Надежность технологического оборудования. Климов А.М - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Задача 20 Требуется спроектировать новый элемент. Анализ напряжений показал, что элемент испытывает растягивающее на-
пряжение. Нагрузка меняется, и растягивающее напряжение имеет нормальное распределение с математическим ожиданием
t
σ
, МПа
и средним квадратическим отклонением
t
S , МПа. Производственные операции вызывают остаточное сжимающее напряжение, имею-
щее нормальное распределение с математическим ожиданием
c
σ
, МПа и средним квадратическим отклонением
c
S , МПа. Анализ
прочности элемента показал, что среднее значение эффективной прочности составляет
S
σ
, МПа. Рассчитать максимальное значение
среднего квадратического отклонения прочности, при котором гарантируется, что вероятность безотказной работы элемента не ока-
жется меньше
P.
Исходные данные для расчета представлены в табл. 27 приложения.
РАСЧЕТЫ НАДЕЖНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ОТДЕЛЬНЫХ ГРУПП
Надежность соединений с натягом
Актуальность расчета надежности соединений с натягом вызывается большим рассеянием: натягов, образуемых как разность двух
больших близких размеров – диаметров вала и отверстия; коэффициентов трения, зависящих от многих факторов – состояния поверх-
ности, оксидных пленок, случайного попадания масла, а также внешних нагрузок.
В качестве примера, хорошо иллюстрирующего вариант соединения с натягом, рассмотрим соединение вала и ступицы зубчатого
колеса (рис. 17).
1 Среднее значение натяга N (мкм) равно разности средних значений отклонений вала e и отверстия
E
, которые в системе от-
верстия можно выразить через табличные значения допусков диаметров вала
e
t , отверстия
E
t (табл. 28 приложения) и нижнее откло-
нение диаметра вала
ei (табл. 29 приложения):
(
)
Ee
tt,eiEeN −+=−= 50.
Среднее квадратическое отклонение
N
S натяга
22
6
1
EeN
ttS +=
.
Тогда коэффициент вариации
N
υ
натяга
N
S
N
N
=υ
.
При изготовлении вала и отверстия по одинаковым квалитетам точности
e
t
=
E
t
= t
eiN =
,
ei
t
ei
t
N
236,0
6
2
==υ .
2 Поправку на обмятие микронеровностей (мкм) рассчитываем как сумму высот микронеровностей посадочных поверхностей
1z
R и
2z
R :
(
)
21
2,1
zz
RRu
+
=
,
где
1z
R
,
2z
R
– определяются по табл. 30 приложения в зависимости от посадки и размеров деталей.
3 Безразмерный коэффициент, определяющий соотношение геометрических размеров (диаметра) вала и зубчатого колеса, рас-
считывается как
2
2
1
1
−
+
=ψ
D
d
D
d
,
где
d – диаметр вала, мм; D – диаметр зубчатого колеса, мм.
4 Среднее значение давления на посадочной поверхности для соединения сплошного вала со ступицей с наружным диаметром
D, мм, из материалов с одинаковым модулем упругости Е, МПа, и одинаковым коэффициентом поперечного сжатия определяется как
(
)
()
ψ+
⋅−
=
−
1
10
3
d
EuN
p
.
5 Коэффициент вариации давления на посадочной поверхности
−
υ=υ
N
u
Np
1
1
.
6 Расчет надежности соединения зубчатого колеса и сплошного вала по критерию прочности сцепления.
6.1 Среднее значение предельного по прочности сцепления момента рассчитывается по средним значениям давления на посадочной
поверхности и коэффициента трения как
K
fpldT
1
105,0
23
lim
π⋅=
−
,
где
l – длина посадочной поверхности, мм; f – среднее значение коэффициента трения; K – коэффициент, учитывающий уменьше-
ние давления контакта со временем.
6.2 Коэффициент вариации предельного по прочности сцепления момента рассчитывается в зависимости от коэффициентов ва-
риации давления
p
υ и коэффициента трения
f
υ

Страницы