Расчет на статическую прочность

Проверку статической прочности выполняют в целях предупреждения пластической деформации в период действия кратковременных перегрузок (например, при пуске, разгоне, реверсировании, торможении, срабатывании предохранительного устройства). Для этого в расчете учитывают коэффициент перегрузки К_пер.

Статическую прочность считают обеспеченной, если выполняется условие: S _Т ≥ [ S_T ] , где [ S _Т ] = 1,3...2 - минимально допустимое значение общего коэффициента запаса по текучести.

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных напряжений

                                                                                            (11.1)

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным  напряжениям (пределы текучести  и , МПа  материала см. табл. 1):

;                                                (11.2.)

В расчете определяют нормальные , и касательные  - напряжения в рассматриваемом опасном сечении вала:

 = 10³ M_max/W_и+F_max/A;  = 10³Т_max/W_к;                     (11.3)

где M_max - суммарный изгибающий момент, Нм; M_max=К_пер∙M_сум, где M_сум – суммарный изгибающий момент, Нм;

Т_max - крутящий момент, Нм; Т_max=К_пер∙М_К, где M_К – крутящий момент, Нм;

F_max - максимальная осевая сила, Н; F_max=К_пер∙Fa, где Fa – осевая сила, Н;

W_и и W_к - моменты сопротивления сечения вала при расчете на изгиб и кручение, мм³;

А -площадь поперечного сечения, мм².

Геометрические характеристики поперечного сечения: моменты сопротивления при изгибе W_и и кручении W_к, площадь А вычисляют по нетто-сечению:

- для сплошного круглого сечения диаметром d :

W_и=πd³/32;  

W_к=πd³/16;                                                                                            (11.4)

А=πd²/4;

- для полого круглого сечения (рис. 20 , а) с центральным осевым отверстием диаметром d ₀ :

W_и= _wπd³/32;  

W_к= _wπd³/16;                                                                              (11.5)

А=π(d²- d_о²)/4; 

где _w=1-(d_о/d)⁴ - коэффициент пересчета:

dо/d	0,4	0,42	0,45	0,48	0,5	0,53	0,56	0,6	0,63	0,67	0,71
w	0,974	0,969	0,959	0,947	0,938	0,921	0,901	0,87	0,842	0,8	0,747

 

Рис. 20. Формы поперечных сечений валов

 

- для вала с прямобочными шлицами (рис. 20, б):

W_и=[πD⁴-bz(D-d)(D+d)²]/(32D);  

W_к=2W_и;                                                                                       (11.6)

А=πd²/4+ bz(D-d)/2;      

- для вала с эвольвентными шлицами и для вала-шестерни в сечении по зубьям формулы для вычисления геометрических характеристик поперечного сечения приведены в табл. 5;

- для вала с треугольными шлицами:

W_и=πD³[1- 8(1-D/d) (1+0,5D/d)²/9]/32;  

W_к=2W_и;                                                                                       (11.7

А=πDd/4;            

- для вала с одним шпоночным пазом (рис. 20, в):

W_и=πd³/32-bh(2d-h)²/(16d);

W_к= πd³/16-bh(2d-h)²/(16d);                                                        (11.8)

А=πd²/4-bh/2;

- для вала с двумя шпоночными пазами (рис. 20, г):

W_и=πd³/32-bh(2d-h)²/(8d);

W_к= πd³/16-bh(2d-h)²/(8d);                                                          (11.9)

А=πd²/4-bh;

- для вала с диаметром d с поперечным отверстием диаметром а (рис. 20, д):

W_и=πd³(1-1,5а/d)/32;

W_к= πd³(1-0,9a/d)/16;                                                                  (11.10)

А=πd²/4-аd;

В приведенных выше формулах: d - диаметр вала или внутренний диаметр шлицев, D - наружный диаметр шлицев, b - ширина шпоночного паза или размер выступа шлица, z - число шлицев, h -высота шпонки.

Значения моментов сопротивления приведены: для сечений с эвольвентными шлицами по ГОСТ 6033-80 - в табл. 6; с прямобочными шлицами по ГОСТ 1139-80 - в табл. 7; с пазом для призматической шпонки по ГОСТ 23360-78 - в табл. 8.

Таблица 5

Геометрические характеристики поперечных сечений

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 312; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!