Проверочный расчет вала по сечению I – I

I

1.Геометрические характеристики сечения.

 Относительная величина отверстия

 

 

Момент сопротивления сечения при изгибе

 

 мм³.

Момент сопротивления сечения при кручении

 мм³.

 

2. Внутренние моменты в сечении I – I.

Интерполируя по эпюре , находим   кГмм.= Нмм

Интерполируя по эпюре , находим  кГмм.=2205000Нмм

Полный изгибающий момент

 

кГмм = 3030160 Нмм.

 

3.Расчетные напряжения:

изгиба

 

 кГ/мм² =86,24 Н/мм².

кручения

 

кГ/мм²=75,46 Н/мм².

 

4. Коэффициенты влияния отличий детали от образца материала.

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для валов с галтельными переходами [I].

Сначала находим по соответствующему графику теоретический коэффициент

 

где  и ; следовательно, .                              

Затем определяем коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений для сталей:

 

т.е

.

 

Далее находим эффективные коэффициенты концентрации

 

 

по приближённой формуле

 

 

Коэффициент чистоты поверхности около сечения I – I.

При 8 коэффициент шероховатости а = 4 и

 

 

 

Коэффициент качества заготовки из проката с последующей обработкой

 

.

Масштабные коэффициенты находим по экспериментальным кривым на рис. 17 и 18 [I] интерполяций для   мм:

 

;

Результирующие коэффициенты влияния отличий детали от образца материала:

при  при расчете на изгиб

 

 

при расчете на кручение

 

и при

 

 

30                    50              60

1,25

30                    50              60

1,15

d

d

1,3

1,45

 

Рисунок 8 - Зависимость масштабного коэффициента от размера расчетного сечения (циклическая прочность).

Рисунок 9 - Зависимость масштабного коэффициента от размера расчетного сечения (статическая прочность).

5. Пределы ограниченной выносливости материала вала.

По изгибу

 

,

 

где   кГ/мм² и число циклов напряжений изгиба

вала за расчетную долговечность  

 

.

 

Численные подстановки дают

 

, т.е.  кГ/мм²=901,6 Н/мм². 

 

 По кручению с реверсом момента при числе реверсов

 

,

 

где    кГ/мм² = 284 Н/мм²; 

     кГ/мм²=490 Н/мм^2.  

Численно

          кГ/мм²,т.е. кГ/мм²=490 Н/мм².

 6. Коэффициент чувствительности материала к асимметрии  цикла напряжения:

 

;   ;

      ;             .

 

7. Предельные напряжения изгиба и кручения для сечения I-I вала:

 

;           кГ/мм²=294 Н/мм².

 

 

;        ;

 

 кГ/мм²<41

 

8. Коэффициенты запасов прочности по сечению I-I вала на номинальном режиме:

по изгибу

;

 

по кручению

.

 

 Результативный запас прочности по сечению I-I вала

 

.