- •21. Проектный расчет закрытой конической зубчатой передачи.
- •22. Проверочный расчет закрытой конической зубчатой передачи.
- •23. Червячные передачи. Их достоинства и недостатки, причины выхода из строя, применяемые материалы, особенности прочностного расчета. Тепловой расчет червячной передачи.
- •24. Фрикционные передачи. Их достоинства и недостатки. Требования к материалам фрикционных колес. Особенности проектировочного расчета.
- •Основными видами поломок фрикционных передач являются:
- •Усталостное выкрашивание (в передачах с жидкостным трением смазки, когда износ сводится к минимуму);
- •Износ (в передачах без смазки);
- •25. Ременные передачи. Достоинства и недостатки ременной передачи. Сечения ремней. Устройства натяжения ремней.
- •26. Силы и напряжения в ветвях ремня ременной передачи. Порядок проектного расчета плоскоременной передачи.
- •27. Силы и напряжения в ветвях ремня ременной передачи. Порядок проектного расчета клиноременной передачи.
- •28. Валы и оси. Основные виды валов и осей, причины поломок и критерии работоспособности.
- •29. Предварительный и уточненный расчет вала на объемную прочность.
- •30. Расчет вала на выносливость.
30. Расчет вала на выносливость.
Выполняется как проверочный на стадии рабочего проектирования, когда практически готов рабочий чертёж вала, т.е. известна его точная форма, размеры и все концентраторы напряжений: шпоночные пазы, кольцевые канавки, сквозные и глухие отверстия, посадки с натягом, галтели (плавные, скруглённые переходы диаметров).
При расчёте полагается, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные напряжения кручения – по отнулевому пульсирующему циклу.
Проверочный расчёт вала на выносливость по существу сводится к определению фактического коэффициента запаса прочности n, который сравнивается с допускаемым
Здесь n и n - коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям
где -1 и τ-1 – пределы выносливости материала вала при изгибе и кручении с симметричным циклом; kσ и kτ – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении, учитывающие галтели, шпоночные канавки, прессовые посадки и резьбу; εα и ετ – масштабные коэффициенты диаметра вала; a и τa – амплитудные значения напряжений; m и τm – средние напряжения цикла (m= 0, τm= τa); ψσ и ψτ – коэффициенты влияния среднего напряжения цикла на усталостную прочность зависят от типа стали.
Вычисление коэффициентов запаса прочности по напряжениям подробно излагалось в курсе "Сопротивление материалов", в разделе "Циклическое напряжённое состояние".
Если коэффициент запаса оказывается меньше требуемого, то сопротивление усталости можно существенно повысить, применив поверхностное упрочнение: азотирование, поверхностную закалку токами высокой частоты, дробеструйный наклёп, обкатку роликами и т.д. При этом можно получить увеличение предела выносливости до 50% и более.