Главная  Промышленность 

0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Таблица 5.12. Коэффициенты Л"„, Л" для валов со шпоночными пазами

Паз выполнен пальцевой фрезой

Паз выполнен дисковой фрезой

1,55

2,15

2.05

1200

Таблица 5.13, Коэффициенты Л"„, А" для шлицевых и резьбовых участков вала

Oj,, МПа

Для шлицев

Для резьбы

Для пря-

мобочных шлицев

Для эвольвентных шлицев

500 700 900 1200

1,45 1,6 1,7 1,75

1,8 2,2 2,45 2,9

2,25 2,45 2,65 2,8

1,45 1,5 1.55 1.6

Таблица 5.14. Коэффициенты Л" як Л"" в зависимости от шероховатости поверхности

Класс шероховатости

Простейшее обозначение на чертежах, Ra

Og, МПа

1200

3. 4, 5 6, 7. 8 9. Ю

12,5 6,3 3,2-2,5 1,25 0,63 0,32 0,16

1,2 1,05

1,25

1.1 1

1,35 1.15 1

1,25

Если вал работает при ступенчато изменяющейся нагрузке и предназначен для работы с ограниченным числом циклов нагружения, необходимо построить ступенчатую диаграмму (гистограмму) нагрузки (см. ч. 1, рис. 3.12), на которой наносятся действующие изгибающие (или крутящие) моменты и соответствующие числа циклов нагружения.

Расчет действующих напряжений ведется здесь также по максимально длительно действующей нагрузке, но предел выносливости определяется при эквивалентном числе циклов нагружения:

а 1э = a i/Cz,, т 1э = t i/Ci. (5.17)

Здесь a i; t i - длительные пределы выносливости (табл. 5.1); /Сл. - коэффициент долговечности.

Таблица 5.15. Коэффициенты Л"„д = , ~ - в местах посадки деталей

Дна-метр вала, мм

Посадка

Ов, МПа

Н7 Й6

2,5 1,9 1,6

2,25

1,95

3.5 2.6 2.3

100 и более

3,05

3,65 2,75 2.4

Я7 г6

2,45

2,15

3,95 2,95 2,55

4.3 3.2 2,8

1200

4,25

2,75

5.2 3,9 3,4

Оц, МПа

1.55

2,25

1,75

2,5 2

2,15

1,85

3,45 3,0

5,6 4,2 3.6

2.4 1.9 1.7

2.8 2,2 1.95

3,1 2.5 2,1

1200

2,3 2,1

3,6 2,8 2,4

3.2 2.5 2.2

3.8 2.9 2.6

Примечание. Для посадки колец подшипников качения следует принимать Kj и Kj по графе, соот-

ветствующей прессовой посадке .

Таблица 5.16. Коэффициенты е„, в зависимости от диаметра вала

Диаметр вала, мм

0.95

0,85

0.85

0,75

Примечание. Для высокопрочных легированных сталей значения е, принимают равными значению е.

Коэффициент K.L находят по зависимости (см. также формулу (3.37, ч. 1)

(5.18)

где Ло- базовое число, циклов нагружении, принимаемое для небольших и средних валов



Таблица 5.17. Коэффициенты р* повышения предела выносливости при поверхностном упрочнении

Вид обработки поверхности

Og сердцевины, МПа

Гладкий вал

Вал с Ло = 1.5

Вал с Ло=1.8...2

Закалка с

нагревом

600...800 800... 1000

1,5...1,7 1,3...1,5

1,6...1,7

2,4...2,8

Азотирование

900... 1200 400...600

1,1...1,25 1,8...2

1,5...1,7

1,7...2,8

Цементация

700...800 1000... 1200

1,4... 1,5 1,2...1,3

Дробеструйный наклеп

600... 1500

1,1...1,25

1,5...1,6

1,7...2,1

Накатка роликом

1,2...1,6

1,5... 1,6

1,8...2,0

* Для образцов малого диаметра. Для валов диаметром 30...40 мм Р на 8...10% меньше.

равным 5 • 10®, для больших валов - 10; т - показатель наклона усталостной кривой, принимаемый равным 9, а при наличии посадок с гарантированным натягом - 6; Nb- эквивалентное число циклов нагружения.

При ступенчатой циклограмме нагружения и расчете на кручение ft

A£ = 5]iV,(pr (5.19)

(см. также формулу (3.55). Здесь Т,-, Ni - крутящий момент на каждой из ступеней нагружения и соответствующее ему число циклов нагружения; Tl- наибольший длительно действующий момент, по которому вычислялись номинальные напряжения.

При расчете на изгиб в рассматриваемую зависимость вместо крутящих моментов подставляются соответствующие значения изгибающих моментов. В случае

NeN Kl=\. . (5.20)

Допускаемые значения запаса выносливости [п] приведены ниже.

При высокой точности определения нагрузок, достоверных механических характеристиках,

однородной технологии...........1,3...1,5

При приближенной расчетной схеме, осреднен-ных механических характеристиках, умеренных требованиях к технологии (большинство валов

общего машиностроения)...........1,5... 1,8

При пониженной точности расчета, пониженной однородности материала и технологии, для валов большого диаметра (rf>200 мм).......1,8...2,5

Часто к валу предъявляются повышенные требования по жесткости. К таким валам относятся, например, валы коробок скоростей, ведущие валы быстроходных ступеней редукторов, которые по расчету на прочность получаются слишком малого диаметра, а следовательно, и недостаточно жесткими. В таких случаях

Ы > 2,5...3. (5.21)

Если запас выносливости оказался ниже допустимого, в первую очередь изменяют конфигурацию вала в целях уменьшения концентрации напряжений (изменяют форму переходов в галтелях, увеличивают их радиусы). Только после того, как выяснится, что эти меры не дают повышения запаса выносливости до нужного значения, увеличивают диаметр вала. Пример чертежа вала дан на рис. 5.17.

В ряде случаев, когда упругие деформации вала отрицательно влияют на работоспособность связанных с ними деталей или частота вращения вала близка к критической, производят проверочные расчеты вала на жесткость. Расчет сводится к определению прогибов и углов поворота поперечных сечений вала при изгибе, углов закручивания при кручении вала, а также к сравнению их с допускаемыми значениями.

Полный прогиб вала у и угол поворота поперечного сечения в находят как геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях:

У = Vyl + yl; е = (5.22)

где г. Уъ - прогибы вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях; Ог, Ов - углы поворота поперечных сечений вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Точное определение деформаций- трудоемкая задача из-за влияния на конечный результат расчета ряда факторов: жесткости корпуса, зазоров, местной формы вала и др. При упрощенных расчетах вал ступенчатой формы рассматривается как брус постоянного сечения.

В случае более точных расчетов ступенчатый вал приводится к цилиндрическому с постоянным приведенным диаметром dnp, соответствующим одному из участков вала. При этом длины различных участков вала 1, 1, 1. ... In должны быть заменены, из условия неизменности жесткости каждого участка вала, на приведенные

пр, 2 пр. 3 пр

In пр. Приведенная длина

любого цилиндрического участка вала

Н пр

пр 4"

(5.23)



0.D2 В

0,02

0,02

~ Г/ viz

70И15

R0,5

D,Of

0.02

В0Н15

D,Oi

0,02 В

m-0,3


центров

1 \


Пермообрабстт-нормализация 170.130 НЬ 2 Неуказанные предельные отклонения размеров: 3,21 отверстия-по ИИ, баш-по hM; остальные по±-Ш-

кп, 70 ГОСТ 2500-71 W 45-2-Б Г0СТ1050-74

Лит \масса ХМасшп

Лист I Листов

га » ш

га Е

S «

Рис. 5.17. Рабочий чертеж вала



0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35