
- •Ю.С. Верпаховский
- •1. Методы расчета валов и исходные данные для расчета.
- •2. Нагрузки на валы
- •3. Материал валов
- •4. Проектирование валов
- •5. Проверка вала по статической прочности
- •6. Расчет валов на жесткость
- •Справочные данные
- •Механические свойства некоторых марок сталей, применяемых при изготовлении валов
- •Значения эффективных коэффициентов концентрацииКσ и Кτ при действии изгибающих и крутящих моментов
- •Значения масштабного фактора εσ для деталей из стали
- •Значение коэффициента шероховатости поверхности βП
- •Значение коэффициентов упрочнения βУ
- •Отношение коэффициентов концентрации и масштабных факторов для участков вала с напрессованными деталями
- •Значение коэффициента чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений ψ
- •Размер шпоночного паза на валу при призматической шпонке, мм
- •Зависимость для определения прогибов y под силами и углов поворота θ в подшипниках
- •Пример расчета вала
- •2.Установим диаметральные размеры вала.
- •6. Проверка подшипников.
- •7. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.
- •8.Выявление опасных сечений.
- •9 Проверка вала на усталостную прочность по запасам прочности.
- •10 Проверка вала на статическую прочность.
Значения масштабного фактора εσ для деталей из стали
Материал |
При диаметре вала d, мм | |||||||
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
120 | |
Углеродистая сталь σв=400…500 МПа |
0,92 |
0,88 |
0,85 |
0,82 |
0,79 |
0,74 |
0,70 |
0,63 |
Углеродистая и легированная сталь σв =500…800МПа |
0,89 |
0,85 |
0,81 |
0,78 |
0,75 |
0,70 |
0,68 |
0,61 |
Легированная сталь σв=800…1200 МПа |
0,86 |
0,63 |
0,77 |
0,74 |
0,72 |
0,67 |
0,65 |
0,59 |
Легированная сталь σв=1200…1600 МПа |
0,83 |
0,77 |
0,70 |
0,70 |
0,68 |
0,64 |
0,62 |
0,57 |
ετдля
легированных сталей равен εσ, для
углеродистых ετ0,85εσ.
С.4.
Значение коэффициента шероховатости поверхности βП
Вид обработки |
βП при σв, МПа |
Вид обработки |
βП при σв, МПа | ||||
400 |
600 |
1200 |
400 |
600 |
1200 | ||
Шлифование |
1 |
1 |
1 |
Обдирка |
0,83 |
0,8 |
0,76 |
Обточка |
0,95 |
0,91 |
0,83 |
Необработанная поверхность |
0,73 |
0,65 |
0,57 |
С.5
Значение коэффициентов упрочнения βУ
Вид упрочне-ния |
Образец |
Вид упрочне- ния |
Образец | ||
Без концен- трации на- пряжений |
С концен- трацией на- пряжений |
Без концен- трации на- пряжений |
С концен- трацией на- пряжений | ||
Закалка ТВЧ Азотиро-вание Цемента-ция |
1,2…1,5
1,1…1,15
1,1…1,25 |
1,5…2,5
1,3…2,0
1,3…1,8 |
Обкатка роликом Обдувка дробью |
1,1…1,25
1,1…1,2 |
1,3…1,8
1,1…1,5 |
Большие значения при большей концентрации |
С.6
Отношение коэффициентов концентрации и масштабных факторов для участков вала с напрессованными деталями
.
Диаметр вала d мм |
Kσ/εσ при σв, Мпа | |||
500 |
700 |
900 |
1200 | |
30 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,25 |
50 |
3,05 |
3,65 |
4,3 |
5,2 |
100 и более |
3,3 |
3,95 |
4,6 |
5,6 |
Диаметр вала d мм |
Kτ/ετ при σв, Мпа | |||
500 |
700 |
900 |
1200 | |
30 |
1,9 |
2,2 |
2,5 |
2,95 |
50 |
2,25 |
2,6 |
3,0 |
3,5 |
100 и более |
2,4 |
2,8 |
3,2 |
3,8 |
С.7.
Значение коэффициента чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений ψ
Вид стали |
Ψσ |
Ψτ |
Низкоуглеродистые стали Среднеуглеродистые стали Легированные стали |
0,05 0,1 0,15 |
0 0,05 0,1 |
С.8.
Размер шпоночного паза на валу при призматической шпонке, мм
Диаметр вала |
Паз |
Диаметр вала |
Паз | ||
Ширина, b |
Глубина, t1 |
Ширина, b |
Глубина, t1 | ||
Св.12до17 Св.17 до22 Св.22до30 Св.30до38 Св.38до44 |
5 6 8 10 12 |
3,0 3,5 4,0 5,0 5,0 |
Св.44до50 Св.50до58 Св.58до65 Св.65до75 Св.75до85 |
14 16 18 20 22 |
5,5 6,0 7,0 7,5 9,0 |
С.9.