Проверочный расчет тихоходного вала — КиберПедия 

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Проверочный расчет тихоходного вала



 

 

Цель проверочного расчета состоит в проверке соблюдения следующего неравенства в опасном сечении вала

, (93)

где – расчетный и допускаемый коэффициент запаса прочности ( = 2,5 … 3,0 для валов общего назначения).

Опасным будем считать сечение вала, где возникают наибольшие изгибающие и крутящие моменты. В рассматриваемом примере таким сечением является сечение в опоре В (рисунок 17). Также опасным может оказаться сечение под колесом.

Расчетный коэффициент запаса прочности равен [4]

, (94)

где коэффициенты запаса прочности соответственно по нормальным и касательным напряжениям, рассчитываемые по формулам [4]

,

, (95)

где пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изгиба и кручения, МПа. Выбираем материал вала – сталь 40Х, термообработка – улучшение: sт =750 МПа, sВ = 900 МПа [4, с. 88]. Тогда пределы выносливости материала вала определяются по эмпирическим зависимостям [4, с. 297]

,

; (96)

эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении в опасном сечении, которые выбираются по виду концентратора напряжений в таблице 18. Для рассматриваемого примера определим соотношение размеров (рисунок 13): t/r = 2,5/1,0 = 2,5; r/d = 1/40 = 0,025. Учитывая, что для материала вала = 900 МПа, определим коэффициенты интерполированием по данным таблицы 18

;

b – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности вала. Его значение выбирают в интервале b = 0,9 … 1,0, [4];

– масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений, выбираемые интерполированием по данным таблицы 19. Для рассматриваемого примера ;

– амплитуды циклов напряжений, МПа;

– средние значения циклов напряжений, МПа;

– коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла на коэффициент запаса прочности.

 

Таблица 18 – Эффективные коэффициенты концентрации напряжений и [3, с. 271]

Размеры при , МПа при , МПа
t/r r/d
Для ступенчатого перехода с канавкой (рисунок 13)
    £1 0,01 1,35 1,40 1,45 1,30 1,30 1,30
0,02 1,45 1,50 1,55 1,35 1,35 1,40
0,03 1,65 1,70 1,80 1,40 1,45 1,45
0,05 1,60 1,70 1,80 1,45 1,45 1,55
0,10 1,45 1,55 1,65 1,40 1,40 1,45
  £2 0,01 1,55 1,60 1,65 1,40 1,40 1,45
0,02 1,80 1,90 2,00 1,55 1,60 1,65
0,03 1,80 1,95 2,05 1,55 1,60 1,65
0,05 1,75 1,90 2,00 1,60 1,60 1,65
  £3 0,01 1,90 2,00 2,10 1,55 1,60 1,65
0,02 1,95 2,10 2,20 1,60 1,70 1,75
0,03 1,95 2,10 2,25 1,65 1,70 1,75
£5 0,01 2,10 2,25 2,35 2,20 2,30 2,40
0,02 2,15 2,30 2,45 2,10 2,15 2,25
Для шпоночных пазов, выполненных фрезой
Концевой 1,60 1,90 2,15 1,40 1,70 2,00
Дисковой 1,40 1,55 1,70

 



Напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, поэтому амплитуда , МПа, и среднее значение цикла , МПа, равны

, (97)

 

 

где – максимальный изгибающий момент, Н × мм, в опасном сечении вала (см. эпюру изгибающих моментов, рисунок 17,е);

– момент сопротивления сечения, мм3, который равен: для круглого сплошного сечения вала , а для сечения со шпоночным пазом

, (98)

где – диаметр вала в опасном сечении, а размеры шпоночного паза приведены в таблице Б.12.

 

Таблица 19 – Значения масштабных факторов [4, с. 301]

Сталь Диаметр вала, мм
  Углеродистая 0,92 0,88 0,85 0,82 0,76 0,70
0,83 0,77 0,73 0,70 0,65 0,59
Легированная 0,83 0,77 0,73 0,70 0,65 0,59

 

Для рассматриваемого примера (опасное сечение вала – сплошное),

поэтому амплитуда цикла , МПа, определится по формуле

.

Напряжения кручения при нереверсивном вращении вала изменяются по отнулевому циклу, поэтому амплитуда , МПа, и среднее значение цикла , МПа, равны

, (99)

где – крутящий момент в опасном сечении вала, Н × мм, (см. эпюру крутящих моментов, рисунок 17,ж);

– полярный момент сопротивления сечения, мм3, который равен: для круглого сплошного сечения вала , а для сечения со шпоночным пазом

, (100)

где – диаметр вала, мм, в опасном сечении вала, а размеры шпоночного паза приведены в таблице Б.12.

Для рассматриваемого примера (опасное сечение вала – сплошное), для которого

.

Коэффициенты выбираются из ряда [4]:

sв, МПа
ys 0,05 0,075 0,10
yt 0,025 0,05

 

Для рассматриваемого примера коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям равны по формулам (95)

;

.

Расчетный коэффициент запаса прочности равен по формуле (94)



.

Расчетный коэффициент запаса прочности больше допускаемого по условию (93), значит, вал работоспособен. Практика расчетов показывает, что условие (93) всегда выполняется.

 






Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...



© cyberpedia.su 2017 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав

0.012 с.