Розділ
10
РОЗРАХУНКИ
НА МІЦНІСТЬ ПРИ ЗМІННИХ
НАПРУЖЕННЯХ
В такому випадку коефіцієнт запасу обчислюють за формулою (10.23):
Напруження
ст і т змінюються за симетричним циклом. Тому коефіцієнти запасу
п по нормальному і п по дотичному напруженнях обчислимо за (10.18):
Визначаємо
номінальні амплітудні напруження а
о
і т
о
:
о. - о„„ -
JW_
At-
W
псі
3
,
ЛІ,,™,
AT,
32-225-10
3
п
•
ІО
3
16-125
10
і
ті
•
40
3
=
36 Я/.«.«^= 36 МЯа;
?
=
10 МЯо.
Розмірність:
М
тю
,
М
лрт
^—
Имм; d — ля.
Загальні коефіцієнти зниження граниш, витривалості деталі при симетрич-
ному циклі обчислимо за (І0.14):
К.. -
_
^
За
додатками 9, 15, 16 при r/d = 4/40 = 0,1; D/d =
60/40
- 1,5 і о
м
= 510 МПа;
знаходимо: 1) К = 1,53; К= 1,24; 2)
E
e
=e
t
=0,8I;
3) 1/р = 1. Такі ж значення
коефіцієнтів
отримаємо, користуючись графіками, показаними на рис.
10.4—10.9.
Тоді К =
1,53/0,81-1
= 1,89; К
т
=
1,24/0,811
- 1,53.
о,
216 т
п.
=^—'•—
= -.--- — = 3,17; п, =
K
ah
•
и„ 1,89
•
36
Розмірність:
a_
t
, т_
|Р
О
о
,Т
а
—МПа.
Відповідь:
п - 2,96.
К,
1
-
128
=8.36.
1,53-10
10.2.3.
ЗАДАЧІ
ДЛЯ
САМОСТІЙНОГО
РОЗВ'ЯЗАННЯ
10.1.
Обчислити коефіцієнт запасу в поперечному перерізі (рис.
10.12)
привід-
ного
кінця вала асинхронного двигуна потужністю Р= 14 кВт при п = 1500
об/хв.
Напрямок
обертового моменту Т час від часу змінюється, зростаючи кожного
разу від нуля до
1,47
ипц
(номінальної величини). Матеріал вала — сталь 35.
Поверхня
вала шліфована.
Відповідь:
п
т
=6,8.
244
12
Рис.
10.12
10.2. В ступінчастій сталевій осі виникає
згинальний
момент М, що змінюється за симет-
ричним
циклом. Характеристики міцності ма-
теріалу:
о
и
= 600 МПа, а_~ 215 МПа. Визначи-
ти допустиму величину М, якщо необхідно за-
безпечити коефіцієнт запасу \п] = 1,6 при D- 60
MM,
d = 55 мм,
радіус
галтелі г = 2,5 мм і шорс-
ткість поверхні осі И 0,32.
Відповідь:
\М\
«°1020
Нм.
10.3.
Вал з галтеллю сприймає крутний
момент, що змінюється від М до 0 5М
Матеріал вала — сталь 45 з показниками міц-
ності
о
н
= 650 МПа. т = 230 МПа, х_= 160 МПа.
Визначити
допустиму величину крутного мо-
менту, якщо D
—
58
MM;
d = 52 мм; г = 2,5 мм; шорсткість поверхні вала Я
о
0,63;
коефіцієнт
запасу [п\ - 2.
Відповідь:
[М
в
1
= 3170 Им.
10.4. Вал з виточкою (рис. 10.ІЗ) сприймає симетричний згинальний мо-
мент М = ±320 Им і пульсуючий крутний момент, М = 1500 Им. Матеріал
вала — сталь 40ХН. Шорсткість вала Й^О.16. Визначити коефіцієнт запасу вала
в
небезпечному перерізі.
Відповідь:
п = 2.7.
10.5. Ступінчастий сталевий вал з галтеллю працює на кручення за несиметри-
чним
циклом. Найбільше значення крутного моменту М = 800 Им, найменше
At
Kp
=
—200
Пм. Визначити запас міцності, якщо
радіус
галтелі г—2 мм в місці
переходу
від більшого діаметра D = 50 мм до меншого d = 40 мм; а - 610 МПа,
т,
т
=
220 МПа, т_,= 150 МПа.
Відповідь:
л = 2,1.
10.6. Порожнистий вал з зовнішнім діаметром d
3
- 70 мм і внутрішнім
d
en
= 35 мм в небезпечному перерізі, ослабленому отвором (d - 3 мм) для
змащування,
сприймає симетричний зги-
нальний
момент М - ±1500 Им. Одночасно
вал скручується змінним моментом,
М
ирпіа
,=
1800
Н-м,
коефіцієнт асиметрії якого
г =-0,25. Матеріал — сталь45(о,= 700МПа,
а = 4І0 МПа, т
т
= 250 МПа, а.= 300 МПа,
т_,=
180 МПа). Поверхня вала шліфована.
Визначити
запас міцності вала.
Відповідь:
п~ 1,9.
10.7. Круглий стержень з вуглецевої ста-
лі з окалиною на поверхні сприймає осьову
Рис.
10,13
245