Условие усталостной прочности вала

1. Расчет на усталостную прочность (выносливость) – заключается в определении коэффициентов запаса усталостной прочности вала.

2. Расчет на статическую прочность при действии пиковой нагрузки – учитываются возможные кратковременные перегрузки (например, в момент пуска двигателя).

3. Расчет на изгибную и крутящую жесткость – производится из условия допустимых прогибов и углов поворота.

4. Расчет на колебания – проверка отсутствия резонансных режимов, а в случае возникновения резонансных режимов – соблюдение условия прочности.

Расчёт валов и осей на усталостную прочность

При проверочном расчете учитываются все факторы, влияющие на усталостную прочность – это размеры вала, его обработка, концентраторы напряжений и.т.д.

1. Составляется расчётная схема:

— вал изображают схематично с указанием длин участков (границами участков являются места приложения внешних нагрузок и места расположения опор);

— указывают направления действия реакций в опорах (подшипниках);

Расчетная схема вала с эпюрами внутренних силовых факторов

2. Определяются усилия, действующие во всех сечениях вала.

3. Строятся эпюры изгибающих и крутящих моментов.

4. По эпюрам определяются опасные сечения, для которых определяют коэффициенты запаса прочности по формуле:

— коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям, зависящие от материала и конструктивных особенностей вала

— пределы выносливости материалов по нормальным и касательным напряжениям при симметричном цикле нагружений;

— соответственно, амплитудное и среднее значения нормальных напряжений;

При определении полагают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, тогда

— при симметричном цикле нагружения.

— амплитудное и среднее значения касательных напряжений (напряжений кручения).

При определении полагают, что касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу.

— коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений — определяются по справочнику в зависимости от вида концентратора напряжения.

Читайте также: Скорости вращения валов должны соотноситься как 25 1

Видео:9.1 Расчет валов приводаСкачать

ступень выточка шпоночный паз

— масштабные факторы, учитывающие отличие проверочного диаметра вала от размера образца, для которого получены .

— фактор шероховатости поверхности – зависит от качества обработки поверхности вала.

— коэффициенты, учитывающие чувствительность материала к асиметрии циклов нагружения — зависят от механических свойств материала.

Для среднеуглеродистых сталей ; .

Условие работоспособности вала (усталостной прочности):

Если S 10, — (материал недоиспользуется) надо уменьшить размеры или взять менее прочный материал.

Расчет вала на усталостную прочность

5.3 Расчет вала на усталостную прочность

Расчет на усталостную прочность производим для двух наиболее опасных сечений вала: I–I и II–II (см. рис. 3).

Определяем изгибающие моменты, действующие в опасных сечениях вала:

Н×м

Н×м

Н×м

Н×м

Н×м

Н×м

Крутящий момент в обоих сечениях составляет М_кр = 110 Н×м.

Видео:Расчет вала на прочность и жесткость. Эпюра крутящих моментовСкачать

Расчет на усталостную прочность проводится в форме определения коэффициента запаса прочности n для опасных сечений вала. Условие прочности имеет вид:

где [n] – требуемый коэффициент запаса прочности. По рекомендациям с. 76 ([1]) принимаем [n] = 3;

n_s и n_t – коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

где s_-1 и t_-1 – пределы выносливости материала вала при изгибе и при кручении с симметричным знакопеременным циклом нагружения. По рекомендациям с. 76 ([1]) для стали 12ХН3А принимаем:

МПа

МПа;

s_а; t_а и s_m; t_m – амплитуды и средние напряжения циклов нормальных и касательных напряжений. Обычно напряжения в поперечном сечении вала при изгибе изменяются по симметричному циклу, а при кручении – по пульсирующему (отнулевому) циклу. Тогда:

; ;

y_s и y_t – коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения. По ГОСТ 25.504–82 рекомендуется принимать:

К_s и К_t – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении;

Читайте также: Метрические резьбы отверстия валы

e_s и e_t – коэффициенты, учитывающие влияние поперечных размеров вала;

b – коэффициент поверхностного упрочнения, для неупрочненных валов b = 1.

Моменты сопротивления изгибу и кручению сечения:

м 3

м 3

Видео:КРУЧЕНИЕ ВАЛА. Касательные напряжения. Сопромат.Скачать

МПа;

МПа.

Коэффициенты запаса прочности:

– условие прочности выполняется.

Моменты сопротивления изгибу и кручению сечения:

м 3

м 3

МПа;

МПа.

Коэффициенты запаса прочности:

– условие прочности выполняется.

Видео:9.4. Расчет валов и осейСкачать

Таким образом, усталостная прочность промежуточного вала обеспечивается.

6. Конструирование корпуса редуктора.

Поскольку редуктор работает в тяжелом режиме, то материал для изготовления корпуса редуктора принимаем СЧ 20 ГОСТ 1412–85.

Основные размеры корпуса редуктора принимаем по следующим зависимостям:

— толщина стенки основания корпуса

мм, принимаем мм;

— толщина стенки крышки корпуса

мм, принимаем мм;

— толщина ребра в основании

мм;

мм, принимаем мм;

мм, принимаем мм;

мм, принимаем ;

— толщина фланца по разъему

мм;

— диаметр фундаментного болта

мм, принимаем мм;

— толщина лапы для крепления к полу

мм.

1. Детали машин и основы конструирования. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов IV курса.– М.: РГОТУПС, 2004. – 100 с.

2. Детали машин и основы конструирования. Расчет ременных передач. Расчет цепных передач. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов IV курса.–М.: РГОТУПС, 2005. – 64 с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3-х т.: Т. 2. – 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001. – 912 с., илл.

Видео:Сопромат №4: Расчет вала на прочность и жесткостьСкачать

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/uslovie-ustalostnoy-prochnosti-vala

  📽️ Видео

  Прочность и жесткость валов. Часть 6: Эпюры моментов выходного вала (цилиндрическая передача).Скачать

  

  Сопротивление материалов. Усталостная прочность: основные сведенияСкачать

  

  Сопротивление материалов. Усталостная прочность: влияющие факторы и расчёт коэффициента запасаСкачать

  

  ДМ.КП.24 - Расчет вала в АПМ (2020 05 30 10 57 55)Скачать

  

  Основы Сопромата. Расчеты на прочность. Общая идеяСкачать

  

  ANSYS Workbench для расчетов усталостной прочности и долговечностиСкачать

  

  САПР Компас-3D. Расчет валаСкачать

  

  Усталостная прочностьСкачать

  

  Что такое Прочность, Пластичность, Твердость материала. Простое объяснениеСкачать

  

  Расчет валов, каф. МеханикаСкачать

  

  Проверочный расчет вала (ru)Скачать

  

  9.3. Конструктивные элементы валов и осейСкачать

  

  Анализ усталостной долговечности в nCode DesignLife for Ansys ч.2Скачать