Расчеты деталей машин. Пантелеев В.Ф. - 105 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

- 105 -
)0(,
11
1
azzRM
AX
X
Z
=
;
мНaRMM
AX
X
aZ
X
Z
====
==
3,461,0463;0
11
0
;
)0(,
22
2
bzzRM
BX
X
Z
= ;
мНbRMM
BX
X
bZ
X
Z
====
==
6,50915,03397;0
22
0
.
в вертикальной плоскости (см. рис. 6.7, в):
)0(,
33
3
azzRM
AY
Y
Z
= ;
мНaRMM
AY
Y
aZ
Y
Z
====
==
6211,06210;0
33
0
.
изгибающие моменты от силы
M
F (см. рис. 6.7, г):
)0(,
44
4
czzFM
M
M
Z
=
мНCFMM
M
M
CZ
M
Z
====
==
8,2201,02208;0
44
0
изгибающий момент в сечении С (под колесом):
мНaRM
AM
M
C
=== 3,881,0883 .
8. Суммарный изгибающий момент в сечении под колесом (сечение
Снаиболее нагруженное)
()()
мНMMMM
M
C
Y
C
X
CC
=++=++= 6,8913,886216,509
22
22
9. Принимаем: материал валасталь Ст. 5 (табл. 6.1);
0,0;130,220,520
11
=
=
=
==
τσ
ψ
ψ
τ
σ
σ
МПаМПаМПа
в
; механическая об-
работка вала - тонкая обточка; вал не подвергается поверхностному упроч-
нению.
10. Расчёт на сопротивление усталости.
Для опасного сечения вала (сечение С) расчетный коэффициент за-
паса прочности определяется по формуле (6.8), а коэффициенты
σ
S и
τ
S по
формулам (6.10) и (6.11) соответственно:
,,
11
aD
L
aD
L
к
к
S
к
к
S
τ
τ
σ
σ
τ
τ
σ
σ
=
=
т.к. 0
=
=
τσ
ψ
ψ
.
Коэффициент долговечности
9
6
104
E
L
N
K
=
,
где
6999
23
9
121
107,6)6,03,08,05,02,0(170821,2460)(60 =++=++=
βαβαα
hE
LnN ;
т. к.
6
104 >
E
N , то 1=
L
K .
Суммарные коэффициенты
D
K
σ
и
D
K
τ
определяются по формулам
(6.20). В этих формулах значения эффективных коэффициентов концен-
трации напряжений
σ
K и
τ
K зависят от вида концентраторов напряжений.
В месте посадки колеса на вал имеется два типа концентраторов (рис. 6.8):
ступенчатый переход с галтелью и шпоночная канавка. Для этих концен-
траторов по табл. 6.3 и 6.4 находим значения
σ
K и
τ
K :
для ступенчатого перехода с галтелью (
ммt 5
=
, ммr 5,2
=
приняты по
рекомендациям на странице 98):
         M ZX1 = − R AX ⋅ z1 , (0 ≤ z1 ≤ a ) ;
         M ZX1 =0 = 0; M ZX1 = a = − R AX ⋅ a = −463 ⋅ 0,1 = −46,3Н ⋅ м ;
         M ZX2 = − R BX ⋅ z 2 , (0 ≤ z 2 ≤ b) ;
         M ZX2 = 0 = 0; M ZX2 = b = − RBX ⋅ b = −3397 ⋅ 0,15 = −509,6 Н ⋅ м .
        в вертикальной плоскости (см. рис. 6.7, в):
        M ZY = − RAY ⋅ z3 , (0 ≤ z3 ≤ a ) ;
              3


         M   Y
             Z3 =0   = 0; M ZY3 = a = − RAY ⋅ a = −6210 ⋅ 0,1 = −621Н ⋅ м .
        изгибающие моменты от силы FM (см. рис. 6.7, г):
         M ZM4 = − FM ⋅ z4 , (0 ≤ z4 ≤ c)
         M ZM4 = 0 = 0; M ZM4 = C = − FM ⋅ C = −2208 ⋅ 0,1 = −220,8 Н ⋅ м
      изгибающий момент в сечении С (под колесом):
      M CM = − RAM ⋅ a = −883 ⋅ 0,1 = −88,3Н ⋅ м .
      8. Суммарный изгибающий момент в сечении под колесом (сечение
С – наиболее нагруженное)
         MC =         (M ) + (M )
                          X 2
                          C
                                   Y 2
                                   C     + M CM = 509,62 + 6212 + 88,3 = 891,6 Н ⋅ м
      9. Принимаем: материал вала – сталь Ст. 5 (табл. 6.1);
      σ в = 520МПа, σ −1 = 220МПа,τ −1 = 130МПа;ψ σ = 0,ψ τ = 0 ; механическая об-
работка вала - тонкая обточка; вал не подвергается поверхностному упроч-
нению.
      10. Расчёт на сопротивление усталости.
      Для опасного сечения вала (сечение С) расчетный коэффициент за-
паса прочности определяется по формуле (6.8), а коэффициенты Sσ и Sτ по
формулам (6.10) и (6.11) соответственно:
                  σ −1 ⋅ к L       τ ⋅к
         Sσ =                , Sτ = −1 L , т.к. ψ σ = ψ τ = 0 .
                  кσD ⋅ σ a        кτD ⋅ τ a
        Коэффициент долговечности
                      4 ⋅ 10 6
         KL = 9                ,
                        NE
        где
N E = 60 ⋅ n ⋅ Lh (α 1 + α 2 β 19 + α 3 β 29 ) = 60 ⋅ 24,1 ⋅ 17082(0,2 + 0,5 ⋅ 0,8 9 + 0,3 ⋅ 0,6 9 ) = 6,7 ⋅ 10 6 ;
       т. к. N E > 4 ⋅ 10 6 , то K L = 1 .
       Суммарные коэффициенты K σD и K τD определяются по формулам
(6.20). В этих формулах значения эффективных коэффициентов концен-
трации напряжений K σ и K τ зависят от вида концентраторов напряжений.
В месте посадки колеса на вал имеется два типа концентраторов (рис. 6.8):
ступенчатый переход с галтелью и шпоночная канавка. Для этих концен-
траторов по табл. 6.3 и 6.4 находим значения K σ и K τ :
       для ступенчатого перехода с галтелью ( t = 5 мм , r = 2,5 мм приняты по
рекомендациям на странице 98):

                                                  - 105 -