Перевірка валу на втомну міцність

Враховуючи те, що на валу є два шпонкові пази, які є концентраторами напружень необхідно визначити коефіцієнт запасу міцності для перерізів І-І і ІІ-ІІ (див.рис. 1.12).

Попередньо визначимо границі витривалості матеріалу:

– при згині за формулою (1.12):

МПа;

– при крученні при крученні за формулою (1.14):

Мпа.

Для перерізу І-І коефіцієнт запасу міцності

.

Тут =1,75; =1,5 – ефективні коефіцієнти концентрації напружень створеної шпонковим пазом [13];

– коефіцієнт, що враховує діаметр перерізу валу [13];

– коефіцієнт, що враховує стан поверхні (шорсткість) [15];

МПа – середнє значення нормального напруження;

– амплітуда нормальних напружень,

де мм³ – осьовий момент перерізу І-І з урахуванням шпонкового пазу (b=10 мм, t=5 мм).

Тоді МПа;

при ( МПа) – коефіцієнт чутливості до асиметрії циклу напруження при згині [13].

– амплітуда тангенціального напруження;

де мм³ – полярний момент перерізу І-І з урахуванням шпонкового пазу (b=10 мм, t=5 мм).

Тоді МПа.

– коефіцієнт чутливості до асиметрії циклу напруження та крученні.

Загальний розрахунковий коефіцієнт запасу міцності:

, тобто втомна міцність перерізу І-І забезпечена.

Для перерізу ІІ-ІІ , оскільки вихідний кінець валу зазнає тільки деформації кручення.

Тут =1,5; ; [13].

,

де мм³ – полярний момент інерції перерізу ІІ-ІІ з урахуванням шпонкового пазу ( мм; мм).

МПа.

.

Тоді , тобто втомна міцність перерізу ІІ-ІІ забезпечена.

ПИТАННЯ для самоконтролю ДО РОЗДІЛУ "ОСІ ТА ВАЛИ"

1. Що називається віссю.

2. Яких деформацій зазнає вісь.

3. Різновиди осей за способом установки та за конструкцією.

4. Умова міцності при розрахунку осі.

5. Матеріали для виготовлення осей.

6. Що називається валом.

7. Яких деформацій зазнає вал.

8. Різновиди валів за призначенням, формою геометричної осі, геометричною формою.

9. Навіщо вали роблять ступінчастими.

10. Що називається цапфою. Конструкції цапф.

11. Що таке шип, шийка, п’ята.

12. Конструкції п’ят.

13. Навіщо роблять канавки на перехідних ділянках валів.

14. Що таке галтель.

15. Конструкції кінцевих ділянок валів.

16. Способи закріплення деталей на валах.

17. Матеріали для виготовлення валів.

18. Критерії працездатності та розрахунку валів.

19. В яких випадках вал розраховують тільки на кручення.

20. Умова міцності при розрахунку на кручення.

21. Навіщо виконують попередній розрахунок валів на кручення.

22. Умова міцності при розрахунку валу на статичну міцність.

23. Як визначається сумарний згинальний момент, приведений момент.

24. У чому полягає розрахунок валів на опір утоми.

25. Які фактори враховують при розрахунку валу на опір утоми.

26. Які параметри характеризують ступінь жорсткості на згин валів та осей.

27. Умова жорсткості на згин.

28. Умова жорсткості на кручення.

29. В яких випадках виконують розрахунок валу на коливання.

30. Для попередження якого явища виконують частотні розрахунки.

31. Які заходи застосовують для зменшення небезпеки резонансу коливань.