Механические свойства некоторых марок сталей, применяемых при изготовлении валов
| Вид стали и стандарт | Марка | Состояние или термообработка | Диаметр, при котором определены свойства, мм | Временное сопротивление разрыву, σВ | Предел текучести, σТ |
| МПа | |||||
| Стали обыкно- венного качества ГОСТ 380-94 | Ст. 3 | Г | 20 | 490…630 | 285 |
| Стали углеро- дистые качест- венные ГОСТ 1050-88 | 40 | Н У | 250 40 | 570 630 | 335 400 |
| 45 | Н У 3.0 | 250 100 60 | 600 740 880 | 355 440 690 | |
| Стали лигиро- ванные ГОСТ 4543-71 в ред. 1990г. | 20Х | У Ц.3.0 | 250 40 | 780 820 | 590 620 |
| 40Х | У 3.0 | 100 60 | 980 1000 | 785 800 | |
| 40ХН | Н У Ц.3.0 | Любой 100 60 | 630 980 1200 | 330 785 850 | |
| 30ХГТ | У Ц.3.0 | 250 40 | 1070 1150 | 875 900 | |
| 30ХГСА | У 3.0 | Любой 30 | 1080 1470 | 835 1275 | |
Примечание: 1. Обозначение термообработки: Г – горячекатаная, Н – нормализация, У – улучшение, З – закалка, О – отпуск.
2. Предел выносливости при симметричном знакопеременном цикле изгиба 
и кручении 
.
С.2.
Значения эффективных коэффициентов концентрации Кσ и Кτ при действии изгибающих и крутящих моментов
|
Рис.1 | D/d | r/d | Кσ при σв, МПа | Кτ при τв, МПа | ||||||
 600
| 800 |  1000
| 600
| 800 |  1000
| |||||
| 1,1 | 0,02 0,06 0,10 | 1,96 1,51 1,34 | 2,20 1,54 1,37 | 2,50 1,60 1,39 | 1,35 1,18 1,11 | 1,38 1,20 1,13 | 1,4 1,24 1,16 | |||
| 1,2 | 0,02 0,06 0,10 | 2,34 1,71 1,48 | 2,68 1,76 1,51 | 3,10 1,84 1,54 | 1,50 1,27 1,17 | 1,67 1,33 1,21 | 1,81 1,39 1,26 | |||
| Св.1,2 | 0,02 0,06 0,10 | 2,40 1,85 1,57 | 2,80 1,90 1,61 | 3,10 2,00 1,65 | 1,70 1,35 1,21 | 1,80 1,45 1,28 | 2,10 1,55 1,34 | |||
| Рис. 2
| t/r | r/d | 1,77 1,62 | 1,96 1,72 | 2,16 1,82 | 1,27 1,18 | 1,37 1,29 | 1,48 1,37 | ||
| 0,5 | 0,04 0,10 | |||||||||
| 1,0 | 0,04 0,10 | 1,80 1,65 | 2,0 1,75 | 2,20 1,85 | 1,35 1,23 | 1,47 1,37 | 1,62 1,47 | |||
| Шпоночный паз | 1,75 | 2,05 | 2,3 | 1,5 | 1,9 | 2,2 | ||||
| Эвольвентные шлицы, зубчатые колеса Прямобочные шлицы | 2,28 2,36 | 2,42 2,55 | 2,58 2,70 | 1,46 1,55 | 1,52 1,65 | 1,58 1,72 | ||||
| Резьба | 1,95 | 2,3 | 2,6 | 1,35 | 1,5 | 1,7 | ||||
С.3.
Значения масштабного фактора εσ для деталей из стали
| Материал | При диаметре вала d, мм | |||||||
| 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 120 | |
| Углеродистая сталь σв=400…500 МПа | 0,92 | 0,88 | 0,85 | 0,82 | 0,79 | 0,74 | 0,70 | 0,63 |
| Углеродистая и легированная сталь σв =500…800МПа | 0,89 | 0,85 | 0,81 | 0,78 | 0,75 | 0,70 | 0,68 | 0,61 |
| Легированная сталь σв=800…1200 МПа | 0,86 | 0,63 | 0,77 | 0,74 | 0,72 | 0,67 | 0,65 | 0,59 |
| Легированная сталь σв=1200…1600 МПа | 0,83 | 0,77 | 0,70 | 0,70 | 0,68 | 0,64 | 0,62 | 0,57 |
ετ для легированных сталей равен εσ, для углеродистых ετ 
0,85εσ.
С.4.
Значение коэффициента шероховатости поверхности βП
| Вид обработки | βП при σв, МПа | Вид обработки | βП при σв, МПа | ||||
| 400 | 600 | 1200 | 400 | 600 | 1200 | ||
| Шлифование | 1 | 1 | 1 | Обдирка | 0,83 | 0,8 | 0,76 |
| Обточка | 0,95 | 0,91 | 0,83 | Необработанная поверхность | 0,73 | 0,65 | 0,57 |
|
|
|
С.5
Значение коэффициентов упрочнения βУ
| Вид упрочне-ния | Образец | Вид упрочне- ния | Образец | ||
| Без концен- трации на- пряжений | С концен- трацией на- пряжений | Без концен- трации на- пряжений | С концен- трацией на- пряжений | ||
| Закалка ТВЧ Азотиро-вание Цемента-ция |
1,2…1,5
1,1…1,15
1,1…1,25 |
1,5…2,5
1,3…2,0
1,3…1,8 | Обкатка роликом Обдувка дробью | 1,1…1,25 1,1…1,2 | 1,3…1,8 1,1…1,5 |
| Большие значения при большей концентрации | |||||
С.6
Отношение коэффициентов концентрации и масштабных факторов для участков вала с напрессованными деталями
.
| Диаметр вала d мм | Kσ/εσ при σв, Мпа | |||
| 500 | 700 | 900 | 1200 | |
| 30 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,25 |
| 50 | 3,05 | 3,65 | 4,3 | 5,2 |
| 100 и более | 3,3 | 3,95 | 4,6 | 5,6 |
| Диаметр вала d мм | Kτ/ετ при σв, Мпа | |||
| 500 | 700 | 900 | 1200 | |
| 30 | 1,9 | 2,2 | 2,5 | 2,95 |
| 50 | 2,25 | 2,6 | 3,0 | 3,5 |
| 100 и более | 2,4 | 2,8 | 3,2 | 3,8 |
С.7.
Значение коэффициента чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений Ψ
| Вид стали | Ψσ | Ψτ |
| Низкоуглеродистые стали Среднеуглеродистые стали Легированные стали | 0,05 0,1 0,15 | 0 0,05 0,1 |
|
|
|
С.8.
Размер шпоночного паза на валу при призматической шпонке, мм
| Диаметр вала | Паз | Диаметр вала | Паз | ||
| Ширина, b | Глубина, t1 | Ширина, b | Глубина, t1 | ||
| Св.12до17 Св.17 до22 Св.22до30 Св.30до38 Св.38до44 | 5 6 8 10 12 | 3,0 3,5 4,0 5,0 5,0 | Св.44до50 Св.50до58 Св.58до65 Св.65до75 Св.75до85 | 14 16 18 20 22 | 5,5 6,0 7,0 7,5 9,0 |
С.9.
Зависимость для определения прогибов Y под силами и углов поворота θ в подшипниках
|
| Схема вала | |
| 
| |
| YD | 
| 
|
| Y С | 
| 
|
| 
| 
|
| 
| 
|
Пример расчета вала
Техническое задание: спроектировать выходной вал одноступенчатого цилиндрического редуктора по следующим данным:
Номинальный крутящий момент T = 300 Нм.
Предельный момент срабатывания
предохранительной муфты Tmax = 600 Нм.
Усилия в зацеплении:
окружное Ft = 4000 Н;
радиальное FR = 1550 Н;
осевое FA = 1460 Н.
Начальный диаметр зубчатого колеса dW = 160.
На выходной участок вала установить зубчатую компенсирующую муфту.
Проектирование вала
1.Наметим схему конструкции с назначением участков вала (рис.9).
 |
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 163; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!