Влияние отверстий на напряжения в валу

Влияние отверстий на напряжения в валу 571 [c.702]

При расчёте коленчатого вала должно быть учтено влияние на прочность состояния поверхности, т. е. будет ли поверхность шейки или щеки гладкая или иметь следы инструмента размера сечения поперечных для циркуляции масла отверстий концентрации напряжений в местах сопряжений щёк с шейками галтелей и ряда других факторов (термообработки, напрессованных на вал деталей и пр.) . [c.502]

Рассмотрим влияние отверстия в сечении круглого вала (рис. 57) на распределение касательных напряжений. Распределение касательных напряжений соответствует распределению скоростей потока жидкости, цир- [c.89]

В качестве первого примера рассмотрим случай малого кругового отверстия в скручиваемом круглом валу ) 170). Влияние этого отверстия на распределение напряжений подобно введению неподвижного сплошного цилиндра того же диаметра, что и отверстие, в поток циркулирующей жидкости гидродинамической модели. Такой цилиндр резко изменяет скорость течения в окрестной к нему области. [c.333]

В справочнике приведены графики, номограммы и формулы коэффициентов концентрации напряжений около отверстий, выкружек и в местах изменения поперечного сечения пластин, дисков, валов и других деталей при действии сил и моментов. Рассмотрено также влияние анизотропии материала, его физической нелинейности и подкреплений на концентрацию напряжений. [c.4]

Местные ослабления, отверстия, переходы и вообще всякие резкие изменения сечений и формы элементов деталей уменьшают их прочность и жесткость. Концентрация напряжений, возникающая на таких участках, при наличии переменных нагрузок, которым обычно подвергаются детали автомобильных и тракторных двигателей, становится особенно опасной, если детали недостаточно качественна обработаны. Так, например, местные напряжения у края отверстий для смазки в шейках коленчатого вала по данным ЦИАМ в 2,0—2,5 раза больше средних по сечению напряжений. Определение влияния концентрации напряжений с достаточной точностью пока еще возможно лишь в простейших случаях. Поэтому для обеспечения желаемой прочности и надежности необходимо правильно выбирать материал и форму деталей, форму и способы обработки каналов (особенно их выходных отверстий), предусматривать плавные переходы между элементами детали с разными сечениями. [c.48]

Разрушение при ползучести. В. И. Розенблюм (1957) получил решение задачи об определении времени до разрушения диска постоянной толщины с отверстием. В основу положены уравнения установившейся ползучести, распространенные на случай конечных деформаций, таким образом, рассмотрена схема вязкого разрушения. Л. М. Качанов (1960) рассмотрел на основе своей теории некоторые задачи о времени разрушения стержневых систем, сформулировал общую постановку задачи о движении фронта разрушения и определил время разрушения скручиваемого вала. Ю. Н. Работнов (1963) решил задачу о разрушении диска с отверстием по схеме хрупкого разрушения. При этом учитывалось влияние накопления поврежденности на скорость ползучести и, следовательно, на распределение напряжений. Позже Ю. Н. Работнов (1968) рассмотрел вопрос о влиянии концентрации напряжений на длительную прочность. При этом считалось, что распределение напряжений мало отличается от распределения напряжений в жестко-пластическом теле, но переменная величина степени поврежденности со фигурирует в условии пластичности, которое становится подобным условию равновесия неоднородной сыпучей среды. [c.149]

Уточненный расчет проводится как проверочный на основе окончательно разработанной конструкции вала и служит для определения фактических запасов прочности. Необходимо, чтобы запас прочности > 1,5, но, учитывая повышенные требования к жесткости валов, лучше, если п > 2,5 3. При таком запасе прочности специального расчета на жесткость вала не требуется. Уточненный расчет вала производят с учетом влияния на прочность вала наличия концентраторов напряжений отдельных элементов вала. Как известно, такими концентраторами являются шпоночные пазы, сквозные поперечные отверстия под штифты, место 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. [c.136]

Широко применяют пластическую деформацию для упрочнения кромок отверстий, вырубаемых в листовых материалах. На кромках отверстий возникает концентрация напряжения из-за пластических сдвигов, надрывов и микротрещин, образующихся под действием вырубного инструмента. Круговое обжатие кромок отверстий (рис. 215, в) в значительной мере ликвидирует влияние этих ослаблений. Валы, ослабленные канавками, упрочняют накатыванием участков, смежных с канавками (рис. 215, г). [c.308]

Влияние малого отверстия на вал круглого сечения в гидродинамической модели равносильно воздействию неподвижного сплошного цилиндра такого же размера, введённого в поток движущейся жидкости. В непосредственной близости к цилиндру скорости частиц сильно изменяются. Скорости впереди и сзади цилиндра уменьшатся до нуля, между тем как у боковых точек т и п они удвоятся. Поэтому из-за такого рода отверстия удваивается наибольшее напряжение при кручении в той части вала, где оно расположено. [c.107]

Номинальные напряжения определяются в опасных сечениях колена, где напряжение увеличивается вследствие влияния надрезов, например, на фиг. 74 в сечении /—/ (выход смазочного отверстия), в сечении II—И (переход шатунной шейки в щеку) и в сечении III—///. Коренные шейки нагружены меньше и обычно имеют размеры больше, чем шатунные шейки поэтому коренные шейки проверяют лишь в исключительных случаях (например, если на валу сидит шкив, передающий большое тяговое усилие). У тихоходных машин с числом колен не более четырех решающим является обычно изгибающее напряжение, возникающее при максимальном давлении в цилиндре у быстроходных многоцилиндровых машин решающим является напряжение кручения от крутильных колебаний. [c.559]

Скорости в точках перед цилиндром и за ним снижаются до нуля, тогда как скорости в боковых РисГг О. точках т и п удваиваются. Следовательно, отверстие такого вида удваивает касательные напряжения в той части вала, в которой оно расположено. Малый полукруглый надрез на поверхности, параллельный оси вала (рис. 170), производит тот же эффект. Касательное напряжение на дне надреза в точке т примерно вдвое превышает напряжение на поверхности вала в точках, достаточно удаленных от надреза. Та же гидродинамическая аналогия объясняет влияние малого отверстия эллиптического сечения или полуэллиптического надреза. Если одна из главных осей а малого эллиптического отверстия расположена в радиальном направлении, а другая ось равна Ь, то напряжения на границе отверстия по концам оси а увеличиваются в пропорции (l+a/b) l. Максимальное напряжение, дей-ствуюш,ее в этом случае, зависит, таким образом, от величины отношения а/Ь. Влияние отверстия на напрял<ение будет больше, когда большая ось эллипса расположена в радиальном направлении, по сравнению со случаем, когда она расположена в окружном направлении. Поэтому радиальные трещины оказывают существенное ослабляющее влияние на прочность вала. Подобное влияние на распределение напряжений оказывает н полуэллип-тический надрез на поверхности, параллельной оси вала. [c.333]

Существенный недостаток соединения с натягом — зависимость его нагрузочной способности от ряда факторов, трудно поддающихся учету 1пирокого рассеивания значений коэффициента трения и натяга, влияния рабочих температур на прочность соедине-ния и т. д. К недостаткам соединения относятся также наличие высоких сборочных напряжений в деталях и уменьшение их сопротивления усталости вследствие концентрации давлений у краев отверстия. Влияние этих недостатков снижается по мере накопления результатов экспериментальных и теоретических исследований, позволяющих совершенствовать расчет, технологию и конструкцию соединения. Развитие технологической культуры и особенно точности производства деталей обеспечивает этому соединению все более широкое применение. С помощью натяга с валом соединяют зубчатые колеса, маховики, подшипники качения, роторы электродвигателей, диски турбин и т. п. Посадки с натягом используют при изготовлении составных коленчатых валов (рис. 7.9), червячных колес (рис. 7.10 и пр. На практике часто применяют соединение натягом совместно со шпоночным (рис. 7.10). При этом соединение с натягом может быть основным или вспомогательным. В первом случае большая доля нагрузки в>.х принимается посадкой, а шпонка только гарантирует прочность соединения. Во втором случае посадку используют для частичной разгрузки шпонки и центрирования деталей. Точный расчет комбинированного соединения еще не разработан. Сложность такого расчета заключается в определении доли нагрузки, которую передает каждое из соединений. Поэтому в инженерной практике используют приближенный расчет, в котором полагают, что вся нагрузка воспринимается только основным соединением — с натягом или шпоночным. Неточность такого расчета компенсируют выбором повышенных допускаемых напряжений для шпоночных соединений. [c.113]

Местные напряжения, вызываемые отверстиями и желобками, исследованы Дж. Лармором ). Он показал, что просверленное в валу круглое отверстие малого диаметра, параллельное оси вала, удваивает максимальное напряжение в той части вала, где просверлено отверстие. Влияние полукруглых выточек на поверхности круглого вала, параллельных его оси, проявляется в том, что наибольшее касательное напряжение у основания выточки приблизительно вдвое больше, чем касательное напряжение, вычисленное для поверхности вала в том предположении, что выточки нет. Коэффициент концентрации напряжения в случае отверстия или выточки эллиптической формы равен (1+а/Ь), где avib — полуоси эллипса соответственно в радиальном и перпендикулярном к нему направлениях. [c.571]

И. Гейгер ) и X. Хольцер исследовали эту же задачу в связи с крутильными колебаниями коленчатых валов. Е. Мейер ) и Зеель-ман ) произвели ряд опытов над кручением коленчатых валов. Большая часть поломок коленчатых валов должна быть приписана развитию трещин, появляющихся обыкновенно в точках более высокой концентрации напряжения у выкружек и отверстий. Влияние, обусловленное изменением радиуса выкружки на сопротивление усталости коленчатых валов, было исследовано Т. Стентоном и Дж. Бетсоном ). Эти опыты показывают, что влияние ослабления концентрации напряжения увеличивается с понижением пластичности материала. [c.591]

В полноопорных коленчатых валах влияние изгибающих моментов сказывается значительно меньше, чем влияние крутящих моментов, тогда как в неполноопорных валах прочность шатунных шеек зависит как от крутящих, так и от изгибающих моментов. Щеки валов нагружены изгибающими моментами, действующими в плоскости колена, и крутящими моментами, возникающими от изгиба в плоскости, перпендикулярной плоскости колена. На щеки, кроме того, действуют осевые силы в соответствии с перерезывающими силами от поперечного изгиба. Области наибольшей напряженности в колене определяются местами концентрации напряжений, что обычно упрощает определение тех плоскостей, в которых должны действовать изгибающие моменты. Колено вала имеет две основные области концентрации напряжений поперечные отверстия для смазки и галтели сопряжений шеек и щек. В галтелях сопряжений наибольшие концентрации напряжений и при изгибе и при кручении возникают в области, прилегающей к плоскости колена. Только при изгибе перпендикулярно плоскости колена область наибольших напряжений значительно смещается в этой плоскости. [c.223]

Частой причиной поломок являются маслоподБодящие отверстия в валах (фиг. 563, а). Для уменьшения вредного влияния отверстий применяются, различные конструктивные мероприя тия. На фиг. 563, б показано отверстие,, раззенкованное с внешней стороны (в случае, если вал испытывает большое напряжение, следует скруглить и другой конец отверстия, у внутренней поверхности А). Значительно уменьшает концентрацию напряжений снятие лыски (фиг. 563, в). [c.750]

Центрирование насадных деталей. Задача температуронезависимого центрирования встречается при посадке на валу роторов турбин, центробежных и осевых компрессоров и других агрегатов. Если температура ротора высока (рабочие диски турбин) или роторы изготовлены из легкого сплава (центробежные и аксиальные компрессоры), то на посадочном поясе образуется зазор, приводящий к дисбалансу и. биениям ро,тора. У многооборотных роторов зазор увеличивается еще действием центробежных сил, вызывающих напряжения растяжения, имеюи1 ие наибольшую величину у отверстия ротора. В таких случаях необходимо парализовать влияние и температурных деформаций и растяжения ступицы. [c.387]

Вал, рассчитанны на сложное сопротивление, проверяется нз усталость, так как он испытывает переменные напряжения. Поверочный расчет на усталость производят с учетом концентрации (местного повышенпя) напряжений, возникающих в местах изменения формы вала (галтель, резьба, отверстие, шпоночный паз и т. п.) и в неровностях поверхности. Величина концентрации напряжения зависит от абсолютных размеров сечення вала. Влияние указанных факторов на величину концентрации напряжения учитывается соответствующими коэффициента.ми, приведенными в табл. 7, 8 и 9. [c.377]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...