускаемое значение запаса прочности примем [ n ]=1,75. Условие усталостной прочности запишем в виде

n ³ [ n ].

Сечение 1-1. Эквивалентный запас прочности

.

Коэффициент n = 15,6 > [ n ] = 1,75 – условие прочности выполняется.

Сечение 2-2. Эквивалентный запас прочности

.

Коэффициент n = 5,2 > [ n ] = 1,75 – условие прочности выполняется.

Сечение 3-3. Эквивалентный запас прочности

.

Коэффициент n = 11,9 > [ n ] = 1,75 – условие прочности выполняется.

Анализ результатов показывает, что при d =70 мм обеспечивается статическая и усталостная прочности, а также жесткость вала.

 

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник для ВУЗов. – М.: Наука, 1986. – 560с.

2. Биргер И.А., Мавлютов Р.Р. Сопротивление материалов: учебник для ВУЗов. – М.: Изд-во МАИ, 1994. – 512с.

3. Справочник по сопротивлению материалов / Писаренко Г.С. и др. – Киев: Наукова думка, 1988. – 736с.

4. Справочник по сопротивлению материалов / Рудицын М.Н., Артемов П.Я., Любошиц М.И. – Минск: Вышэйшая школа, 1970. – 630с.

5. Серенсен С.В., Кокаев В.П., Шнейдерович Р.М. Валы и оси. М.: Машиностроение, 1970.

6. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: в 3-х т. Т.1. – 5-е изд., перераб. И доп. – М.: Машиностроение, 1978. – 728с.

7. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Машиностроение, 1985. – 564с.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица 1

Исходные расчетные данные

Вар. №	N 1, кН	R 1, кН	P 1, кН	Вар. №	l 1, м	l 2, м	l 3, м	D 1, м	D 2, м	Материал
	0,63	0,36	2,00		0,20	0,8	0,30	0,4	0,6	30ХГСА
	0,76	0,44	2,40		0,15	0,6	0,30	0,3	0,4
	0,82	0,47	2,6		0,10	0,5	0,30	0,2	0,3
	0,95	0,55	3,00		0,20	0,4	0,10	0,3	0,2	15ХС
	0,70	0,46	2,20		0,25	0,4	0,30	0,4	0,5	12ХН3А
	0,76	0,44	2,40		0,20	0,6	0,25	0,3	0,3	40ХН
	0,95	0,55	3,00		0,15	0,4	0,20	0,3	0,3	40Х
	1,10	0,62	3,40		0,25	0,50	0,30	0,2	0,3	40ХНМА
	0,88	0,51	2,80		0,30	0,7	0,30	0,3	0,4	45Х
	0,82	0,47	2,60		0,20	0,8	0,15	0,4	0,2	38Х

 

Таблица 4