колесо:
В
4.9 Перевірочний розрахунок валів на втомну міцність
Перевірочний розрахунок валів виконують на спільну дію згину і кручення шляхом визначення коефіцієнтів запасу міцності в небезпечних перетинах вала і порівняння їх з допускаються значенням Рекомендується приймати = 1,5 -2,5. Коефіцієнт запасу міцності визначають за формулою:
(4.78)
де
- коефіцієнти запасу міцності відповідно по вигину і крученню.
Коефіцієнти запасу міцності визначають окремо для швидкохідних і тихохідних валів в наступній послідовності:
Вибираємо матеріал (див. п.6.1. [1]) вибираємо марку Сталь 40Х
Визначаємо за розрахунковою схемою (див. п. 7.1. [1]) небезпечне перетин валу (там, де поєднуються максимальні значення згинальних і крутних моментів)
Визначають коефіцієнт запасу міцності по вигину в припущення, що напруги змінюються по симетричним циклом:
; (4.79)
де
- межа витривалості при згині з симетричним циклом: для вуглецевих сталей G-1 = 0.355 Gв + (70-120), де Gв-межа міцності матеріалу вала (див. табл.2.1 [1]) Gв = 1000 МПа
G-1 = 0.35 Г— 1000 +100 = 450МПа,
- амплітудне напруга вигину
(4.80)
Мі - згинальний момент у небезпечному перерізі (Н Г— мм)
(4.81)
W = 0.1d3 (4.82)
= 2.8 - ефективний коефіцієнт концентрації нормальних напружень ([1] табл. 7.8.)
= 0.59 - масштабний фактор ([1] табл. 7.9.
= 1 - враховує спосіб зміцнення поверхонь (без поверхневого зміцнення).
Опрделяют коефіцієнт запасу міцності по крученню для випадку пульсуючого циклу як найбільш часто застосовуваного (нереверсивна передача):
(4.83)
де
t-1 - межа витривалості при крученні.
t-1 = (0.2-0.3) GB
GB - табл. 2.1. [1]
ta - амплітудне напруга кручення.
(4.84) ​​
де
TМ - середня напруга циклу.
Т - крутний момент (Н Г— мм)
Wp - полярний момент опору (мм3)
Wp = 0.2d3 - для круглого перерізу.
В
для круглого перерізу зі шпонковим пазом. (4.47)
Kt - ефективний коефіцієнт концентрації при крученні ([1] табл. 7.8.)
Kd - масштабний фактор ([1] табл. 7.9.)
KV - враховує спосіб зміцнення поверхні, для валів без поверхневого зміцнення KV = 1
yt - враховує асиметрію циклу. yt = 0.1 - для легованих сталей.
Визначають загальний коефіцієнт запасу міцності в небезпечному перерізі:
(4.85)
У тому випадку, коли умова міцності не виконується, необхідно вибрати більш міцну сталь або внести необхідні зміни в конструкцію валу.
Розрахунок вала вхідного:
Н Г— мм
Kd = 0.59
KV = 1
KG = 2.8 = 0.1 Г— 703 = 34300 мм3
В
t-1 = 0.25 Г— 1000 = 250 = 120.61 Н Г...
