Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 73
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
| 6. Расчёт ведомого вала на статическую прочность Расчёт производим для двух опасных сечений, а именно для сечения Cи B.  103 ∙ √????И2 + 0,75 ∙ ????22 ????экв = ???? ≤ [????] ???? где ????экв – эквивалентное напряжение ????И – суммарный изгибающий момент в сечении ???????? – момент сопротивления сечения при изгибе [????] – допускаемое напряжение Для сечения C Определяем момент сопротивления сечения при изгибе ???? ∙ ????3 3,14 ∙ 603 [ 3] ???????? = 32 = 32 = 21195,00 мм где ???? – диаметр сечения участка вала, ???? = 60 [мм] Определяем эквивалентные напряжения 103 ∙ √????????2 + 0,75 ∙ ????22 ????экв = ???????? =  103 ∙ √258,642 + 0,75 ∙ 3822 = 21195,00 = 19,81 [МПа] Определяем коэффициент запаса прочности ???? = ????т ????экв где ????т – предел текучести материала вала. Для стали 45 ????т = 540 [МПа] Таким образом ???? = ????т = 540 = 27,26 ≥ 2 ????экв 19,81 Коэффициент статической прочности вала в сечении C больше коэффициента усталостной прочности S, так как при расчёте вала на статическую прочность не учитывается ряд параметров (коэффициенты концентрации напряжений, влияние размера поперечного сечения, коэффициент влияния шероховатости, напряжение изгиба, средние нормальные напряжения, касательные напряжения и т.д.), которые присутствуют при расчёте на усталостную прочность. В свою очередь расчёт на усталостную прочность позволяет определить более точно коэффициент запаса прочности. | ||
| | 1303.303110.000.ПЗ | Лист |
| 26 | ||
| Для сечения B Определяем момент сопротивления сечения при изгибе Для сечения с одним шпоночным пазом ???? ∙ ????3 ???? ∙ ????1 ∙ (???? − ????1)2 ???????? = 32 − 2 ∙ ???? где ???? – диаметр сечения участка вала, ???? = 65 [мм] ???? – ширина шпоночного паза, ???? = 18 [мм] ????1 – глубина шпоночного паза на валу, ????1 = 7 [мм] Тогда ???? ∙ ????3 ???? ∙ ????1 ∙ (???? − ????1)2 3,14 ∙ 653 18 ∙ 7 ∙ (65 − 7)2 ???????? = 32 − 2 ∙ ???? = 32 − 2 ∙ 65 = = 23687,09 [мм3] Определяем эквивалентные напряжения  103 ∙ √????????2 + 0,75 ∙ ????22 ????экв = ???????? =  103 ∙ √49,412 + 0,75 ∙ 3822 = 23687,09 = 14,12 [МПа] Определяем коэффициент запаса прочности ???? = ????т = 540 = 38,24 ≥ 2 ????экв 14,12 Коэффициент статической прочности вала в сечении B больше коэффициента усталостной прочности S, так как при расчёте вала на статическую прочность не учитывается ряд параметров (коэффициенты концентрации напряжений, влияние размера поперечного сечения, коэффициент влияния шероховатости, напряжение изгиба, средние нормальные напряжения, касательные напряжения и т.д.), которые присутствуют при расчёте на усталостную прочность. В свою очередь расчёт на усталостную прочность позволяет определить более точно коэффициент запаса прочности. | ||
| | 1303.303110.000.ПЗ | Лист |
| 27 | ||
| 7. Расчёт ведомого вала на усталостную прочность Расчёт производим для двух опасных сечений, а именно для сечения Си B. Производим расчёт для сечения C Определяем полярный момент сопротивления ???? ∙ ????3 3,14 ∙ 603 [ 3] ???????? = 16 = 16 = 42390,00 мм Определение напряжений Напряжения изгиба меняются по симметричному циклу с амплитудой 103 ∙ ????И 103 ∙ 258,64 ???????? = ???????? = 21195,00 = 12,20 [МПа] Средние нормальные напряжения ???????? = 0, поскольку нет осевой силы Касательные напряжения меняются по отнулевому циклу 103 ∙ ????2 103 ∙ 382 ???????? = ???????? = 2 ∙ ???????? = 2 ∙ 42390,00 = 4,51 [МПа] Определяем предел выносливости при симметричном цикле изгиба ????−1 = 0,43 ∙ ???????? где ???????? – предел прочности. Для стали 45, термообработка – улучшение, ???????? = 780 [МПа] ????−1 = 0,43 ∙ ???????? = 0,43 ∙ 780 = 335,40 [МПа] Определяем предел выносливости при симметричном цикле кручения ????−1 = 0,58 ∙ ????−1 = 0,58 ∙ 335,40 = 194,53 [МПа] Определяем эффективные коэффициенты концентрации напряжений и коэффициенты влияния размера поперечного сечения. Для посадки с натягом ???????? = 4,19 ???????? Значение ???????? вычислим по формуле ???????? ???????? = 0,6 ∙ ???????? + 0,4 = 0,6 ∙ 4,19 + 0,4 = 2,91 ???????? ???????? | ||
| | 1303.303110.000.ПЗ | Лист |
| 28 | ||
| Находим коэффициент влияния шероховатости поверхности. Примем, что поверхность вала под подшипник получена чистовым шлифованием с параметром шероховатости ???????? = 0,8 [мкм]. По величине ???????? определяем коэффициент влияния шероховатости поверхности ???????? = 1,2. Определяем коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла ???????? = 0,02 ∙ (1 + 0,01 ∙ ????????) = 0,02 ∙ (1 + 0,01 ∙ 780) = 0,18 ???????? = 0,5 ∙ ???????? = 0,5 ∙ 0,18 = 0,09 Находим коэффициент влияния упрочнения Примем, что на участке вала с опасным сечением упрочнение отсутствует. Тогда коэффициент влияния упрочнения ???????? = 1. Определяем коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали (???????? + ???????? − 1) (4,19 + 1,2 − 1) ???????????? = ???????? = = 4,39 ???????? 1 (???????? + ???????? − 1) (2,91 + 1,2 − 1) ???????????? = ???????? = = 3,11 ???????? 1 Находим коэффициенты запаса прочности S = ????−1 = 335,40 = 6,26 ???? ???????????? ∙ ???????? + ???????? ∙ ???????? 4,39 ∙ 12,20 + 0,18 ∙ 0 где S???? – коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям Определяем коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям S = ????−1 = 194,53 = 13,48 ???? ???????????? ∙ ???????? + ???????? ∙ ???????? 3,11 ∙ 4,51 + 0,09 ∙ 4,51 Общий коэффициент запаса прочности S = S???? ∙ S???? = 6,26 ∙ 13,48 = 5,68 ≥ [S] = 2 √S 2 + S 2 √6,262 + 13,482 ???? ???? Усталостная прочность вала в сечении Cобеспечена. | ||
| | 1303.303110.000.ПЗ | Лист |
| 29 | ||
| Производим расчёт для сечения B Определяем полярный момент сопротивления ???? ∙ ????3 ???? ∙ ????1 ∙ (???? − ????1)2 3,14 ∙ 653 18 ∙ 7 ∙ (65 − 7)2 ???????? = 16 − 2 ∙ ???? = 16 − 2 ∙ 65 = = 50634,66 [мм3] Определение напряжений Напряжения изгиба меняются по симметричному циклу с амплитудой 103 ∙ ????И 103 ∙ 49,41 ???????? = ???????? = 23687,09 = 2,09 [МПа] Средние нормальные напряжения ???????? = 0, поскольку нет осевой силы Касательные напряжения меняются по отнулевому циклу 103 ∙ ????2 103 ∙ 382 ???????? = ???????? = 2 ∙ ???????? = 2 ∙ 50634,66 = 3,77 [МПа] Определяем для шпоночного паза эффективные коэффициенты концентрации напряжений и коэффициенты влияния размера поперечного сечения. В опасном сечении имеется два концентратора напряжений: посадка с натягом и шпоночный паз. Для посадки с натягом ???????? = 4,26 ???????? ???????? = 0,6 ∙ ???????? + 0,4 = 0,6 ∙ 4,26 + 0,4 = 2,96 ???????? ???????? Для шпоночного паза эффективные коэффициенты концентрации напряжений ???????? = 2,08 ???????? = 1,84 Вычислим коэффициенты влияния размера поперечного сечения ???? = 1,68 = 1,68 = 0,76 ???? = 1,63 = 1,63 = 0,65 ???? ????0,19 650,19 ???? ????0,22 650,22 | ||
| | 1303.303110.000.ПЗ | Лист |
| 30 | ||