і дотичних напруг.
Коефіцієнти запасу міцності за нормальними напруженням (визначаємо за формулою:
;
де? -1 = 2,6 В· 108 Па - межа витривалості для симетричного циклу;
? у = 5,6 В· 108 Па - тимчасовий опір матеріалу на розтяг;
? n - коефіцієнт, що враховує стан поверхні (для полірованого валу? n = 1);
? а = M/W = 32M /? d3 - амплітуда циклу;
? m = N/F = 4N /? d2 - середня напруга циклу;
Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням визначаємо за межею текучості як:
= ? T/ ? < span align = "justify"> m *,
де ? m * = Мк/Wp = 16Мк/ ? d 3;
? T = 200 МПа - межа текучості.
При визначенні дотичних напружень враховуємо виникнення місцевих напружень в перетинах 1-1 ... 6-6. Внаслідок цього значення ? m, збільшуємо на величину коефіцієнта kt, значення якого для перерізів, в яких концентратори - шпонкові канавки - беремо з табл. 5.1 [1]; для перерізів, концентратори в яких - галтелі - вибираємо по рис.14 [1] для заданих відносин r/d.
? m = ? m * В· kt, nT = ? T/ ? m.
Отримані значення коефіцієнтів запасу, і n для заданих перерізів зводимо в таблицю 2.
Значення коефіцієнтів запасу n?, n? і n для заданих перерізів
Таблиця 2
В
З наведених у таблиці значень видно, що найбільш небезпечним перетином є перетин 5, де коефіцієнт запасу втомної міцності найменший і дорівнює n = 1,37.
6. Перевірка жорсткості валу
Умова жорсткості валу:
,
де - дозволений кут закручування,
- відносний кут закручування.
Приймаються = 2 В°/м.
Повний кут закручування:
,
де Jp =? d4/32 - полярний момент інерції поперечного перерізу;
li - довжина i-го ділянки вала.
Значення Jp, li
Таблиця 3
В
Таким чином,
5,48 В· 10-3 радий,
або
? = 5,48 В· 10-3 В· 180 /? = 0,31 В°. p> Повна довжина валу L = 47,25 см, тому відносний кут закручування на метр довжини валу? = 0,31 В· 100/47, 25 = 0,665 В°? [?]. Умова жорсткості забезпечено. br/>
7. Розрахунок крутильних коливань
Коефіцієнт податливості розрахуємо як
,
9,6 В· 10-6.
Кругова частота коливань
рад/с.
частота коливань
Гц.
Максимальне значення кута взаємного повороту коліс при крутильних коливаннях:
радий.
З урахуванням коливань кут закручування валу дорівнює:
радий.
Дотичні напруження з урахуванням крутильних коливань:
.
У найбільш навантаженому перерізі вала 5-5? m max = 53,44 МПа
МПа. br/>
Визначаємо коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням з урахуванням крутильних коливань вала:
. br/>
Раніше коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням складав. Таким чином, облік крутильних коливань призведе до зниження коефіцієнта запасу міцності на
%.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Методичні вказівки до курсової роботи.
2. А.Г. Горшков, В.М. Трошин, В.І. Шалашілін. Опір матеріалів. М., Вид. ФІЗМАЛІТ, 2002 р.
. А.В. Александров, В.Д. Потапов, Б.П. Державін. Опір матеріалів. М., В.Ш., 2003 р.
