ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ
Быстроходный вал:
Для опасного сечения вала по формуле определяем коэффициент запаса усталостной прочности S и сравниваем его с допускаемым значением [S], принимаемым обычно 1,5...2,5.
где Sσ — коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
где σ-1 — предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; σ-1 = 370 МПа принимается по таблице 1 ( табл. 8) [3,с. 32];
kσ— эффективный коэффициент концентрации нормальных
напряжений;
β— коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности; при RА=0,32...2,5 мкм принимают β= 0,97...0,90;
εσ — масштабный фактор для нормальных напряжений; отношение kσ /εσ = 2,50 (табл. 8) [3,с. 32];
σа — амплитуда цикла нормальных напряжений, МПа:
МПа,
где W — момент сопротивления при изгибе, мм3; для сплошного круглого сечения диаметром d
;
ψσ — коэффициент, характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения; ψσ = 0,2 для углеродистых сталей, ψσ = 0,25...0,3 для легированных сталей;
Sτ — коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
где τ-1 — предел выносливости стали при симметричном цикле;
τ-1 =0,58 σ-1 , τ-1=150 МПа;
kτ — эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений;
β— коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности; при RА=0,32...2,5 мкм принимают β= 0,97...0,90;
ετ — масштабный фактор для касательных напряжений; отношение kτ /ετ =0,6 kσ /εσ+0,4=0,6*2,50 + 0,4 = 1,90 (табл. 8) [3,с. 32];
ψτ — коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения; ψτ = 0,1 для всех сталей;
τа и σт — амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений, МПа:
Мпа,
где Wк — момент сопротивления при кручении, мм3; для сплошного круглого сечения диаметром d
.
Подставляя полученные значения, получаем
,
.
Расчетный коэффициент усталостной прочности вала в опасном сечении
.
Сопротивление усталости вала в опасном сечении обеспечивается.
Тихоходный вал:
где Sσ — коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
σ-1 = 410 МПа принимается по таблице 1 [3,с. 8];
β= 0,95;
kσ /εσ = 2,20 (табл. 8) [3,с. 32];
МПа,
где W — момент сопротивления при изгибе, мм3;
;
ψσ = 0,2;
Sτ — коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
τ-1=230 МПа;
β= 0,95;
kτ /ετ =0,6 kσ /εσ+0,4=0,6*2,20 + 0,4 = 1,72 (табл. 8) [3,с. 32];
ψτ = 0,1 для всех сталей;
Мпа,
где Wк — момент сопротивления при кручении, мм3;
.
Подставляя полученные значения, получаем
,
.
Расчетный коэффициент усталостной прочности вала в опасном сечении
.
Сопротивление усталости вала в опасном сечении обеспечивается.
Дата добавления: 2019-05-21; просмотров: 1408;