Проверка вала на усталостную прочность по запасам прочности.
Выберем материал вала сталь 45 с улучшением. Для этой стали (табл.С1) при диаметре вала менее 100 мм предел прочности σВ = 740 Мпа, предел текучести σТ = 440 Мпа. Тогда по формулам примечания к табл. С.1
Мпа;
Мпа.
Сечение A.
В этом сечении вала с диаметром d4 = 55 шпоночный паз имеет размеры
b = 16, t1 = 6, (таблица С.8)тогда моменты сопротивления сечения
мм3;
мм3.
Амплитуда и средние нормальные напряжения цикла
Мпа, 
.
Амплитуда и средние касательные напряжения цикла
Мпа.
Коэффициенты концентрации и масштабные факторы для шпоночного паза (таблицы С.2, С.3)
Kσ = 1,9; εσ = 0,77; Kσ/εσ = 1,9/0,77 = 2,5;
Kτ = 1,7; ετ = 0,85εσ = 0,85·0,77 = 0,65; Kτ/ετ = 1,7/0,65 = 2,6.
Коэффициенты концентрации и масштабные факторы для посадки с натягом (таблица С.6)
Kσ/εσ = 3,65; Kτ/ετ = 2,6.
Поскольку отношение коэффициентов концентрации для посадки с натягом выше, принимаем к расчету эти значения.
Коэффициент шероховатости для шлифованной поверхности βП = 1 (таблица С.4) при отсутствии упрочнения.
Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений для среднеуглеродистой стали (С7) Ψσ = 0,1; Ψτ = 0,05.
Тогда запас прочности по нормальным напряжениям
.
Запас прочности по касательным напряжениям
.
Суммарный запас усталостной прочности в сечении A
.
Сечение B.
В этом сечении вал имеет диаметр d3 = 50 и посадку с натягом.
Моменты сопротивления
|
|
|
мм3;
мм3.
Амплитуда и средние нормальные напряжения цикла
Мпа; 
.
Амплитуда и средние касательные напряжения цикла
Мпа.
Коэффициенты концентрации и масштабные факторы для посадки с натягом (таблица С.6)
Kσ/εσ = 3,65; Kτ/ετ = 2,6.
Коэффициент шероховатости для шлифованной поверхности βП = 1 (таблица С.4) при отсутствии упрочнения.
Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений для среднеуглеродистой стали (С7) Ψσ = 0,1; Ψτ = 0,05.
Тогда запас прочности по нормальным напряжениям
;
Запас прочности по касательным напряжениям
.
Суммарный запас усталостной прочности в сечении B
.
Сечение C.
В этом сечении вал имеет диаметр d3 = 40 и концентратор в виде галтели с радиусом r = 2.
Моменты сопротивления
мм3;
мм3.
Амплитуда и средние нормальные напряжения цикла
Мпа; .
Амплитуда и средние касательные напряжения цикла
Мпа.
Коэффициенты концентрации по галтели и масштабные факторы (таблица С.2).
При d2/d1 = 45/40 = 1,13 и r/d1 = 2/40 = 0,05
Kσ = 1,53; εσ = 0,81; Kσ/εσ = 1,53/0,81 = 1,89;
Kτ = 1,19; ετ = 0,85εσ = 0,85·0,81 = 0,69; Kτ/ετ = 1,19/0,69 = 1,72.
Коэффициент шероховатости для шлифованной поверхности βП = 1 (таблица С.4) при отсутствии упрочнения.
|
|
|
Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений для среднеуглеродистой стали (С7) Ψσ = 0,1; Ψτ = 0,05.
Тогда запас прочности по нормальным напряжениям
;
Запас прочности по касательным напряжениям
.
Суммарный запас усталостной прочности в сечении B
.
В одном из выбранных опасных сечениях, в сечении B, запас прочности SB = 4,41укладывается в допускаемые пределы
S = 1,5…5,0.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 180; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!