3 Технический проект
3.1 Проверка опасного сечения промежуточного вала на долговечность
Проверку производят для опасного сечения, из рисунка 2.3 видно, что это сечение II. Оценку сопротивления усталости вала выполняют по величине общего коэффициента запаса прочности S [6, с.169]:
,
где
и
–
коэффициент запаса прочности по
нормальным и касательным напряжениям,
определяемые по зависимостям:
;
,
где
и
–
амплитуды напряжений цикла;
и
– средние
напряжения цикла;
и
– коэффициенты
чувствительности материала к асимметрии
цикла.
В
расчетах валов принимают, что нормальные
напряжения изменяются по симметричному
циклу:
и
,
а касательные напряжения – по нулевому
циклу:
и
.
Тогда
.
Напряжения в опасных сечениях вычисляют по формулам:
;
,
М= |
145,6 |
Нм |
– результирующий изгибающий момент (таблица 2.6); |
Mx=T= |
1394 |
Нм |
– крутящий момент; |
W= |
πd3 |
= |
3,14x |
60 |
.03 |
= |
21205,75 |
32 |
|
32 |
|
– момент сопротивления сечения вала при изгибе;
Wx= |
πd3 |
= |
3,14x |
60 |
.03 |
= |
42411,50 |
16 |
|
16 |
|
– момент сопротивления сечения вала при кручении.
σa= |
103x |
145,6 |
= |
6,86 |
. |
|
τa=τm= |
103x |
1394 |
= |
32,87 |
21205,75 |
|
|
42411,50 |
||||||||
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
;
,
где
и
–
пределы выносливости гладких образцов
при симметричном цикле изгиба и
кручения [6,
с.165, таблица 10.2];
и
– коэффициенты
снижения предела выносливости.
Значения и вычисляются по зависимостям:
;
,
где
и
– эффективные
коэффициенты концентрации напряжений
[6, с.171, таблица
10.10];
и
– коэффициенты влияния абсолютных
размеров поперечного сечения [6,
с.170, таблица 10.7];
и
– коэффициенты влияния качества
поверхности [6,
с.170, таблица 10.8];
– коэффициент
влияния поверхностного упрочнения
[6, с.170, таблица
10.9].
KσD= |
3,29 |
/ |
0,7 |
+1/ |
0,89 |
-1 |
= |
2,837 |
|
|
1,7 |
|
|
|
KτD = |
1,96 |
/ |
0,7 |
+1/ |
0,89 |
-1 |
= |
1,72 |
|
|
1,7 |
|
|
|
σ-1D= |
410 |
= |
144,50 |
МПа |
; |
τ-1D= |
230 |
= |
133,74 |
МПа |
2,8374 |
1,72 |
,
где
– коэффициент чувствит
ельности
материала к асимметрии цикла напряжений
[6, с.165, таблица
10.2].
ψτD= |
0,1/ |
1,72 |
= |
0,058 |
Sσ= |
144,50 |
/ |
6,86 |
= |
21,05 |
Sτ= |
133,74 |
/( |
32,87 |
+ |
0,058 |
х |
32,87 |
)= |
3,85 |
S= |
|
21,05 |
x |
3,85 |
|
= |
3,7831 |
> |
[S]=1,5...2,5 |
( |
21,05 |
2+ |
3,85 |
2)0.5 |
Сопротивление усталости в течение заданного срока службы в опасном сечении тихоходного вала обеспечивается.