Детали машин проект по модулю проектирование ступенчатого редуктора. Детали машин Проект по модулю. Задание на проектирование 6 Исходные данные 7

• Название: Задание на проектирование 6 Исходные данные 7
• Анкор: Детали машин проект по модулю проектирование ступенчатого редуктора
• Дата: 23.10.2022
• Размер: 1.97 Mb.
• Имя файла: Детали машин Проект по модулю.docx
• Тип: Документы; #750156
• страница: 11 из 12

4.6 Расчет вала на усталостную прочность

Расчет вала на усталостную прочность производится по причине цикличности напряжений.

4.6.1 Быстроходный вал

По эпюрам изгибающих моментов определим, что опасным сечением, в котором действует наибольший изгибающий момент и имеется концентратор напряжения (посадка с натягом), является сечение подшипника A. Для данного сечения:
, , , , Концентратор напряжений: .

Необходимо определить коэффициент запаса прочности [2, с. 88]:

где – допускаемый коэффициент запаса прочности, – коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Значения определяют по формулам:

где и – пределы прочности материала при симметричном цикле изгиба и кручения, и – амплитуды напряжений цикла, и – средние напряжений цикла, и – коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали, и – коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла.

Для определения коэффициентов и воспользуемся формулой:

где и – эффективные коэффициенты концентрации напряжений, и – коэффициенты влияния размера поперечного сечения вала, – коэффициент влияния шероховатости поверхности, – Коэффициент влияния упрочнения.

Величина определяются как некоторая доля от предела прочности выбранного материала [2, с. 89], для стали 40Х (легированной) с улучшением:





Определим амплитудное значение цикла напряжений

где – суммарный изгибающий момент в опасном сечении, – осевой момент сопротивления сечения.

Для сечения вала, проходящего через центр подшипника A осевой момент сопротивления равен:



Тогда напряжение изгиба будет равно:



Среднее значение цикла напряжений вычисляется по следующей формуле:

где – нормальная сила, действующая на сечение вала, – площадь опасного сечения.

В данном случае нормальная сила в опасном сечении отсутствует, следовательно среднее значение цикла напряжений равно нулю и цикл остается симметричным относительно нуля. Получаем следующее:



Коэффициенты чувствительности определим по следующим формулам:





Отношение определяется по пределу прочности материала и диаметру рассматриваемого сечения [2, табл. 7.5]. Для , .

Коэффициент влияния шероховатости поверхности определяем по способу обработки поверхности и пределу прочности материала [2, табл.5.5]. Для данного случая , при этом .

Коэффициент влияния упрочнения , так как никаких видов упрочняющей обработки не предполагается.

Определим коэффициент :



Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:



Определим касательные напряжения, действующие в сечении:

где – крутящий момент, действующий на сечение, – полярный момент сопротивления сечения.





По заданию данный привод не предполагает реверс, поэтому цикл перемен касательных напряжений будет отнулевым, следовательно:



Отношение определяется следующей формулой:



Определим коэффициент :



Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:


Тогда коэффициент запаса прочности будет равен:

4.6.3 Тихоходный вал

По эпюрам изгибающих моментов определим, что опасным сечением, в котором действует наибольший изгибающий момент и имеется концентратор напряжения (посадка с натягом), является сечение подшипника D. Для данного сечения:
, , , , Концентратор напряжений: .

Необходимо определить коэффициент запаса прочности [2, с. 88]:



Значения определяют по формулам:



Для определения коэффициентов и воспользуемся формулой:







Определим амплитудное значение цикла напряжений



Для сечения вала, проходящего через центр подшипника D осевой момент сопротивления равен:



Тогда напряжение изгиба будет равно:



Среднее значение цикла напряжений вычисляется по следующей формуле:



В данном случае нормальная сила в опасном сечении отсутствует, следовательно среднее значение цикла напряжений равно нулю и цикл остается симметричным относительно нуля. Получаем следующее:



Коэффициенты чувствительности определим по следующим формулам:





Отношение определяется по пределу прочности материала и диаметру рассматриваемого сечения [2, табл. 7.5]. Для , , с использованием линейной интерполяции.

Коэффициент влияния шероховатости поверхности определяем по способу обработки поверхности и пределу прочности материала [2, табл.5.5]. Для данного случая , при этом .

Коэффициент влияния упрочнения , так как никаких видов упрочняющей обработки не предполагается.

Определим коэффициент :



Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:



Определим касательные напряжения, действующие в сечении:

где – крутящий момент, действующий на сечение, – полярный момент сопротивления сечения.





По заданию данный привод не предполагает реверс, поэтому цикл перемен касательных напряжений будет отнулевым, следовательно:



Отношение определяется следующей формулой:



Определим коэффициент :



Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:


Тогда коэффициент запаса прочности будет равен: