Контрольная работа: Расчет кремового соединения

К_у , К_ф – эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

К_d – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

К_F = 1 – коэффициент влияния шероховатости;

К_Y = 1,6 – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

K_{у D} = (К_у / К_d + К_F – 1) · 1 / К_Y = (3,85 + 1 – 1) · 1 / 1,6 = 2,4

K_{ф D} = (К_ф / К_d + К_F – 1) · 1 / К_Y = (2,7 + 1 – 1) · 1 / 1,6 = 1,69

Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала:

у_{-1 D} = у_-1 / K_{у D} = 258 / 2,4 = 108 МПа

ф_{-1 D} = ф _-1 / K_{ф D} = 150 / 1,69 = 89 МПа

Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

S_у = у_{-1 D} / у_а ; S_ф = ф _{-1 D} / ф _а , где

у_а = у_u = М · 10³ / W_нетто ; ф_а = ф_к /2 = М_к / 2 W_снетто – нормальные и касательные напряжения.

М = 344 Н · м – изгибающий момент (см. эпюру)

W_нетто = 0,1d³ = 0,1 · 82³ = 55,1 · 10³ мм³ – осевой момент сопротивления;

W_снетто = 0,2d³ = 0,2 · 82³ = 110,3 · 10³ мм³ – полярный момент.

М_к = 1270 Н · м

Тогда:

у_а = 344 · 10³ / 55,1 · 10³ = 6,2 МПа; ф_а = 1270/ 2 · 110,3 = 5,8 МПа

S_у = 108 / 6,2 = 17,4; S_ф = 89 / 5,8 = 15,3

Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

S = S_у S_ф / ≥ [S], где

[S] – допускаемые коэффициенты запаса прочности:

при высокой достоверности расчета [S] = 1,3…1,5;

при менее точной расчетной схеме [S] = 1,6…2,1.

S = 17,4 · 15,3 / = 11,4 ≥ [S]

Условие выполнено. Вал пригоден.