Тихоходный вал. Экспериментально установлено, что наиболее вероятным видом разрушения вала является

6.1.1. Сечение: В-В

Экспериментально установлено, что наиболее вероятным видом разрушения вала является усталостное разрушение при действии переменных напряжений. Расчет вала на усталостную прочность заключается в определении коэффициента запаса прочности S и сопоставлении его с допускаемым значением.

Определяем по формуле:

S =

где и - коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Условие прочности вала имеет вид

S [ S ]

где [ S ] - допускаемый коэффициент запаса прочности.

Рекомендуемое значение [ S ] =1,5…2,5.

Значения и определяют по формулам

= =18,2;

= =45;

где и - пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения; и - амплитуды напряжений цикла; и - средние напряжения цикла, и - коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали, и - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла.

Значения и равны:

= 0.02(1+0.01 )= 0,2 = 0.5 = 0,1

Пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения определяются по следующим формулам:

= 0.35 +100= 415 МПа

= 0.58 = 240,7 МПа

здесь - предел прочности материала вала (табл. 1.5 [1])

При вычислении амплитуд и средних напряжений цикла принимают, что напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а касательные по наиболее неблагоприятному отнулевому циклу. В этом случае

= = 19,4МПа = = 0,48МПа

= = =1,91МПа

Коэффициенты

= ( + K_F -1)/ K_V, = ( + K_F -1)/ K_V,

где и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений

(табл. 2.5…4.5 [1]); = 2,05 = 1,65

и - коэффициенты влияния размера поперечного сечения вала; = =0,61 = = 0,61

K_F - коэффициент влияния шероховатости поверхности, определяется по табл. 5.5 [1]:

K_F= 1

K_V - коэффициент влияния упрочнения.

При отсутствии упрочнения поверхности рассчитываемого участка вала принимают K_V =1,8

В результате расчета получили:

= 1,86 = 1,5

=18,2 = 45

S = 16,8

Усталостная прочность вала в сечении обеспечена.

6.1.2. Сечение: Г-Г

S =

где и - коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Условие прочности вала имеет вид

S [ S ]

где [ S ] - допускаемый коэффициент запаса прочности.

Рекомендуемое значение [ S ] =2…3.

Значения и определяют по формулам

= = 16,0

= = 60,4

где и - пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения; и - амплитуды напряжений цикла; и - средние напряжения цикла, и - коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали, и - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла.

Значения и равны:

= 0.02(1+0.01 )= 0,2 = 0.5 = 0,1

Пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения определяются по следующим формулам:

= 0.35 +100= 415 МПа

= 0.58 = 240,7 МПа

здесь - предел прочности материала вала (табл. 1.5 [1])

При вычислении амплитуд и средних напряжений цикла принимают, что напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а касательные по наиболее неблагоприятному отнулевому циклу. В этом случае

= = 12,9МПа = = 0,43МПа

= = = 2,2 МПа

Коэффициенты

= ( + K_F -1)/ K_V, = ( + K_F -1)/ K_V,

где и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений (табл. 2.5…4.5 [1]); = 2,2 = 1,8

и - коэффициенты влияния размера поперечного сечения вала; = =0,62 = = 0,62

K_F - коэффициент влияния шероховатости поверхности, определяется по табл. 5.5 [1]:

K_F= 1

K_V - коэффициент влияния упрочнения.

При отсутствии упрочнения поверхности рассчитываемого участка вала принимают K_V =1,8

В результате расчета получили:

= 1,97 = 1,61

= 16,0 = 60,4

S = 15,4

Усталостная прочность вала в сечении обеспечена.

Дата добавления: 2015-07-26