Расчеты на прочность

Валы испытывают действие напряжений изгиба и кручения, а оси только изгиба. Предварительно определяют d вала для выполнения эскиза вала. Предварительный расчет выполняют по условным напряжениям кручения. Изгибающий момент пока не известен, т.к. неизвестны места приложения нагрузок.

Условие прочности на кручение:

T=9550 P/n  0,2 d³[ τ ]

Следовательно d = C  (P / n)^1/3

T – крутящий момент на валу, [Н  м]

P – мощность на валу, кВт

n – частота вращения, об/мин

d – диаметр вала, мм

[ τ ] – условно допускаемые напряжения [ τ ]= 15…30 МПа

С = 150…200

Для основного расчета валов необходимо вычисление изгибающего и крутящего моментов в опасном сечении (обычно под колесом). Для этого строят эпюры этих моментов и определяют опасное сечение. На практике установлено, что для валов основным видом разрушения являются усталостные. Поэтому расчет на сопротивление усталости является основным. Его проводят в форме проверочного расчета. Для этого определяют коэффициент запаса прочности по усталости (S):

– запас по нормальным напряжениям

– запас по касательным

ψ_σ ψ _τ - Коэффициенты, зависящие от мех. характеристик металла (материала)

σ_-1 τ_-1 - Пределы выносливости металла (материала)

K_d K_F - Масштабный фактор, ф-р шероховатости

K_σ K _τ - Эффективные коэффициенты концентрации напряжения

Вследствие вращения вала напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, даже при постоянной нагрузке.

Напряжение кручения изменяется пропорционально нагрузке, для них условно применен «отнулевой» цикл.

Сопротивление усталости можно повысить за счет поверхностного упрочения материала (закалка, азотирование, наклеп).

Проверку статической прочности проводят с целью предупреждения пластических деформаций.

Определяют эквивалентные напряжения:

62) Муфты. Назначения и классификации. Расчётный момент.

Муфты – устройства для соединения валов, потребность в которых связана с тем, что большинство машин компануют из отдельных частей с входными и выходными валами.

Основной паспортной характеристикой муфты является знание вращающего момента T, на передачу которого она рассчитана.

Глухие муфты еще делятся на:

• Втулочные

• Фланцевые

Расчётным моментом для всех видов муфт является Т_ном. – передаваемый момент между валами.

Т_муфты = КТ_ном., где К =1,15…1,4-коэффициент динамичности (для транспортеров).

63. Втулочные глухие муфты. Расчёт на прочность.

Образовывает жёсткие и неподвижные соединения валов, требует жёсткой центровки. Применяются в лёгких машинах для небольших диаметров валов до 60…70 мм. В тяжёлых машинах применение затруднительно, так как при монтаже и демонтаже необходимо передвигать валы в осевом направление. Прочность муфты определяется прочностью штифтового соединения.

τсреза = (2Т*4) / d*Пd² ≤[ τ]cp

σсм= 2Т/ d*h*d≤[σ]cм

64)Фланцевые глухие муфты. Расчёт на прочность.

В исполнение I крутящий момент передаётся силами трения, возникшей от затяжки болтов.

, где S=1,2..1,5запас прочности

В исполнение II момент Т передаётся болтами, работающими на срез и смятие.

Достоинства муфт - небольшие размеры, простота конструкции.