Данные для расчетов при переменном загружении

 

Главная

Справочные данные для расчетов на прочность при повторно-переменном и циклическом нагружении

 

Моменты сопротивления и площади сечений валов, ослабленных пазом для одной стандартной шпонки

d, мм

b×h, мм

Wи, см3

Wк, см3

F, см2

d, мм

b×h, мм

Wи, см3

Wк, см3

F, см2

 

20

21

22

23

24

 

 

6×6

0,655

0,770

0,897

1,038

1,192

1,440

1,680

1,940

2,23

2,55

2,96

3,28

3,62

3,98

4,34

50

52

55

 

16×10

10,65

12,10

14,51

22,9

25,9

30,8

18,84

20,4

23,0

 

58

60

62

65

 

 

18×11

16,81

18,76

20,9

24,3

36,0

40,0

44,3

51,2

25,4

27,3

29,2

32,2

25

26

28

30

 

 

8×7

1,275

1,453

1,855

2,32

2,81

3,18

4,01

4,97

4,62

5,03

5,88

6,79

68

70

72

75

78

 

 

 

20×12

27,5

30,2

33,0

37,6

42,6

58,4

63,8

69,7

79,0

89,2

35,1

37,3

39,5

43,0

46,6

32

34

35

36

 

 

10×8

2,73

3,33

3,66

4,01

5,94

7,19

7,87

8,59

7,64

8,68

9,22

9,78

80

82

85

88

90

 

 

 

24×14

44,7

48,4

54,3

60,6

65,1

95,0

102,5

114,6

127,5

136,7

48,6

51,5

55,1

59,1

61,9

37

38

40

42

 

 

12×8

4,27

4,66

5,51

6,45

9,24

10,04

11,79

13,72

10,27

10,86

12,08

13,37

44

45

46

47

48

 

 

14×9

7,25

7,80

8,38

8,98

9,62

15,61

16,74

17,93

19,17

20,5

14,58

15,27

15,99

16,72

17,47

92

95

98

100

105

 

 

28×16

67,9

75,3

83,1

88,7

103,7

144,3

159,4

175,5

186,9

217,0

64,2

68,6

73,2

76,3

84,8

 

Примечание: моменты сопротивления и площади вычислены для нетто-сечений, для которых определяются

величины коэффициентов концентрации напряжений. b и h – размеры сечения шпонки.

 

Значения коэффициентов ,

Материал

Углеродистая сталь σв = 320…500 МПа

0,05

–

Углеродистая сталь σв = 500…750 МПа

0,1…0,15

0,05

Углеродистая и легированная сталь 𝜎в = 750…1050 МПа

0,15…0,2

0,05…0,1

Легированная сталь σв = 1050…1450 МПа

0,25…0,3

0,1…0,15

 

 

Коэффициент чувствительности материала
к концентрации напряжений

Справ

Kσ = 1+ q(αт –1), где αт – теоретический коэффициент концентрации на­пря­же­ний,
Kσ – эффективный коэффициент концентрации напряжений.

 

Эффективные коэффициенты концентрации напряжения при изгибе
и кручении для валов и осей со шпоночными канавками

Справ

σв, МПа

Kσ

Kτ

Моменты сопротивления сечений нетто

при одной канавке

при двух канавках

500

600

700

800

900

1000

1,50

1,60

1,72

1,80

1,90

2,00

1,40

1,50

1,60

1,70

1,80

1,90



 

Примечание: номинальные значения нормальных и касательных напряжений следует вычислять по сечениям нетто.

 

 Эффективные коэффициенты концентрации напряжений
для валов с галтелями

Справ

 

D/d

r/d

Коэффициент концентрации напряжений при изгибе Kσ для валов из стали, имеющей σв, МПа

Коэффициент концентрации напряжений при кручении Kτ для валов из стали, имеющей σв, МПа

≤500

800

≥1000

≤500

800

≥1000

1,05

0,02

1,70

1,88

2,05

1,24

1,29

1,33

0,05

1,48

1,57

1,63

1,15

1,18

1,20

 

0,10

1,28

1,33

1,36

1,08

1,10

1,12

 

0,15

1,20

1,23

1,25

1,06

1,08

1,09

 

0,20

1,16

1,20

1,22

1,05

1,06

1,07

1,1

0,02

2,0

2,24

2,47

1,40

1,52

1,62

0,05

1,64

1,70

1,75

1,25

1,28

1,30

0,10

1,37

1,42

1,45

1,12

1,16

1,18

0,15

1,27

1,31

1,34

1,09

1,12

1,14

0,20

1,20

1,24

1,27

1,06

1,08

1,10

 

 

1,25

0,02

2,12

2,68

3,10

1,64

1,73

1,80

0,05

1,81

1,97

2,10

1,40

1,45

1,48

0,10

1,47

1,54

1,60

1,20

    1,27

1,32

0,15

1,35

1,40

1,43

1,15

1,20

1,24

0,20

1,30

1,32

1,34

1,09

1,13

1,16

1,5

0,02

2,42

–

–

1,76

1,97

2,14

0,05

1,91

2,06

2,20

1,48

1,56

1,62

0,10

1,53

1,61

1,67

1,24

1,32

1,38

0,20

1,33

1,36

1,38

1,10

1,18

1,24

 

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений
для валов и осей с выточками

Справ

 

t/r

r/d

Коэффициент концентрации
напряжений при изгибе Kσ
для валов из стали, σв, МПа

Коэффициент концентрации
напряжений при кручении Kτ
для валов из стали, σв, МПа

≤500

800

≥1000

≤500

800

≥1000

 

 

0,5

0,02

0,05

0,10

0,15

0,20

1,77

1,72

1,59

1,45

1,37

2,02

1,87

1,69

1,53

1,41

2,22

1,98

1,77

1,59

1,45

1,46

1,43

1,36

1,27

1,22

1,61

1,52

1,42

1,32

1,25

1,73

1,60

1,4

1,36

1,27

 

 

1,0

 

 

0,02

0,05

0,10

0,15

0,20

1,85

1,80

1,65

1,50

1,45

2,12

1,96

1,76

1,58

1,48

2,35

2,10

1,85

1,65

1,50

1,51

1,48

1,39

1,30

1,27

1,67

1,58

1,47

1,35

1,29

1,81

1,66

1,51

1,39

1,30

 

 

2,0

 

 

0,02

0,05

0,10

0,15

0,20

1,92

1,86

1,70

1,54

1,48

2,21

2,03

1,82

1,63

1,52

2,46

2,19

1,92

1,70

1,54

1,56

1,51

1,42

1,33

1,29

1,73

1,62

1,50

1,38

1,30

1,87

1,71

1,56

1,42

1,32

 

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений
для цилиндрических деталей с поперечными отверстиями

 

Характер
нагружения

a/d

Предел прочности материала вала σв, МПа

500

600

800

1000

Изгиб Kσ

0,05…0,10

0,15…0,25

1,90

1,74

1,95

1,77

2,05

1,86

2,15

1,95

Кручение Kτ

0,03…0,25

1,75

1,78

1,83

1,92

Примечание: номинальные значения нормальных и касательных напряжений следует определять по нетто сечению,

вычисляя моменты сопротивления по формулам:



      

Значения и для узлов вала, собранных с натягом

Диаметр

вала,

мм

 

 при σв, МПа

 

 

 при σв, МПа

 

 

500

700

900

1200

500

700

900

1200

30

2,5

3,00

3,50

4,25

1,75

2,20

2,50

2,95

50

3,05

3,65

4,30

5,20

2,05

2,60

3,00

3,50

100

3,30

3,95

4,60

5,60

2,20

2,80

3,20

3,80

 

Коэффициент влияния шероховатости поверхности KF𝝈

 

Справ

Значение коэффициента влияния шероховатости поверхности можно также определять по формуле , где Rz – высота неровностей профиля (мкм), σв  – временное сопротивление (МПа).

Значения масштабного фактора Kds  в зависимости от диаметра детали

Материал

d, мм

10

20

30

40

50

70

100

200

Углеродистая сталь

σв = 400…500 МПа

Углеродистая
и легированная сталь

σв = 500…800 МПа

Легированная сталь

σв = 800…1200 МПа

Легированная сталь

σв = 1200…1400 МПа

 

0,98

 

 

0,97

 

0,95

 

0,94

 

0,92

 

 

0,89

 

0,86

 

0,83

 

0,88

 

 

0,85

 

0,81

 

0,77

 

0,85

 

 

0,81

 

0,77

 

0,73

 

0,82

 

 

0,78

 

0,74

 

0,70

 

0,76

 

 

0,73

 

0,69

 

0,66

 

0,70

 

 

0,68

 

0,65

 

0,62

 

0,63

 

 

0,61

 

0,59

 

0,57

 

Kdt= 0,5 + 1,41(Kds – 0,5)1,5,   KFt = 0,575KFs+ 0,425.

 

Значения коэффициента влияния поверхностного упрочнения Kv

Вид упрочнения

σв

сердцевина, МПа

Kv

для гладких валов

 1,5

 = 1,8…2

Закалка с нагревом ТВЧ

600…800

800…1000

1,5…1,7

1,3…1,5

1,6…1,7

–

2,4…2,8

–

Дробеструйный наклеп

600…1500

1,1…1,25

1,5…1,6

1,7…2,1

Накатка роликом

–

1,1…1,3

1,3…1,5

1,6…2,0

Комплексные коэффициенты K (при изгибе Kи, при кручении Kк), учи­тывают влияние основных факторов на пределы выносливости конкретной детали:

   

Для расчетов на прочность при переменных напряжениях используется также коэффициент чувствительности материалов к асимметрии цикла. В таблице приведены значения коэффициентов чувствительности материала (стали): при изгибе  φσ и при кручении φτ.

 

Коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла

Предел прочности σв, Мпа

φσ

φτ

300 –550

0

0

520 – 750

0,05

0

700 –1000

0,10

0,05

1000 –1200

0,20

0,10

1200 - 1400

0,25

0,15

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

 

Теоретическая механика   Строительная механика

Прикладная механика  Детали машин  Теория машин и механизмов

 

 

 

00:00:00

 

Top.Mail.Ru