
- •Содержание
- •1.2. Построение эпюр внутренних силовых факторов
- •1.2.3. Изгиб в вертикальной плоскости yx
- •1.2.4. Изгиб в горизонтальной плоскости zx
- •1.2.5. Построение эпюры суммарных изгибающих моментов
- •1.3. Расчёт диаметра вала
- •2. Расчёт вала на жёсткость
- •2.2. Расчёт углов поворотов в опорах
- •Горизонтальная плоскость
- •2.3. Расчёт на изгибную жёсткость. Уточнение диаметра вала
- •3. Расчёт вала на усталостную прочность.
- •3.1 Выбор типа соединения в опасном сечении вала
- •3.2. Определение числа расчётных сечений и концентраторов напряжений
- •3.3 Расчёт характеристик цикла для нормальных и касательных напряжений в расчётных сечениях
- •3.4 Выбор коэффициентов, учитывающих концентрацию напряжений, размеры вала, качество обработки поверхности, упрочняющую технологию
- •3.5. Расчёт коэффициента запаса усталостной прочности
- •3.6. Расчёт коэффициента запаса усталостной прочности. Проверка прочности.
- •4.Расчет на прочность плоской статически неопределимой рамы.
3.3 Расчёт характеристик цикла для нормальных и касательных напряжений в расчётных сечениях
В сечении С действуют:
нормальная сила N = 700 Н;
изгибающий момент МИ = 468 Н·м;
крутящий момент Т = 220 Н·м.
На
внешних волокнах вала возникают
наибольшие нормальные напряжения от
изгиба
,
от сжатия
,
а также касательные напряжения
.
При этом, согласно условию задачи,
нормальные напряженияσ
меняются по асимметричному циклу с
амплитудой σА
= σИ
и средним напряжением σM=
σN,
касательные напряжения –
по пульсирующему циклу с амплитудным
и средним
напряжениями (τА
= τМ).
Нормальные максимальные и минимальные
напряжения определим как σmax
= σИ
+ σN,
σMIN
= σИ
–
σN
соответственно.
Определим геометрические характеристики сечений и характеристики циклов переменных напряжений.
Сечение 1 – 1. Для диаметра d = 66 мм.
Площадь
;
Осевой момент сопротивления
;
Полярный момент сопротивления
.
Так как в сечении
,
то
Касательные напряжения
Сечение 2 – 2. Для диаметра d = 70 мм.
Площадь
;
Осевой момент сопротивления
;
Полярный момент сопротивления
.
Так как в сечении:
, то
Тогда касательные напряжения
Сечение 3 – 3. Для диаметра d = 57,6 мм.
Площадь
;
Осевой момент сопротивления
;
Полярный момент сопротивления
.
Так как в сечении
,
то
Касательные напряжения
3.4 Выбор коэффициентов, учитывающих концентрацию напряжений, размеры вала, качество обработки поверхности, упрочняющую технологию
Определим коэффициенты, учитывающие концентрацию напряжений, размеры вала, качество обработки поверхности для сечения.
Сечение 1 – 1. Галтельный переход.
Эффективные коэффициенты концентрации напряжений
Для d1/d = 66/60 = 1,1
r/d = 6/60 = 0,1
σВ = 1175 МПа;
находим:
kσ = 1,95, kτ = 1,57. (c.682) [3]
Значение масштабного фактора для диаметра опасного сечения d=66 εσ = ετ = 0,68
Ккоэффициент качества поверхности
Галтельный
переход обрабатывают тонким точением.
Следовательно, при σВ
= 1175 МПа,
так как
,токоэффициент
качества поверхности
Сечение 2 – 2.
Эффективные коэффициенты концентрации напряжений
Для d = 60 и σВ = 1175 МПа;
находим:
kσ = 2,175, kτ = 2,075. (c.682) [3]
Значение масштабного фактора для диаметра опасного сечения d=60 εσ = ετ = 0,52
Коэффициент качества поверхности
Паз
под шпонку выполняется точением фрезой.
Сделаем вывод о том, что образец
обрабатывается грубым точением.
Следовательно,
при σВ
= 1175 МПа ,
так как
,токоэффициент
качества поверхности
Сечение 3 –3. Кольцевая выточка
Эффективные коэффициенты концентрации напряжений
Для t/r = 1.2/0.35 =3.4
r/d = 0.35/57.6 = 0.01.
σВ = 1175 МПа;
находим:
kσ = 1.64, kτ = 1.38. (c.682) [3]
Значение масштабного фактора для диаметра опасного сечения d=66 εσ = ετ = 0,5
Коэффициент качества поверхности
Проточки
под стопорные кольца обрабатываются
тонким точением. Следовательно при σВ
= 1175 МПа ,
так как
,токоэффициент
качества поверхности