Проверочный расчет валов

Существуют следующие виды проверочных расчетов:

1. Расчет на усталостную прочность (выносливость) - заключается в определении коэффициентов запаса усталостной прочности вала.

2. Расчет на статическую прочность при действии пиковой нагрузки - учитываются возможные кратковременные перегрузки (например в момент пуска двигателя).

3. Расчет на изгибную и крутящую жесткость - производится из условия допустимых прогибов и углов поворота.

4. Расчет на колебания - проверка отсутствия резонансных режимов, а в случае возникновения резонансных режимов - соблюдение условия прочности.

5.3.1 Расчёт валов и осей на усталостную прочность

При проверочном расчете учитываются все факторы, влияющие на усталостную прочность – это размеры вала, его обработка, концентраторы напряжений и.т.д.

Последовательность расчёта:

1. Составляется расчётная схема.

2. Определяется усилие, действующее во всех сечениях вала.

3. Строятся эпюры изгибающих моментов, поперечных сил и крутящих моментов.

4. По эпюрам определяются опасные сечения и для них определяют коэффициент запаса прочности S>[S]=1,5..2,5 для опасных сечений.

Коэффициент запаса прочности определяется по формуле:

- коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям, зависящие от материала и конструктивных особенностей вала

- пределы выносливости материалов при симметричном цикле нагружений нормальных и касательных напряжений.

- соответственно, амплитудное и среднее значения нормальных напряжений.

При определении полагают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу

- при симметричном цикле нагружения.

- соответственно, амплитудное и среднее значения касательных напряжений (напряжений кручения).

При определении полагают, что касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу.

- коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений - определяются по справочнику в зависимости от вида концентрарора напряжения.

Концентраторы напряжений:

ступень выточка радиальное шпоночный паз

отверстие

- масштабные факторы, учитывающие отличие проверочного диаметра вала от размера образца, для которого получены .

- фактор шероховатости поверхности - зависит от качества обработки поверхности вала.

- коэффициенты учитывающие чувствительность материала к ассиметрии циклов нагружения - зависят от механических свойств материала.

Для среднеуглеродистых сталей ; .

Если S<[S], – необходимо изменить размеры, материалы, термообработку.

Если S>10, - надо уменьшить размеры или взять менее прочный материал.