Расчет на статическую прочность при действии кратковременных перегрузок
Статическую прочность считают обеспеченной, еслиSТ ≥ [ST], где [SТ]=1,3...2 - минимально допустимое значение общего коэффициента запаса по текучести.
Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям: 
; 
Определим нормальные 
и касательные 
напряжения в рассматриваемом опасном сечении вала: =103 Mmax/ Wи+ Fmax/ A ,
где Mmax=Кпер∙Mсум, где Mсум– суммарный изгибающий момент, Нм; Кпер – коэффициент перегрузки (задается преподавателем).
Для сечения Л-Л Mсум= 
Нм
Mmax=Кпер∙Mсум= 1,7∙366,6=623,2Нм
Так как напряжение от осевой силы не велико, то ей можно пренебречь.
Wи - момент сопротивления сечения вала при расчете на изгиб, мм3. Для вала круглого сечения 
мм3.
Нормальное напряжение: =103∙ Mmax/ Wи= 103∙623,2/16,3∙103= 38,2МПа
Определим касательное напряжение: = 103Тmax/ Wк, где Тmax - крутящий момент, Нм; Тmax=Кпер∙МК =1,7∙626=1064,2Нм, где MК – крутящий момент, Нм (с эпюры крутящих моментов).
Wк – момент сопротивления сечения вала при расчете на кручение, мм3, 
=32,6∙103мм3.
Тогда касательное напряжение: = 103Тmax/ Wк = 103 ∙1064,2/32,6∙103=32,6МПа
Частные коэффициенты: 
=650/38,2=17; 
=390/32,6=12
9,8 >[SТ]=1,3...2
Запас прочности обеспечен.
Расчет на сопротивление усталости
Расчет выполняют в форме проверки коэффициента S запаса прочности. Прочность считают обеспеченной, если S≥[S], где [S] - минимально допустимое значение общего коэффициента запаса прочности. Значения [S] принимают в диапазоне [S] = 1,5…2,5.
Для опасного сечения вычисляют коэффициент S запаса прочности:
,
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому.
Определим 
и 
– коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям: 
; 
где 
и 
– амплитуды напряжений цикла;
и 
– средние напряжения цикла;
и 
– коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения вала.
Напряжения в опасном сечении К-К вычисляют по формулам (т.к. нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, то =0):
= 103Mсум/Wи=103 ∙ 366,6/16,3∙103 =22,5МПа;
= 103Т/(2Wк)= 103∙626/(2∙32,6∙103)=9,6МПа; 
= 
=9,6
Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения вала: 
= 
; = 
;
где 
и 
- коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений, по табл. 1 для стали 45 – =0,2 и =0,1.
и 
– коэффициенты снижения предела выносливости:
;
;
где 
и 
– эффективные коэффициенты концентрации напряжений. По табл.13 для ступенчатого перехода при t/r=1, r/d=2,5/55=0,05 и 
=900 МПа – 
=1,8; 
= 1,5;
и 
– коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения (табл. 9), = 
=0,79 при диаметре вала 55 мм.
– коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 10), т.к. упрочнения поверхности зубьев не выполняем, то принимаем =1.
и 
– коэффициенты влияния шероховатости поверхности (табл. 11). Для тонкого обтачивания при =900МПа – =0,96; = 0,97.
=( 1,8/0,79 + 1/0,96-1)/1 = 2,3
=(1,5/0,79 +1/0,97-1)/1 = 1,9
= 
=0,2/2,3=0,09; 
= 
=0,1/1,9=0,05
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении
=410/2,3=178,3МПа; 
=230/1,9=121МПа
где 
и 
– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения (см. табл. 1). Далее рассчитываем и 
.
=178,3/(22,5+0)=7,9; 
=121/(9,6+0,05∙9,6)=12
В итоге: 
> [S] = 1,5…2,5
Запас прочности обеспечен.
Список использованной литературы 1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование.Учеб. пособие для машиностроительных спец. техникумов. - М.: Высш. школа, 1984.- 336 с. 2. Иосилевич Г.Б. Детали машин: Учебн. для студ. машиностроит. вузов.-М.:Машиностроение, 1988. -368 с. 3. Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Маслов Г.С. Прикладная механика.Учебн. для вузов/ Под ред. Г.Б. Иосилевича. - М.:Высш. школа, 1989.- 351 с. 4. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузовС.А.Чернавский, Г.А.Снесарев, Б.С. Козинцов и др. - М.: Машиностроение, 1984.-560 с. 5. Расчёт на прочность деталей машин : Справочник / И.А. Биргер, Б.Ф.Шорр,Г. Б. Иосилевич. - М. :Машиностроение, 1979.-702 с. 6. Справочник по сопротивлению материалов / Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. – 2-е изд., перераб. и доп. – Киев: Наук. думка, 1988. – 736с.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 361; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!