Упрощенный проверочный расчет валов на усталость исходит из пред-положения, что не только нормальные, но и касательные напряжения изме-няются по симметричному (наиболее неблагоприятному) циклу. Этот вид расчета дает неточность на несколько процентов в сторону увеличения запаса прочности вала. Условие сопротивления усталости имеет вид
σэкв = | Мэкв | ≤[σ-1и ], | |
0.1d3 | |||
где σэкв – эквивалентное напряжение в проверяемом сечении; Mэкв – эквива-лентный момент; d – диаметр вала в этом сечении; [σ-1и] – допускаемое напряжение на изгиб при симметричном цикле изменения напряжений.
Расчетный диаметр вала в проверяемом сечении определяется по фор-
муле
d ≥ 3 | М экв | |
0.1[ σ −1и ] |
и сравнивается с принятым при конструировании вала диаметром. Если про-веряемое сечение вала ослаблено шпоночной канавкой, то расчетный диа-метр вала следует увеличить на 7-10 %.
Приведенные для проектного и проверочного расчета валов формулы и рекомендации используются и для расчета осей с учетом только нормальных напряжений изгиба, так как Т = 0.
|
|
Уточненный проверочный расчет валов на усталость исходит из пред-положения, что нормальные напряжения изменяются по симметричному, а касательные – по асимметричному циклу. Этот расчет заключается в опреде-лении фактического коэффициента запаса прочности в предположительно опасных сечениях с учетом характера изменения напряжений, влияния абсо-лютных размеров деталей, концентрации напряжений, шероховатости и упрочнения поверхностей и проводится в следующей последовательности:
1. Определяют силы, действующие на шкивы, зубчатые колеса и т.д.
2. Если силы действуют в разных плоскостях, то их раскладывают на вертикальные и горизонтальные составляющие.
3. В двух взаимно-перпендикулярных плоскостях определяют опорные реакции.
4. В двух взаимно-перпендикулярных плоскостях строят эпюры изги-бающих моментов.
5. Определяют результирующие изгибающие моменты в предположи-тельно опасных сечениях вала:
М и = М2иг + М2ив,
где Миг и Мив – изгибающие моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
6. Строят эпюру крутящего момента Тк.
7. Определяют для предположительно опасных сечений коэффициенты запаса прочности:
s = | sσsτ | ≥ [s ], | |
sσ2 + s2τ |
где sσ, sτ – коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям; [s] – допускаемый коэффициент запаса прочности, для валов передач [s] ≥ 1.3.
Проверочный расчет на усталостную прочность ведется по длительно действующей номинальной нагрузке без учета кратковременных пиковых перегрузок, число циклов действия которых невелико и не влияет на уста-лостную прочность.
|
|