Файл: Проектирование редуктора вертолёта.docx

Концентратор напряжений - зубчатое (эвольвентное) зацепление




6.1.6 Проверочный расчет вала по сечению 1

В сечении действуют: Μ_Z= 0 Μ_Y= 0

M_КР=T₁= Н*мм

Геометрические характеристики сечения Шлицыd-6 11f7 14a11 3d11 ГОСТ 1139-80

Касательные напряжения изменяются по диаграмме:

(6.1.8)

(6.1.9)

(6.1.10) (6.1.11)Запас прочности по касательным напряжениям:

(6.1.12)

Ограниченный предел выносливости материала по касательным напряжениям

,

где N_P=N_ц= ×60= 60=3*10⁵ циклов (6.1.13)

τ_T

---

=510 МПа τ_-1=300 МПа

510 МПа>300 =443МПа > 300МПа

Неравенство выполняется принимаем τ_-1N=443 МПа

Коэффициент снижения предела выносливости:

(6.1.14)

K_τ – эффективный коэффициент концентрации напряжений табл.7 [3]

1)σ_B=1000 МПа K_τ=2,7

2)σ_B=1200 МПа K_τ=2,8, тогда при σ_B=1030 МПа K_τ=2,715

Κdτ - масштабный коэффициент табл. 8 [3] Κdτ=0,87

ΚFτ - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности.

При шероховатости Rа 2,5 = 6 табл. 9 [3]

(6.1.15)

Κ_Fτ = 0,575 * K_Fσ + 0,425 = 0,575 * 0,76

---

+ 0,425 = 0,86

- коэффициент, учитывающий повышение предела выносливости за счет упрочнения поверхности

- =1,5 табл. 10 [3]

- коэффициент, учитывающий анизотропию свойств материала вдоль и поперёк волокон.

Технология изготовления заготовок валов авиационных механизмов обеспечивает осевоенаправление волокон, так что = 1

Подставляя числовые значения в (6.1.14)получаем:

Запас прочности по нормальным напряжениям (6.1.12)



Результирующий запас прочностиn=5,36 [n]=1,5

5,36>1,5 условие прочности удовлетворяется
6.1.7 Проверочный расчет вала по сечению 2

В сечении действуют: Μ_Z= 2312,51Н * мм М_Y = 6 534,45 Н* мм

М_КР =13 403,51Н* мм

Геометрические характеристики сечения.

d₁ = 40мм m=2,5 мм

Расчетные напряжения:σ_N=N/S=0 (6.1.17)

(6.1.18)

(6.1.19)

Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу с амплитудой

σ_α= σ_И= МПа

Cреднее напряжение цикла σ_m= σ

---

_Ν= 0

Запас прочности по нормальным напряжениям: (6.1.20)

Ограниченный предел выносливости материала: σ_T≥ σ_-1N= σ_-1* , где,

Ν_ρ=n₁* N_ц* t_FE=1140 * 3 * 10⁵ * 0,3 = 10,26 * 10⁷ - расчётное число цикловизгибных напряжений валов

800 МПа > σ_-1N =σ_-1* =520*

Так как неравенство не выполняется, принимаем σ_-1N= 520 МПа

Коэффициент снижения предела выносливости:



где

Κ_σ- эффективный коэффициент концентрации напряжений табл. 7 [3]

1. 
   σ_B= 1000 МПа Κ_σ=1,72
   
2. 
   σ_Β=1200 МПа Κ_σ =1.75 , тогда при σ_Β=1030 МПа Κ_σ=1,7245
   

Κ_dσ- масштабный коэффициент табл. 8 [3] Κ_dσ = 0,715

Κ_Fσ-коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности

---

(6.1.21)

К_V- коэффициент, учитывающий повышение предела выносливости за счет упрочнения поверхности

Κ_V=1,5 табл. 10 [3]

К_А - коэффициент, учитывающий анизотропию свойств материала вдоль и поперёк волокон.

Технология изготовления заготовок валов авиационных механизмов обеспечивает осевое направление волокон, так что К_А = 1

Подставляя числовые значения в(6.1.31), получаем:

ψ_σ- коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла
По табл. 11 [3]ψ_σ =0,15

Запас прочности по нормальным напряжениям (6.1.30)

Касательные напряжения изменяются по диаграмме:

(6.1.23)

(6.1.24)
Мпа

(6.1.25)

Запас прочности по касательным напряжениям: (6.1.26)

Ограниченный предел выносливости материала по касательным напряжениям:
, где



Неравенство выполняется Принимаем
Коэффициент снижения предела выносливости:
(6.1.27)
- эффективный коэффициент концентрации напряжений табл.7 [3]
1)

---