Расчет тихоходного вала на усталостную выносливость

Сечение I–I (точка С). Этот расчет ведут по формуле:

S = ≥ [ S ];

Определение S _σ и S _τ см.выше.

Для стали……….: σ_-1 = МПа, τ_-1 = МПа, σ _Т = МПа,

σ _в = МПа, ψ_σ =, ψ_τ = (табл. 5).

В сечении I–I (точка С) концентратором напряжений является натяг от установки внутреннего кольца подшипника. Коэффициент концентрации напряжений при установке внутреннего кольца подшипника с натягом определяется (по табл. 7) в зависимости от диаметра d и σ _в как отношение .

При d ₆ = мм и σ _в = МПа это отношение =,

а =

Таблица 7

Значения коэффициента и для валов в местах установки деталей с натягом

d, мм	при s в, МПа	при s в, МПа
	2,6	2,9	3,3	3,6	4,0	1,5	1,7	2,0	2,2	2,4
	2,67	3,0	3,4	3,75	4,15	1,57	1,77	2,05	2,25	2,5
	2,75	3,1	3,5	3,9	4,3	1,65	1,85	2,1	2,3	2,6
	2,82	3,2	3,6	4,0	4,4	1,7	1,90	2,15	2,35	2,65
	2,9	3,3	3,7	4,1	4,5	1,75	1,95	2,2	2,4	2,7
	2,95	3,35	3,77	4,17	4,6	1,77	1,97	2,25	2,45	2,75
	3,0	3,4	3,85	4,25	4,7	1,8	2,0	2,3	2,5	2,8
	3,05	3,45	3,92	4,32	4,77	1,82	2,05	2,35	2,55	2,85
	3,1	3,5	4,0	4,4	4,85	1,85	2,1	2,4	2,6	2,9

Амплитуда нормальных напряжений в точке С:

σ _аС = σ _{из г С} = = МПа.

Амплитуда касательных напряжений в точке С:

τ _аС = = МПа.

σ _т = 0 при нереверсивной работе редуктора.

Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости при чистовом шлифовании можно принимать K_F = 0,91

Коэффициент запаса прочности в точке С по нормальным напряжениям:

S _{σ С} = =.

Коэффициент запаса прочности в точке С по касательным напряжениям (учитывая, что τ _m = 0,5τ _а):

S _{τ С} = =.

Общий коэффициент запаса прочности в точке С при расчете на усталостную выносливость:

S_С = = =

при [ S_T ] = 1,5…2.

Условие прочности соблюдается.

Сечение II–II. (Точка В) В этом сечении концентратором напряжений является шпоночный паз с параметрами b = мм, h = мм, t ₁ = мм для диаметра d ₇ = мм (табл. 6)

Для стали…………: σ _в = МПа, при нарезании шпоночного паза концевой фрезой К _σ = (табл. 8),
К _τ = (табл. 8), масштабный фактор К_d = (табл. 9). Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости, К_F = 0,91 при чистовом шлифовании.

Таблица 8

Значения коэффициентов К_s и К_t для валов с одним
шпоночными пазом

σ в, МПа	К σ при выполнении паза фрезой	Кτ
Концевой	Дисковой
	1,8 2,0 2,2	1,5 1,55 1,7	1,4 1,7 2,05

Таблица 9

Значения коэффициента K_d в зависимости от выбранного материала и диаметра вала

Напряженное состояние и материал	Kd при диаметре вала d, мм
Изгиб для углеродистой стали	0,92	0,90	0,88	0,86	0,85	0,83	0,81	0,79	0,78	0,77	0,76
Изгиб для легированной стали Кручение для всех сталей	0,83	0,80	0,77	0,75	0,73	0,71	0,70	0,68	0,67	0,66	0,65

Амплитуда нормальных напряжений в точке В:

σ _аВ = σ _{изг В} = = МПа.

Амплитуда циклов касательных напряжений в точке В:

τ _а = = МПа.

Коэффициент запаса прочности в точке В по нормальным напряжениям:

S _{σ В} = =.

Коэффициент запаса прочности в точке В по касательным напряжениям:

S _{τ В} = =.

Общий коэффициент запаса прочности в точке В при расчете на усталостную выносливость:

S_В = =

при [ S ] = 1,5…2.

Условие прочности соблюдается.

Дата добавления: 2017-02-01