В опасном сечении вала A действуют: нормальная сила N =0 ; изгибающий момент Ми = 0 и крутящий момент Т = 0,39 кН · м. В точках сечения возникают нормальные напряжения от изгиба и = Ми/Wос, а также касательные напряжения max = T/Wp. При этом нормальные напряжения меняются по асимметричному циклу с
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 0623 000 РР |
Сечение 1-1. Для диаметра d = 0,079 мм:
Так как в сечении:
Касательные напряжения:
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 0623 000 РР |
Сечение 2-2. Для диаметра d = 0,075 мм:
Так как в сечении:
Касательные напряжения:
Сечение 3-3. Для диаметра d = 0,072 мм:
Так как в сечении:
Касательные напряжения:
В опасном сечении вала B действуют: нормальная сила N =0,82 кН; изгибающий момент Ми = 0,83 кН · м и крутящий момент Т = 0,39 кН · м. В точках сечения возникают нормальные напряжения от изгиба и = Ми/Wос, а также касательные напряжения max = T/Wp. При этом нормальные напряжения меняются по асимм
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 0623 000 РР |
Определим геометрические характеристики сечения и характеристики циклов переменных напряжений.
Сечение 1-1. Для диаметра d = 0,079 мм:
Так как в сечении:
Касательные напряжения:
Сечение 2-2. Для диаметра d = 0,075 мм:
Так как в сечении:
Касательные напряжения:
Сечение 3-3. Для диаметра d = 0,072 мм:
Так как в сечении:
Касательные напряжения:
3.4. Выбор коэффициентов, учитывающих концентрацию напряжений, размеры вала, качество обработки поверхности, упрочняющую технологию.
Примем коэффициенты чувствительности материала марки стали 15ХС к асимметрии цикла по нормальным и касательным напряжениям соответственно ψσ = 0,2 ; ψτ = 0,1 [3, c. 591].
Определим коэффициенты, учитывающие концентрацию напряжений, размеры вала, качество обработки поверхности для сечения A.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 0623 000 РР |
Сечение 1-1: галтельный переход. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений (при d1/d=82,5/75 =1,1, r/d=7,5/75=0,1) kσ = 1,45, kτ = 1,18 [4, c. 607]. Значение масштабного фактора εσ = ετ = 0,69 [4, c. 612], при d = 0,079 мм.
Галтельный (радиусный) переход обрабатывают тонким точением [3]. Следовательно, при σВ =420 МПа, коэффициент качества поверхности βш=0,7 [3, c. 589].
Сечение 2-2: посадка колеса с натягом. Подшипники устанавливаются на вал по прессовой посадке. При этом эффективные коэффициенты концентрации напряжений kσ=kτ=2,8 [5, c.98]. Значение масштабного коэффициента εσ = ετ = 0,69 [4, c. 612], при d = 0,075 мм. Посадочную поверхность считаем шлифованной, следовательно, коэффициент качества поверхности βш=0,82 [3, c. 589].
Определим коэффициенты, учитывающие концентрацию напряжений, размеры вала, качество обработки поверхности для сечения B.
Сечение 1-1: галтельный переход.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 0623 000 РР |
Галтельный (радиусный) переход обрабатывают тонким точением [3]. Следовательно, при σВ =420 МПа, коэффициент качества поверхности βш=0,7 [3, c. 589].
Сечение 2-2: посадка подшипника с натягом. Подшипники устанавливаются на вал по прессовой посадке. При этом эффективные коэффициенты концентрации напряжений kσ = 4,9, kτ=3,69 [5,c.98]. Значение масш
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 0623 000 РР |
Сечение 3-3. кольцевая выточка. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений (при t/r = 1,5/0,35 =5,43, r/d=0,35/75=0,37) kσ = 1,64, kτ = 1,38 [4, c. 608]. Значение масштабного коэффициента εσ = ετ = 0,69 [4, c. 612], при d = 0,072 мм.
Проточки под стопорные кольца обрабатывают тонким точением, следовательно, коэффициент качества обработки поверхности βш=0,7 [3, c. 589].
3.5. Расчет коэффициента запаса усталостной прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Сечение A . Так как в опасном сечении А действует только крутящий момент Т то расчет на усталостную прочность ведется только по касательным напряжениям. Запасы прочности рассчита
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 0623 000 РР |
Сечение 1-1:
Сечение 2-2:
Сечение B . Запасы прочности по нормальным и касательным напряжениям рассчитаем по формулам (3.19)
Сечение 1-1:
Сечение 2-2:
Сечение 3-3:
3.6. Расчет коэффициен
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 0623 000 РР |
Эквивалентный запас прочности, соответствующий плоскому напряженному состоянию, произведем по формуле:
.
Допускаемое значение запаса прочности примем [n]=1,75. Условие усталостной прочности запишем в виде:
n [n].
Выполним расчет эквивалентного запаса прочности.
В сечении A :
В 1-1: n1 = nτ1 = > [n] = 1,75,
В 2-2: n2 = nτ2 = > [n] = 1,75.
Следовательно, в рассматриваемых сечениях условие усталостной прочности выполняется.
В сечении B :
В 1 -1:
В 2 -2:
В 3 -3:
Таким образом, условие усталостной прочности во всех сечениях выполняется.
Вывод: анализ результатов показывает, что при d = 75 мм обеспечивается статич
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 0623 000 РР |
Дата: 2019-05-28, просмотров: 235.