5.4 Расчет вала на сопротивление усталости
Вычисляем значения общего коэффициента запаса прочности в каждом из опасных сечений вала.
Сечение I – I.
Амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:
Концентратор напряжений в сечении – шпоночный паз. По таблицам [1] находим: эффективные коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений Kσ = 2,2, Kτ = 2,05; коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения Kdσ = 0,79, Kdτ = 0,68; коэффициенты влияния качества поверхности (посадочную поверхность вала под зубчатое колесо шлифуют: Ra = =0,8 мкм) KFσ = 0,91, KFτ = 0,95; коэффициенты влияния поверхностного упрочнения (поверхность вала без упрочнения) KV = 1.
Коэффициенты снижения предела выносливости:
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Коэффициент влияния асимметрии цикла
Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении
Сечение II – II.
Амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:
Внутреннее кольцо подшипника качения установлено на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении – посадка с натягом. По таблицам [1] находим: Kσ / Kdσ = 4,5, Kτ / Kdτ = 2,7; KFσ = 0,88, KFτ = 0,93 – посадочную поверхность вала под подшипник шлифуют (Ra = 1,25 мкм); KV = 1 – поверхность вала без упрочнения.
Коэффициенты снижения предела выносливости:
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Коэффициент влияния асимметрии цикла
Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении
Сечение III – III.
Амплитуда и среднее напряжение цикла:
Для передачи вращающего момента с вала на полумуфту на консольном участке вала предусмотрена шпонка. Концентратор напряжений в сечении – шпоночный паз. По таблицам [1] находим: Kτ = 2,05; Kdτ = 0,7; KFτ = 0,95 – посадочную поверхность вала под полумуфту шлифуют (Ra = 0,8 мкм); KV = 1 – поверхность вала без упрочнения.
Коэффициент снижения предела выносливости
Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении
Коэффициент влияния асимметрии цикла
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении равен в данном случае коэффициенту запаса по касательному напряжению
Сопротивление усталости вала обеспечено: во всех опасных сечениях S > [S] = 2,0.
Список использованных источников
1. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие для вузов/ П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 496 с.
2. Дегтярёв А.А. Курсовое проектирование по деталям машин и основам конструирования: учеб. пособие / А.А. Дегтярёв, Г.В. Редреев, А.Н. Сорокин – 2-е изд., перераб. – Омск: Изд-во ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, 2012. – 134 с.
3. Иванов, М. Н. Детали машин: учебник для втузов/ М. Н. Иванов, В. А. Финогенов. - 13-е изд., перераб.. - М.: Высш. шк., 2010. - 408 с.: ил..
4. Сорокина, А. Н. Конспект лекций по курсу «Детали машин и основы конструирования», 2014.
Рисунки для прямозубой передачи
ОмГАУ фак. ТС в АПК
каф. ТСМ и Э гр. 24
