Читать реферат по сопромату: "Расчет статической прочности, жесткости и устойчивости вала"


назад (Назад)скачать (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

    Расчет вала.

Быстроходные валы, вращающиеся в подшипниках скольжения, требуют высокой твердости цапф, поэтому их изготавливают из цементируемых сталей 2 х 13(ГОСТ 5632 –61)с пределом прочности и текучести:

Σв = 65 Мпа

Σт = 45 Мпа

      Расчет статической прочности, жесткости и устойчивости вала.

Основными для вала являются постоянные и переменные нагрузки от рабочего колеса.

На статическую прочность вал рассчитываем по наибольшей возможной кратковременной нагрузке, повторяемость которой мала и не может вызывать усталостного разрушения. Так как вал в основном работает в условиях изгиба и кручения, а напряжение от продольных усилий не велики, то эквивалентное напряжение в наружного вала:

Где: σн – наибольшее напряжение при изгибе моментом Ми.

Ĩк – наибольшее напряжение при кручении моментом.

Wк и Wн – соответственно осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала.

Для вала круглого сплошного сечения Wк = 2 Wн, в этом случае:

Где: D – диаметр вала = 5,5 м;

Запас прочности по пределу текучести

Обычно Пт = 1,2 – 1,8.

      Расчет на усталостную прочность.

На практике переменная внешняя нагрузка изменятся либо по симметричному, либо по асимметричному циклу.

Наибольшие напряжения будут действовать в точках наружных волокон вала.

;

Амплитуды и средние напряжения циклов нормальных и касательных напряжений будут:

Если амплитуды и средние напряжения возрастают при нагружении пропорционально, то запас прочности определяют из соотношения:

Где: n Σ и n Ī – соответственно запасы прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Если известны пределы выносливости реальной детали, то равенство можно переписать в виде.

6.

В равенствах (а) и (б) Σ = 1 и Σ – 1 q – пределы выносливости стандартного образца и детали при симметричном изгибе; Ī –1 и Ī1-q – то же при кручении RΣ и RĪ – эффектные коэффициенты концентрации соответственно нормальных и касательных напряжений.

При отсутствии данных значения RΣ и RĪ можно вычислить из соотношений.

7.

Здесь ąΣ и ąĪ – теоретические коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении.

G – коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений.

Значения эффективных коэффицтентов концентраций напряжений для прессовых соединений валов и дисков в таблице.

ЕΣ и ЕĪ – коэффициенты, учитывающие масштабный эффект при изгибе и кручении.

ΒΣ и βĪ – коэффициенты, учитывающие влияние состояния поверхности.

Φυ и φĪ – коэффициент, характеризующий чувствительность материала к ассиметррии цикла напряжений

В приближенных расчетах принимают φσ = 0,1 –0,2 для углеродистых сталей при σβ < 50 кгс/мм2 ;

Φυ = 0,2 –0,3 для легированных сталей, углеродистых сталей при σβ > 50

кгс/мм2 ;

φĪ = 0,5 φσ – титановые и легкие сплавы.

Принимаем при азотодувке β = 1,175 (1,1 – 1,25)

Для легированных сталей

Φυ = 0,25; σĪ = 0,5 * 0,25 =