2020-01-15
135
Задачей данного раздела является определение фактического коэффициента запаса в опасных сечениях вала и выбора материала вала и его размеры.
Критерием при расчётах является усталостная прочность с учётом изгиба и кручения.
Условие прочности можно записать:
(3.1)
где S – фактический коэффициент запаса; [S]= 2,5 – допускаемый коэффициент запаса.
Так как вал подвергается изгибу и кручению фактический коэффициент запаса определяется по формуле:
(3.2)
где Ss - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; St - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.
Коэффициенты запаса прочности Ss и St можно определить по формулам:
где s-1 и t-1 – пределы выносливости стали при симметричном цикле изгиба и кручения; Ks и Kt - эффективный коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений; Kds и Kdt - масштабный фактор для нормальных и касательных напряжений; sa и ta – амплитуда цикла нормальных и касательных напряжений; sm и tm – среднее напряжение цикла нормальных и касательных напряжений; 
для углеродистых сталей, имеющих sВ=650¸750 МПа, принимают ys= 0,2; для легированных сталей ys=0,25¸0,30; yt - для упомянутых выше сталей принимают yt=0,1.
|
|
|
верхний привод буровой редуктор деталь
Выбираем в качестве материала вала легированная сталь Сталь 38Х2Н2МА, тогда sВ=780 МПа
Определим s-1 и t-1:
Для определения суммарного момента МS, моментов сопротивления изгибу Wи и крутящего WK необходимо выбрать опасные сечения.
Определим значения изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также суммарный изгибающий момент для опасных сечений и построим эпюры.
Рис.8
При рассмотрении рис. 8. выбираем в качестве опасного сечения сечение А-А.
- Сечение А-А, так как есть крутящий момент, большой по значению суммарный изгибающий момент и есть концентратор напряжений в виде галтели.
а) в вертикальной плоскости:
б) в горизонтальной плоскости:
Момент сопротивления изгибу
МПа,
,
КV=0,94; ys=0,2; yt=0,1; КsА=1,85; КtА=1,80; КdsА=0,835; КdtА=0,715;
Подставим полученные значения в формулы:
Полученные значения подставим в формулу (3.2):
Условие выполняется, следовательно, окончательно выбираем Сталь 38Х2Н2МА
