2 Проверочный расчет вала на выносливость
Для вала, эскиз которого изображен в рисунке 1, и, диаметр заготовки должен быть не более 80 мм. Материал сталь 45:
Проверку вала на выносливость и статическую прочность выполняем на участке «ЕК» где имеется выточка r=2, t=3.
2.1 Участок de
В рассматриваемом участке «DE» Имеет место концентратор напряжения – канавка.
Определяются эффективные коэффициенты концентрации напряжений (таблица 2.5). В данном случае интерес представляют значения коэффициента, относящиеся к кольцевой канавке. r=2, t=3, r/d=0.05 t/r=1.5. Чтобы определить численные значения коэффициентов, следует интерполировать табличные значения:
Определяются коэффициенты, учитывающие масштабный фактор (Таблица 2.6).
,
.
Определяются коэффициенты влияния качества поверхности (таблица 2.7). В данном случае, как и в предыдущем, имеет место шлифования поверхности вала
Тогда:
Определяется коэффициент поверхностного упрочнения
(таблица 2.8)
Вычисляются суммарные коэффициенты снижения предела выносливости согласно соотношениям
Вычисляются максимальные напряжения в рассматриваемом сечении.
,
.
Значения моментов определяются согласно (рисунок 2 в, з). Величины моментов сопротивления. Диаметр 45мм:
,
.
Вычисляются величины амплитуд циклов
,
и
значения средних напряжений циклов
,
.
,
=0,
.
Вычисляются коэффициенты запаса прочности при изгибе
и
кручении
.
,
.
Вычисляется общий коэффициент запаса прочности по отношению к пределу выносливости S для выбранного сечения на основании соотношения.
.
Определяются величины коэффициентов запаса прочности по отношению к пределу текучести для кручения
и изгиба
,
.
Определяется общий коэффициент запаса текучести
Таблица 2.5
Таблица 2.6
Таблица 2.7
Таблица 2.8
Заключение
В сечении DE(Канавка), необходимо увеличить диаметры вала т.к. <[S].
Т.к. значение в сечении DE больше единицы, следовательно в сечении вала возникают некоторые пластические деформации.
Список использованных источников
1. Распопина в.Б., Фильчагина э. И. Сопротивление материалов. Расчёт вала при совместном действии изгиба и кручения Учебное пособие – Иркутск: Изд-во ИрГту. – 2005, 99 с.
2. Дарков А. В., Шпиро Г. С. Сопротивление материалов: Учеб. для техн. вузов – 5-е издание, перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1989. – 624 с.: ил.
3. www.ru.wikipedia.org/wiki/Сложное сопротивление
4. Сборник задач по сопротивлению материалов под редакцией В. К. Качурина, Главная редакция физико – математической литературы изд-ва «Наука», М., 1972, 432 СТР.