Файл: Расчет валов на статическую, усталостную прочность и жесткость Рекомендовано редакционноиздательским советом угату в качестве учебного пособия уфа 200 3.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 245

Скачиваний: 9

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Расчет валов на

СОДЕРЖАНИЕ



осевой момент сопротивления



полярный момент сопротивления



Так как в сечении МПа, то нормальные напряжения меняются по асимметричному циклу с амплитудой



и средние значения

.

Касательные напряжения меняются по пульсирующему циклу:

.

Сечение 3-3. Геометрические характеристики сечения для диаметра d=67 мм: площадь



осевой момент сопротивления



полярный момент сопротивления



Так как в сечении МПа, то нормальные напряжения меняются по асимметричному циклу с амплитудой



и средние значения

.

Касательные напряжения меняются по пульсирующему циклу:

.
3.4. Выбор коэффициентов, учитывающих концентрацию напряжений, размеры вала, качество обработки поверхности, упрочняющую технологию.

Примем коэффициент чувствительности к асимметрии цикла =0,2, =0,1 [3, с.591].

Сечение 1-1: галтельный переход. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений (при d1/d = 77/70 = 1,1 и r/d = 7/70 = 0,1) k = 1,45, k = 1,18 [4, с.607]. Значение масштабного фактора  =  = 0,69 [4, с.612], при d = 70 мм. Коэффициент качества поверхности примем ш = 0,94 [3, с.589].

Сечение 2-2:
посадка подшипника с натягом. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений (k)D = 6,44, (k)D = 4,56 [4, с.611]. Значение масштабного фактора  =  = 0,69 [4, с.612], при d = 70 мм. Коэффициент качества поверхности ш = 0,95 [3, с.589].

Сечение 3-3: кольцевая выточка. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений (при t/r = 1,5/0,35=4, r/d = 0,3/67 =0,01) k = 1,64, k = 1,38 [4, с.608]. Значение масштабного фактора  =  = 0,69 [4, с.612], при d = 67 мм. Коэффициент качества обработки поверхности ш = 0,93 [3, с.589].

3.5. Расчет коэффициентов запаса усталостной прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Запасы прочности по нормальным и касательным напряжениям рассчитаем по формулам



Сечение 1-1: галтельный переход. Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям



Сечение 2-2: посадка подшипника с натягом. Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям



Сечение 3-3: кольцевая выточка. Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям


3.6. Расчет коэффициента запаса усталостной прочности. Проверка прочности. Эквивалентный запас прочности, соответствующий плоскому напряженному состоянию, произведем по формуле:

.

Допускаемое значение запаса прочности примем [n]=1,75. Условие усталостной прочности запишем в виде

n  [n].

Сечение 1-1. Эквивалентный запас прочности

.

Коэффициент n = 15,6 > [n] = 1,75 – условие прочности выполняется.

Сечение 2-2. Эквивалентный запас прочности


.

Коэффициент n = 5,2 > [n] = 1,75 – условие прочности выполняется.

Сечение 3-3. Эквивалентный запас прочности

.

Коэффициент n = 11,9 > [n] = 1,75 – условие прочности выполняется.

Анализ результатов показывает, что при d=70 мм обеспечивается статическая и усталостная прочности, а также жесткость вала.

6

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ




  1. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник для ВУЗов. – М.: Наука, 1986. – 560с.

  2. Биргер И.А., Мавлютов Р.Р. Сопротивление материалов: учебник для ВУЗов. – М.: Изд-во МАИ, 1994. – 512с.

  3. Справочник по сопротивлению материалов / Писаренко Г.С. и др. – Киев: Наукова думка, 1988. – 736с.

  4. Справочник по сопротивлению материалов / Рудицын М.Н., Артемов П.Я., Любошиц М.И. – Минск: Вышэйшая школа, 1970. – 630с.

  5. Серенсен С.В., Кокаев В.П., Шнейдерович Р.М. Валы и оси. М.: Машиностроение, 1970.

  6. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: в 3-х т. Т.1. – 5-е изд., перераб. И доп. – М.: Машиностроение, 1978. – 728с.

  7. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Машиностроение, 1985. – 564с.

ПРИЛОЖЕНИЯ



Таблица 1
Исходные расчетные данные

Вар.

№
N1, кН
R1, кН
P1, кН
Вар.

№
l1,

м
l2,

м
l3,

м
D1,

м
D2,

м
Материал

0
0,63
0,36
2,00
0
0,20
0,8
0,30
0,4
0,6
30ХГСА

1
0,76
0,44
2,40
1
0,15
0,6
0,30
0,3
0,4
45

2
0,82
0,47
2,6
2
0,10
0,5
0,30
0,2
0,3
20

3
0,95
0,55
3,00
3
0,20
0,4
0,10
0,3
0,2
15ХС

4
0,70
0,46
2,20
4
0,25
0,4
0,30
0,4
0,5
12ХН3А

5
0,76
0,44
2,40
5
0,20
0,6
0,25
0,3
0,3
40ХН

6
0,95
0,55
3,00
6
0,15
0,4
0,20
0,3
0,3
40Х

7
1,10
0,62
3,40
7
0,25
0,50
0,30
0,2
0,3
40ХНМА

8
0,88
0,51
2,80
8
0,30
0,7
0,30
0,3
0,4
45Х

9
0,82
0,47
2,60
9
0,20
0,8
0,15
0,4
0,2
38Х


Таблица 4
Механические характеристики материалов

Марка стали
Предел
прочности пч, МПа
Предел
текучести Т, МПа
Предел
выносливости -1, МПа
Предел
выносливости -1 МПа
Модуль
упругости
Е10-5 МПа

20Х
420-500
200-300
170-220
100-130
2,02

45
600-750
340-360
250-340
150-200
2,04

40Х
730-1050
650-900
320-480
210-260
2,07

45Х
850-1050
700-950
400-500
200-300
2,11

40ХН
1000-1450
800-1300
460-600
230-360
2,04

40ХНМА
1000-1700
850-1600
500-700
270-380
2,04

38Х
700-1000
650-900
300-450
200-250
2,20

18ХНВА
1150-1400
850-1200
540-620
300-340
2,01

12ХН3А
950-1400
700-1100
430-640
220-300
2,05

30ХГСА
1100-1700
850-1500
480-700
280-400
1,98


Таблица 3
Нормальные линейные размеры. ГОСТ 6636-69

Ряды

Ra5
Ra10
Ra20
Ra40


1,0
1,0
1,0

1,1
1,0 1,05

1,1 1,15

1,2
1,2

1,4
1,2 1,3

1,4 1,5


1,6
1,6
1,6

1,8
1,6 1,7

1,8 1,9

2,0
2,0

2,2
2,0 2,1

2,2 2,4


2,5
2,5
2,5

2,8
2,5 2,6

2,8 3,0

3,2
3,2

3,6
3,2 3,4

3,6 3,8


4,0
4,0
4,0

4,5
4,0 4,2

4,5 4,8

5,0
5,0

5,6
5,0 5,3

5,6 6,0


6,3
6,3
6,3

7,1
6,3 6,7

7,1 7,5

8,0
8,0

9,0
8,0 8,5

9,0 9,5

Смотрите также файлы