Файл: Детали машин и основы конструирования.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.05.2025

Просмотров: 1554

Скачиваний: 5

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

где σ-1 и τ-1 – пределы выносливости для материала, вала при симметричном цикле изгиба (табл. 11.5);

Таблица 11.5

Механические характеристики основных материалов валов

Диаметр

Твердость

σВ

σТ

σ-1

τ-1

Коэффициенты

Марка

заготовки,

НВ (не

стали

мм (не бо-

МПа

ψσ

ψτ

менее)

лее)

Не ограни-

200

560

280

250

150

0

0

45

чен

80

270

900

650

380

230

0,1

0,05

Не ограни-

200

730

500

320

200

0,1

0,05

40Х

чен

120

270

900

750

410

240

0,1

0,05

Не ограни-

240

–

–

–

–

0,1

0,05

40ХН

чен

200

270

920

750

420

250

0,1

0,05

35ХМ

200

–

920

790

430

260

0,1

0,05

KσD и KτD – эффективные коэффициенты концентрации напряжений; Kd – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения (табл. 11.6). KV – коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 11.7); ψσ и ψτ – коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений (см. табл. 11.5); [S] – допускаемое значение коэффициента запаса, зависит от надежности и достоверности многих факторов и обстоятельств учитывающих при его определении, обычно принимают равным 1,1–2,5; σa и τa – амплитудные напряжения; σm и τm – средние напряжения цикла.

При расчете принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу: σa=σmax, σт=0; а касательные напряжения по отнулевому (пульсирующему) циклу: τa= τmax/2, τm= τmax/2 (подробнее см. [5]).

Коэффициенты KσD и KτD определяют в зависимости от формы детали (табл. 11.8–11.10) и шероховатости (табл. 11.11):

KσD = Kσ + K F − 1,

KτD = Kτ + K F − 1

где KF – коэффициент влияния шероховатости поверхности

(табл. 11.11).

Таблица 11.6

Значение коэффициента Kd

Напряженное состояние и материала

Диаметр вала d, мм

30

40

50

70

≥100

Изгиб для углеродистых сталей

0,88

0,85

0,81

0,76

0,71

Изгиб для легированных сталей

0,77

0,73

0,70

0,67

0,62

Кручение для всех сталей

Таблица 11.7

Значение коэффициента KV при различных видах

поверхностного упрочнения

σВ сердце-

KV

Вид упрочнения

вины,

для гладких

при Kσ

МПа

валов

≤1,5

>1,5

Закалка с нагревом ТВЧ

600–800

1,5–1,7

1,6–

2,4–

(толщина слоя

0,9–1,5

1,7

2,8

мм)

800–1000

1,3–1,5

–

–

Азотирование

900–1000

1,1–1,25

1,5–

1,7–

1,7

2,1

Цементация

700–800

1,4–1,5

–

–

1000–1200

1,2–1,3

2,0

–

Дробеструйный

наклеп

600–1600

1,1–1,3

1,5–

1,7–

или накатка роликом

1,6

2,0

Таблица 11.8

Значения коэффициентов Kσ и Kτ для валов со шпоночными пазами

σВ, МПа

Kσ при выполнении паза фрезой

Kτ

концевой

дисковой

500

1,60

1,40

1,40

700

1,90

1,55

1,70

900

2,15

1,70

2,05

1200

2,50

1,90

2,40

При расчетах вала в местах установки деталей с гарантирован-

ным натягом H 7 , H 7 , H 7 подставляют формулы 11.6 и 11.7 отноше- p6 r6 s6

ния KσD и KτD (табл. 11.12).

Kd Kd

Максимальные напряжения в опасных сечениях определяются по формулам

σ

=

M и

и τ

=

M к

max

W

max

Wр

где W – осевой момент сопротивления сечения; Wp – полярный момент сопротивления сечения вала. Значения W и Wp мм3, для наиболее характерных случаев определяют по формулам, приведенным в табл. 11.13.

Таблица 11.9

Значения коэффициентов Kσ и Kτ для шлицевых

и резьбовых участков валов

σВ, МПа

Kσ для

Kτ для шлицов

шлицов

резьбы

прямобочных

эвольвентных

500

1,45

1,80

2,25

1,45

700

1,60

2,20

2,45

1,50

900

1,70

2,45

2,65

1,55

1200

1,75

2,90

2,80

1,60

Таблица 11.10

Значения коэффициентов Kσ и Kτ для валов в месте перехода с галтелью

h

r

Kσ при σВ, МПа

Kτ при σВ, МПа

r

d

500

700

900

1200

500

700

900

1200

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,01

1,35

1,40

1,45

1,50

1,30

1,30

1,30

1,30

0,02

1,45

1,50

1,55

1,60

1,35

1,35

1,40

1,40

≤1

0,03

1,65

1,70

1,80

1,90

1,40

1,45

1,45

1,50

0,05

1,60

1,70

1,80

1,90

1,45

1,45

1,55

1,55

0,10

1,45

1,55

1,65

1,80

1,40

1,40

1,45

1,50

Окончание табл. 11.10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,01

1,55

1,60

1,65

1,70

1,40

1,40

1,45

1,45

≤2

0,02

1,80

1,90

2,00

2,15

1,55

1,60

1,65

1,70

0,03

1,80

1,95

2,05

2,25

1,55

1,60

1,65

1,70

0,05

1,75

1,90

2,00

2,20

1,60

1,60

1,65

1,75

0,01

1,90

2,00

2,10

2,20

1,55

1,60

1,65

1,75

≤3

0,02

1,95

2,10

2,20

2,40

1,60

1,70

1,75

1,85

0,03

1,95

2,10

2,25

2,45

1,65

1,70

1,75

1,90

≤5

0,01

2,10

2,25

2,35

2,50

2,20

2,30

2,40

2,60

0,02

2,15

2,30

2,45

2,65

2,10

2,15

2,25

2,40

Таблица 11.11

Значения коэффициента KF

Класс ше-

Обозначение на чертежах

σВ, МПа

роховато-

500

700

900

1200

сти

3; 4; 5

Rz80;

Rz40;

Rz20

1,20

1,25

1,35

1,50

6; 7; 8

Ra2,5;

Ra1,25;

Ra0,63

1,05

1,10

1,15

1,25

9; 10

Ra0,32;

Ra0,16

1,00

1,00

1,00

1,00

Таблица 11.12

Значения коэффициента KσD/K d и KτD/K d для валов в местах установки деталей с гарантированным натягом

Диаметр

KσD/K d при σВ, МПа

KτD/K d при σВ, МПа

вала d,

500

700

900

1200

500

700

900

1200

мм

30

2,50

3,00

3,50

4,25

1,90

2,20

2,50

3,00

50

3,05

3,65

4,30

5,20

2,25

2,60

3,10

3,60

≥100

3,30

3,95

4,60

5,60

2,40

2,80

3,20

3,80

3. Полученное действительное значение коэффициента запаса прочности сравнивают с допускаемым. Если не выполняется условие

S≥[S] необходимо внести изменения в технологию изготовления, конструкцию или выбрать другой материал вала.

Таблица 11.13

Формулы для определения осевого W и полярного Wp, мм3,

моментов сопротивления

Сечение вала

W, мм3

Wp, мм3

1

2

3

Сплошное

0,1d3

0,2d3

Полое

0,1d3(1-c4)

0,2d3(1-c4)

Со шпоночной канавкой

0,1d 3 −

bt(d − t)2

0,2d 3 −

bt(d − t)2

2d

2d

Со шлицами

(da − d f )3

3

0,1

0,2d f

2

Вал шестерня (червяк)

πd 3

πd 3

f

f

32

16

Смотрите также файлы