Меры при избыточной прочности вала: применение др. Материла и уменьшение размеров.

Уточненный расчет на сопротивление усталости выполняют после окончательного конструирования вала. Этот расчет носит проверочный характер и отражает влияние:

а) различия в характе­ре циклов нормальных _ИЗГ и касательных _КР напряжений;

б) силы концентраторов напряжений;

в) абсолютных размеров и шероховатости поверхностей участков вала в проверяемых сечениях

г) механических свойств материала вала.

В ответственных и высокоточных передачах валы подвергают расчетам на усталостную прочность по всем сечениям, имеющим концентраторы напряжений. Валы редукторных передач средней точности рассчитывают на усталостную прочность в наиболее опасных сечениях по совместному действию нормальных и касательных напряжений.

Условие обеспечения усталостной прочности: S  [S],

35. Оси: виды, отличие от валов, нагружение, условие прочности. Особенности расчета осей, испытывающих знакопеременные нагрузки или ослабленных шпоночным пазом.

Детали, на которые насаживают вращающиеся детали машин (например, шкивы, зубчатые колеса), называют валами и осями. Различают валы и оси по условиям нагружения: валы передают крутящий момент вдоль своей оси вращения и испытывают напряжения изгиба, сжатия, растяжения и кручения; оси не передают крутящий момент и нагружаются только изгибающими напряжениями.Валы и оси имеют общую функцию поддерживать насажанные на них детали

По конструкции оси делят на 2 основные группы1) подвижные оси, вращающиеся в опорах вместе с насажанными на них деталями; 2) неподвижные оси, слу­жащие опорами для вращающихся на них деталей.Оси и валы конструируют обычно в виде брусьев состоящих из ряда цилиндрических участков различных диаметров. Насаживаемые на оси и валы детали крепят посредством шпонок либо шлицев. В осевом направлении детали относительно валов и осей фиксируют при помощи распорных колец (или втулок), а также благодаря нали­чию на валах буртиков и заплечиков.

Расчет осей

Основными критериями работоспособности осей являются статическая прочность и жесткость. Поскольку оси работают только на изгиб, то условие их прочности следующее:

_изг ≤ [_изг] или , (1.1)

где М – изгибающий момент в опасном сечении; Н  мм;

W_x – осе­вой момент сопротивления изгибу опасного сечения оси; для круга W_X = d ³/32  0.1d ³;

_изг, [_изг] – фактические и допускаемые напряжения изгиба, МПа.

Расчет неподвижных осей выполняют при допущении, что напря­жения изгиба изменяются по отнулевому циклу, самому неблагоприятному из всех знакопостоянных циклов напряжений.

Для осей, изготовленных из среднеуглеродистых сталей, допускаемые напряжения изгиба [_изг]₀ = 100…160 МПа (меньшие значения напряжений следует выбирать для ступенчатых осей с концентраторами напряжений).

Напряжения изгиба, возникающие в материале вращающихся осей, изменяются по симметричному циклу. Для них принимают [4, с. 305]: [_изг] _–1 = (0,5…0,6) [_изг ]₀ .

Из ф. (1.1) может быть получена зависимость для проектного расчета, т.е. определения диамет­ра оси, мм: , мм (1.2)

Если ось в расчетном сечении имеет шпоночную канавку, то по­лученное значение диаметра оси увеличивают на (8…10)% и округ­ляют до ближайшего большего стандартного значения по нормальным рядам чисел.

Проверочный расчет осей на сопротивление усталости и изгибную жесткость выполняют аналогично расчету валов, но при условии, что крутящий момент равен нулю.