Таблица 10

Фактор концентрации напряжений

од кгс/мм

>100 ) <70

»100

Галтель при

- = (1.25-2), =0,02 а а

0,06 0,10

1,85 1,6

2,0 1,64

1,4 1,25

1.53 1,35

Выточка при

4- = 0,02 а

0,08 0,10

1.8 1,7

2,35

2,0 1,85

1,35 1,25

1,65 1,5

Шпоночный паз

Резьба

такими концентраторами являются шпоночные пазы, сквозные поперечные отверстия под штифты в месте перехода от одного диаметра к другому, резьбы, канавки для установочных колец и канавки для выхода режущего инструмента или шлифовального круга. Прочность вала также зависит от величины контактных напряжений в месте посадки на валу детали с натягом.

На практике установлено, что основным видом разрушения валов является усталостное. Поэтому для валов уточненный расчет на усталостную прочность является основным.

Прн совместном действии кручения и изгиба запас усталостной прочности для валов без поверхностного упрочнения определяют по

формулам

где Па

------•

запас усталостной прочности по изгибу; - запас усталостной прочности по кручению.

В этих формулах Од и т„ - переменные составляющие циклов напряжений, а а„ и Тт - постоянные составляющие. Обычно при рас-чете валов

22 "o;2dr-

Коэффициенты г)о и tpt зависят от механических характеристик материала:

% = 0,05; грт = О - мягкие углеродистые стали;

% ==0,1; грг = 0,05 - среднеуглеродистые стали;

фо = 0,15; г)г = 0,1 - легированные стали.

Ко и /Сг - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении. Их значения ориентировочно можно назначать по табл. 10.

Значения коэффициента е, учитывающего масштабный фактор, назначают по табл. И в зависимости от диаметра вала, вида деформаций-и материала вала.

Таблица 11

Порядок расчета осей. Расчет производится как частный случай расчета валов, когда крутящий момент Т = 0.

I. Вычерчиваем схему нагружения и определяем опорные реакции (рис. 79):

Рис 79

2. Строим эпюры изгибающих моментов и находим изгибающий момент для опасного сечения М.

3. По характеру нагрузки выбираем материалы для изготовления оси и определяем допускаемое напряжение: для невращающихся осей - по от-нулевому циклу looJa, а для вращающихся осей - по симметричному циклу Jo.jla.

4. Определяем диаметр оси а опасном сечении:

[Ola

где для сплошной оси момент сопротивления сечения изгибу

d - диаметр оси. Находим диаметр оси:

Если в опасном сечении расположены шпоночные канавкн, необходимо компенсировать ослабление сечения увеличением расчетного диаметра на 8-10%.

Когда все размеры оси известны, необходимо провести проверочный расчет напряжений изгиба и сравнить их с допускаемыми:

Проверка осей на жесткость производится только в ответственных коисфукцнях (как это было рассмотрено ранее).

Конструирование валов. При конструировании валов и вращаю щихся осей необходимо учитывать следующее:

удобство монтажа и демонтажа насаживаемых на вал деталей (подшипников качения, зубчатых колес, распорных колец и т. д.);

надежную фиксацию деталей в осевом направлении;

прочностные условия - уменьшение концентрации напряжений, которые вызывают шпоночные пазы, резьбы под установочные гайки, поперечные сквозные отверстия под штифты, канавки для выхода резца или шлифовального круга, а также резкие переходы от одного диаметра к другому;

технологичность изготовления и экономию металла.

99999999