Проверка вала на усталостную прочность по запасам прочности.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Выберем материал вала сталь 45 с улучшением. Для этой стали (табл.С1) при диаметре вала менее 100 мм предел прочности σ _В = 740 Мпа, предел текучести σ _Т = 440 Мпа. Тогда по формулам примечания к табл. С.1

Мпа;

Мпа.

Сечение A.

В этом сечении вала с диаметром d₄ = 55 шпоночный паз имеет размеры

b = 16, t₁ = 6, (таблица С.8)тогда моменты сопротивления сечения

мм³;

мм³.

Амплитуда и средние нормальные напряжения цикла

Мпа, .

Амплитуда и средние касательные напряжения цикла

Мпа.

Коэффициенты концентрации и масштабные факторы для шпоночного паза (таблицы С.2, С.3)

K_σ = 1, 9; ε _σ = 0, 77; K_σ/ε _σ = 1, 9/0, 77 = 2, 5;

K_τ = 1, 7; ε _τ = 0, 85ε _σ = 0, 85·0, 77 = 0, 65; K_τ/ε _τ = 1, 7/0, 65 = 2, 6.

Коэффициенты концентрации и масштабные факторы для посадки с натягом (таблица С.6)

K_σ/ε _σ = 3, 65; K_τ/ε _τ = 2, 6.

Поскольку отношение коэффициентов концентрации для посадки с натягом выше, принимаем к расчету эти значения.

Коэффициент шероховатости для шлифованной поверхности β _П = 1 (таблица С.4) при отсутствии упрочнения.

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений для среднеуглеродистой стали (С7) Ψ _σ = 0, 1; Ψ _τ = 0, 05.

Тогда запас прочности по нормальным напряжениям

Запас прочности по касательным напряжениям

Суммарный запас усталостной прочности в сечении A

Сечение B.

В этом сечении вал имеет диаметр d₃ = 50 и посадку с натягом.

Моменты сопротивления

мм³;

мм³.

Амплитуда и средние нормальные напряжения цикла

Мпа; .

Амплитуда и средние касательные напряжения цикла

Мпа.

Коэффициенты концентрации и масштабные факторы для посадки с натягом (таблица С.6)

K_σ/ε _σ = 3, 65; K_τ/ε _τ = 2, 6.

Коэффициент шероховатости для шлифованной поверхности β _П = 1 (таблица С.4) при отсутствии упрочнения.

Тогда запас прочности по нормальным напряжениям

;

Запас прочности по касательным напряжениям

Суммарный запас усталостной прочности в сечении B

Сечение C.

В этом сечении вал имеет диаметр d₃ = 40 и концентратор в виде галтели с радиусом r = 2.

Моменты сопротивления

мм³;

мм³.

Амплитуда и средние нормальные напряжения цикла

Мпа; .

Амплитуда и средние касательные напряжения цикла

Мпа.

Коэффициенты концентрации по галтели и масштабные факторы (таблица С.2).

При d₂/d₁ = 45/40 = 1, 13 и r/d₁ = 2/40 = 0, 05

K_σ = 1, 53; ε _σ = 0, 81; K_σ/ε _σ = 1, 53/0, 81 = 1, 89;

K_τ = 1, 19; ε _τ = 0, 85ε _σ = 0, 85·0, 81 = 0, 69; K_τ/ε _τ = 1, 19/0, 69 = 1, 72.

Коэффициент шероховатости для шлифованной поверхности β _П = 1 (таблица С.4) при отсутствии упрочнения.

Тогда запас прочности по нормальным напряжениям

;

Запас прочности по касательным напряжениям

Суммарный запас усталостной прочности в сечении B

В одном из выбранных опасных сечениях, в сечении B, запас прочности S_B = 4, 41укладывается в допускаемые пределы

S = 1, 5…5, 0.

Проверка вала на статическую прочность.

Проверка вала на статическую прочность проводится по нагрузке в T_max/T= 600/300 = 2 раза больше номинальной. Тогда

σ _max = 2σ _a = 2·16, 2 =32, 4 Мпа,

τ _max = 4τ _a = 4·4, 81 = 19, 2 Мпа.

Эквивалентные напряжения

Мпа,

Мпа.

Запас статической прочности по отношению к пределу текучести

Таким образом, вал спроектирован правильно: обеспечена его усталостная и статическая прочность.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин. - М.: Высшая школа, 1985.-426с.

2. Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. курсовое проектирование. – М.: Высшая школа, 1975.

3. Иванов М.Н. Финогенов В.А. Детали машин. – М.: Высшая школа, 2003. – 408с.

4. В.С. Клековкин, Ф.Ф.Фаттиев, Б.В. Севастьянов. Основы конструирования машин. – Ижевск, 2003.-

5. Методические указания по выполнению компоновки редуктора в курсовом проекте по деталям машин. Сычев А.А. – Ижевск, ИМИ, 1987. – 22с.

6. Решетов Д.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1989. – 496с.

7. Методические указания. Выбор подшипников качения. Н.С.Голубков, А.У.Ибрагимов – Ижевск, ИжГТУ. 2000. – 30с.

8. Примеры выбора подшипников качения. Н.С.Голубков, А.У.Ибрагимов – Ижевск, ИжГТУ. 2000. – 25с.

9. Поляков В.С., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. – Л.: Машиностроение, 1979. – 342с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………….3

Методы расчета вала и исходные данные для расчета…………………3

1. Нагрузки на валы…………………………………………………….3

2. Материал валов………………………………………………………8

3. Проектирование валов……………………………………………….8

4. Проверка валов по статистической прочности…………….……..11

5. Расчет валов на жесткость………………………………………….11

Справочные данные………………………………………………..12

Пример расчета вала……………………………………………….15

Список литературы…………………………………………………23

⇐ Предыдущая 1 2 34