Вихідні дані до практичних занять для перевiрки мiцностi вала на згин I кручення (складний опiр)

Виконуються згідно з даними, що отримані у попередніх розрахунках.

Контрольні питання

1. У чому полягає перевірка міцності вала на згин і кручення?

2. Запишіть формулу для визначення діаметру вала при розрахунку за складним опором.

3. Коефіцієнт асиметрії, формула, визначення.

4. Який переріз вважається небезпечним?

5. Формула для визначення сумарного згинального моменту.

11. Перевірка вала на витривалість [1, с.421], [2, с.169]

Перевірка виконується після попереднього оформлення ескізу вала. Перевіряють найбільш небезпечні перерізи, в яких наявні концентрації напружень. Визначимо коефіцієнти запасу міцності s для небезпечних перерізів вала редуктора. Матеріал вала – сталь 40X, нормалізована.

Таблиця 11.1 – Механічні характеристики деяких марок сталей

Марка сталі	Твердість за Брінелем НВ	Механічні характеристики, МПа						
		в	-1	-1	[-1]	[0]
45	200	560	250	150	55	95	0,1	0,05
40X	200	1000	450	250	65	110	0,15	0,1

- тимчасовий опір розриву _в = 1000 МПа;

- границя витривалості при симетричному циклі _-1= 450 МПа; _-1 = 250 МПа;

- коефіцієнти чутливості матеріалу до асиметрії циклу напружень відповідно при згині та крученні _ = 0,15; _ = 0,1.

Перевіряють найбільш небезпечні перерiзи, в яких наявні концентрації напружень. Розрахунок на втомну міцність у більшості випадків виконують у вигляді перевірки коефiцiєнтiв запасу міцності в певних перерiзах вала за умовою s > [s] = 1,5...2,0.

Сумарний згинаючий момент в небезпечному перерізі дорівнює:

М _{зг I-I} = 562Hм, обертовий момент, що передає вал Т_об = 760Hм. Вал працює у нереверсивному режимі.

Концентрація напружень зумовлена шпонковим валом і посадкою з натягом маточини на вал.

Розрахунковий коефіцієнт запасу міцності визначають у загальному випадку за формулою:

,

де , – коефiцiєнти запасу міцності за нормальними i дотичними напруженнями відповідно (без урахування поверхневого зміцнення):

, ,

де – , – границі витривалості матеріалу валів при симетричному циклі згину i кручення = 450 МПа; = 250 МПа;

, – коефіцієнти концентрації напружень.

Коефіцієнти концентрації напружень i вибирають залежно від механічних характеристик матеріалу вала та форми концентратора напружень. Якщо у перерізі вала є кілька концентраторів напружень, то для розрахунків беруть той, для якого i бiльшi (див. табл. 11.2)

Таблиця 11.2 – Коефіцієнти , для валів зі шпонковими пазами

, МПа	Паз, виконаний пальцевою фрезою,	Паз, виконаний дисковою фрезою,
500	1,6	1,4	1,4
700	1,9	1,55	1,7
900	2,15	1,7	2,05
1200	2,5	1,9	2,4

Таблиця 11.3 – Коефіцієнти концентрації напружень i