Расчет на статическую прочность при действии кратковременных перегрузок
Статическую прочность считают обеспеченной, если S Т ≥ [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 К-К 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∙623,2/21,2∙103= 29,4МПа
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, 
=42,4∙103мм3.
Тогда касательное напряжение: = 103Тmax/ Wк = 103 ∙1064,2/42,4∙103=25МПа
Частные коэффициенты: 
=650/29,4=22,1; 
=390/25=15,6
>[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 (так как нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, то =0): 
= 103Mсум/Wи=103 ∙ 366,6/21,2∙103 =17,3МПа;
= 103Т/(2Wк)= 103∙626/(2∙42,4∙103)=7,4МПа; 
= 
=7,4
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 отношения 
= 4,7∙0,9=4,2 и 
= 2,8∙0,9= 2,5 определяем по табл.16, так как на этом участке вала подшипник установлен с натягом.
– коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 10), т.к. упрочнения поверхности зубьев не выполняем, то принимаем KV =1.
|
|
|
и 
– коэффициенты влияния шероховатости поверхности (табл. 11). Для тонкого обтачивания при 
=900МПа – 
=0,96; = 0,97.
=( 4,2 + 1/0,96-1)/1 = 4,3
=( 2,5 + 1/0,97 -1)/1 = 2,5
= =0,2/4,7=0,04; = 
=0,1/2,8=0,04
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении
=410/4,3=95,3МПа; 
=230/2,5=92МПа
где 
и 
– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения (см. табл. 1). Далее рассчитываем и 
:
=95,3/(17,3+0)=5,5;
=92/(7,4+ 0,04∙7,4)=12
В итоге: 
> [S] = 1,5…2,5
Запас прочности обеспечен.
Сечение Л–Л
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 200; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!