3.6 Расчет вала на усталость
Усталостный расчет вала выполняется как проверочный. Он заключается в определении расчетных коэффициентов запаса прочности в предположительно опасных сечениях.
При расчете принимаем, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а напряжения кручения - по отнулевому циклу.
Амплитудные значения напряжений изгиба и кручения определяются по формулам:
где М - изгибающий момент в сечении;
Wнетто - момент сопротивления сечения изгибу,
Wкнетто - момент сопротивления сечения кручению;
Момент сопротивления сечения изгибу для сечения со шпоночным пазом определяется по формуле:
где e - коэффициент нагружения шлицев.
Момент сопротивления сечения кручению определяется по формуле:
Коэффициенты запаса усталостной прочности определяются по формуле:
по нормальным напряжениям
по касательным напряжениям
гдеs-1, t-1 - пределы выносливости для стали 40Х:
s-1 = 470 МПа, t-1 = 270 МПа;
es, et - коэффициенты, учитывающие влияние абсолютных размеров вала, определяются по таблице 15 [5, с. 11] , es = et = 0,75;
(кs) d, (кt) d - коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и
кручении с учетом влияния шероховатости поверхности;
b - коэффициент упрочнения поверхности, b = 2,5 - при улучшении;
sа, tа - напряжения изгиба и кручения;
ys, yt - коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений, определяется по таблице 9 [5, с. 11] ,
ys = 0,1, yt = 0,05;
sm = 0;
tm = tа.
Коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении с учетом влияния шероховатости поверхности определяются по формулам:
(кs) d = кs + -1
(кt) d = кt + - 1
где кs, кt - эффективные коэффициенты концентрации напряжений, определяются по таблице 18 [5, с. 31] , кs= 1,72 кt = 2,7;
, - коэффициенты влияния шероховатости поверхности,
определяются по таблице 20 [5, с. 32] ,
=1 =1.
Определяем (кs) d:
(кs) d =1,72+1-1=1,72
Определяем (кt) d:
(кt) d =2,7+1-1= 2,7
определяем Ss:
Определяем St:
Общий запас прочности определяется по формуле:
S=
S? [S] =1. 5…2. 5, т.е. условие выполняется.
- 1. Кинематический расчет привода станка
- 1.1 Выбор и расчет предельных режимов резания
- 1.2 Предварительное определение мощности электродвигателя вспомогательного движения
- 1.3 Определение диапазона скорости вращения и выбор двигателя подач
- 2. Выбор и расчет передачи винт-гайка качения
- 2.1 Выбор винта
- 2.2 Выбор гайки
- 2 3 Способы смазывания шарико-винтового механизма и защиты от загрязнений
- 2.4 Расчет передачи винт-гайка качения
- 3. Силовой расчет привода станка
- 3.1 Определение расчетного КПД станка
- 3.2 Расчет модулей зубчатых колес
- 3.3 Определение параметров зубчатых колес
- 3.4 Расчет вала
- 3.5 Уточненный расчет вала
- 3.6 Расчет вала на усталость
- 3.7 Выбор элементов передающих крутящий момент
- 3.8 Выбор подшипников
- 3.9 Проверочный расчет подшипников
- 4. Определение системы смазки
- 5. Расчет динамических характеристик привода
- Заключение
- Токарно-винторезный станок 16к20
- 4. Устройство токарно-винторезного станка модели 16к20
- Станка модели 16к20
- Основные узлы токарно-винтового станка модели 16к20 и их назначение
- 4. Індивідуальне завдання Токарно-винторезный станок 16к20
- 2.3. Универсальный токарно-винторезный станок 16к20
- 1.Устройство токарно-винторезного станка 16к20.
- 2.4. Техническая характеристика станка модели 16к20