31. Расчетная нагрузка. Коэффициент концентрации и динамичности нагрузки.

За расчет. нагрузку принимают max значение уд. нагрузки, распределенной по линии контакта зубьев: q=F_nK/l_Σ, где F_n – нормал. сила в зацеплении, К=К_βK_v – коэф. расчетной нагрузки, К_β – коэф. концентрации нагрузки, K_v – коэф. динамич. нагрузки; l_Σ - суммарная длина линии контакта зубьев. К_β=q_max/q_ср, где q_ср – ср. интенсивность нагрузки. Для оценки К_β исп. графики. K_v=1+q_V/q, где q_V – уд. динамич. нагрузка, q – уд. расчет. рабочая нагрузка в зоне её наиб. концентрации. Оценивают по таблицам.

32. Валы и оси. Общие сведения.

Валы и оси - предназначены для поддержания детали вращения. Отличие: вал передает вращ. момент, оси - нет -> разные подходы в расчетах. Проект. расчет валов ведут из условия прочности на кручение, осей - на изгиб. Валы различают: прямые, коленчатые (возвратно-поступат. движ-я, в ДВС) и гибкие (стоматологи). Конструкции валов и осей: гладкие, ступенчатые (закрепление деталей или самого вала в осевом направлении), сплошные и полые (для ↓ массы, пропуска др. детали, для подвода масла). Выбор материала валов завис. от условий работы, в основном малоуглеродистые стали 35, 40.

33. Проектный расчет валов.

Валы рассчитывают на прочность, жесткость и вибростойкость. Основные нагрузки – моменты крутящий Т и изгибающий Ми. Первоначально известен только крутящ. момент. Проектный расчет: 1. Опр. min допустимый диаметр вала из условия прочности а кручение: d_min≥⁽³⁾√(Tк/0,2[τ]), где [τ] – доп. касат. напряжение, реком. 10…20МПа; 2. Конструирование формы вала: d1y=d1+2t, d1п=d1y, d1ш=d1п+2t, позвол. установить линейн .размеры вала и расстояние м/у точками приложения внеш. сил; 3. Проверочный расчет выбранной конструкции на усталостную прочность - определение коэф. запаса прочности в опас. сечении вала -> строим эпюры изгиб. моментов; а) коэф. запаса прочности по σ при изгибе: n_σ=σ_-1/[(K_σ/K_dK_F)σ_a+ψ_σσ_w], где σ_-1 – предел выносливости стали при симметрич. цикле изгиба, Kσ – эффективный коэф. концентрации нормал. напряжений, K_d – масштабный фактор, К_F – фактор шероховатости при симметрич. цикле, σ_a=σmax=М_опас/Wz=М_опас/0,1d³ – амплитуда цикла σ, σ_w – ср. напряжение цикла σ, для симметрич. цикла нагружения σ_w=0, ψ_σ – коэфф., корректирующий влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости; б) коэф. запаса прочности по τ при кручении: n_τ=τ_-1/[(K_τ /K_dK_F)τ_a+ψ_ττ_w], где τ_-1 – предел выносливости стали при симметрич. цикле кручения, K_τ – эффектив. коэф. концентрации τ, τ_a=τ_max/2=Т₂/W_р=Т₂/0,2·2·d³ – амплитуда цикла τ, ψ_τ – коэф., учитывающий чувствительность материала к асимметрии цикла; в) общий коэф. запаса прочности: n≥n_σn_τ/√(n_σ²+n_τ²), n≥[n]=1,5…3.

34. Проверочный расчет валов на усталостную прочность.

Расчет вып. в форме проверки коэф. S запаса прочности, [S]=1,5…2. Для опас.сечений: S=S_σS_τ/√[S²_σ+S²_τ]≥[S], S_σ=σ_-1/[σ_aK_σ/(K_dK_F)+ψ_σσ_m] – запас сопротивления усталости по изгибу, S_τ=τ_-1/[τ_aK_τ/(K_dK_F)+ψ_ττ_m] – по кручению, где σ_a, τ_a – амплитуды переменных составляющих циклов напряжений, σ_m, τ_m – постоянные составляющие (σ_m=0 при симм. цикле), ψ_σ, ψ_τ – коэф., корректир.влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости, σ_-1, τ_-1 – пределы выносливости, K_d – масштаб.фактор, К_F – фактор шероховатости, K_σ, K_τ – эффектив. коэф. концентрации напряжений при изгибе и кручении.