Расчет вала на усталостную прочность

Расчет выполняется в следующей последовательности.

 

1) Составляется расчетная схема

2) Прикладываются внешние нагрузки; рассчитываются реакции в опорах и строятся эпюры изгибающих моментов

3) Определяются места опасных сечений

4) Определяются коэффициенты запаса прочности для опасных сечений.

 

При совместном действии напряжений изгиба и кручения запас прочности определяется:

 

,

где – коэффициент запаса прочности при изгибе

– коэффициент запаса прочности при кручении

– коэффициенты концентрации напряжений,

- коэффициент состояния поверхности,

- масштабный фактор,

- коэффициенты асимметрии цикла.

обычно равен 1, 3

, - пределы выносливости материала вала при изгибе и кручении с асимметричным циклом нагружения.

- для углеродистых сталей;

- для легированных сталей;

;

и , и - определяются в зависимости от циклов.

Цикл симметричный, если одно и то же волокно испытывает то напряжение растяжения, то сжатия, если на вращающийся вал действуют постоянные по величине и направлению нагрузки.

вращается в одну сторону

Р

 

рассчитываются по симметричному циклу.

,

,

 

вращается в разные стороны

Р

 

рассчитываются по симметричному циклу.

,

рассчитываются по пульсирующему циклу.

 

 

Справочные данные для расчета вала

На статическую прочность

Механические характеристики основных материалов валов приведены в таблице 1.

 

Силы в зацеплении зубчатых и червячных передач

Прямозубое зубчатое зацепление

ведущее n1, N1

ведомое n2, N2

ведущее n2, N2

ведомое n3, N3

 

 

;

;

- окружная сила, - радиальная сила.

b

Разложение силы в зацеплении на окружную, радиальную и осевую в косозубом зацеплении

 

 

Определение направления зуба в косозубом зацеплении

Правый зуб

Левый зуб

 

 

В таблице 3 представлены формулы для расчета составляющих сил в различных зубчатых зацеплениях

Силы в зацеплениях Таблица 3

Вид передачи	Силы
окружные	радиальные	осевые
Зубчатая цилиндри-ческая	прямозубая
косозубая
шевронная
Зубчатая коническая	прямозубая
Червячная	Колесо
червяк

Т – крутящий момент в зацеплении,

- диаметр начальной окружности,

- угол зацепления (20°, 25°, 28°),

- угол наклона зуба (в боль­шинстве конструкций β = 8...20°, у шевронных колес β = 25...45°),

- угол конусности ( ).

Крутящий момент на валу

Приведены формулы для подсчета крутящего момента в различных единицах измерений.

Зависимости между величинами в разных системах:

1кгс× см = 0, 0981 н× м;

1кгс× м = 9, 81 н× м;

1 квт = 1, 36 л.с.;

1 вт = 0, 00136 л.с.;

1 л.с. = 0, 736 квт;

1 л.с. = 736 вт;

1 Н× м ´ 10, 2 1кгс× см;

N (л.с.)´ 735, 5= N (вт);

М(кгс× см)´ 0, 0981=М(Н× м);

Р(кгс)´ 9, 81=Р (Н);

n (об/мин): 60 = с-¹ (сек^-1).

Геометрические характеристики поперечного сечения вала

Момент сопротивления при изгибе .

Момент сопротивления при кручении .

Площадь поперечного сечения А.

Для валов с круглым сечением:

;

где D – наружный диаметр вала

D – внутренний диаметр вала.

Для валов с одной шпоночной канавкой:

Для валов с двумя противоположными шпоночными канавками:

Для валов с прямобочными шлицами:

Для валов с эвольвентными шлицами и для вала-шестерни в сечении по зубьям – таблица 4.

Для валов с треугольными шлицами:

где

b – число шлиц,

z – число шлиц,

D, d – наружный и внутренний диаметр шлицевого вала,

d – диаметр вала с шпоночным пазом.

 

 

Таблица 4

Для валов диаметра d с поперечным отверстием диаметром a:

.

 

Для валов с прямоугольным сечением:

y

x

h

b

 

;

 

 

Вопросы для самоконтроля

1. Какие формы бывают у валов и из каких материалов их делают?

2. Какие технические требования предъявляют при конструировании валов?

3. В чем заключается методика расчета вала на статическую прочность? Что такое запас прочности?

4. В чем заключается расчет вала на усталостную прочность?

 

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ РАСЧЕТЕ ВАЛА НА СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ

Проведение прочностного расчета

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Влияние на усталостную прочность состояния поверхности и размеров деталей
2. Звуковой диапазон частот, эквалайзер
3. Измерение угла поворота вала
4. Изобель почувствовала, что ее мышцы снова напряглись, сворачиваясь в клубок, готовясь к тому, что убьет их в любую секунду.
5. Импульсная прочность внешней изоляции подстанционного оборудования
6. Иными словами, если вы им нравились, вы освобождались, а если нет, они приберегали для вас все виды пытки, наказания и смерти. Никого не интересовала ваша невиновность или вина.
7. Кроме этих основных характеристик действие имеет ряд вторичных свойств: разумность, сознательность, абстрактность, прочность.
8. На «ПО» лампа «Т» гаснет. При постановке штурвала в зону, нет нагрузки на обеих секциях.
9. Надо заметить, что причина тому не исчерпывалась важностью открытых Ньютоном фундаментальных законов природы. Одна из основ еще никогда не выпадавшего на
10. Но она не почувствовала тепло его кожи.
11. Оказывается, настоящие драматурги так строят свои пьесы, чтобы «жизнь человеческого духа» пьесы и ролей развивалась напряженно до самого конца пьесы.
12. ОПРАВДАНИЕ ПРОВАЛА. ОТВЛЕКАЮЩИЕ МАНЕВРЫ