Выточки на валах — Концентрация напряжений

Для иллюстрации влияния формы выточки на концентрацию напряжений рассмотрим случай паза (шпоночной канавки) с резко очерченными углами (рис. 228). Опыты, проведенные с полым валом наружного диаметра d = 254 мм и внутреннего 4 = 147 мм, с глубиной паза h = 25,4 мм и шириной Ь = 63,5 мм при различных радиусах р выкружки в углах, показали, что наибольшие напряжения в закругленных углах равны наибольшим напряжениям в таком же валу без паза, умноженным на коэффициент концентрации а , значения которого приведены в табл. 15. [c.237]

Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования показывают, что в области резких изменений в форме упругого тела (внутренние углы, отверстия, выточки), а также в зоне контакта деталей возникают повышенные напряжения. Например, при растяжении полосы с небольшим отверстием (рис. 41], а) закон равномерного распределения напряжений вблизи отверстия нарушается. Напряженное состояние становится двухосным, а у края отверстия появляется пик осевого напряжения. Аналогично при изгибе ступенчатого стержня (рис. 411, б) в зоне внутреннего угла возникает повышенное напряжение, величина которого зависит в первую очередь от радиуса закругления г. При прессовой посадке втулки на вал (рис. 411, в) у концов втулки и вала также возникают местные напряжения. Подобных примеров можно привести очень много. Описанная особенность распределения напряжений получила название концентрации напряжений. Зона распространения повышенных напряжений ограничена узкой областью, расположенной в окрестности очага концентрации, и в связи [c.393]

Форма и соотношение плош,адей, занятых усталостной трещиной и окончательным изломом, зависят от формы сечения элемента, способа его циклического нагружения, наличия концентрации напряжений, а также от влияния среды. На рис. 6.4 представлены схемы типов усталостных изломов для элемента круглого сечения (вал, ось) при знакопеременном изгибе в одной плоскости (а — более высокие циклические напряжения, близкий к симметричному двусторонний рост трещины усталости б — более низкие напряжения, запаздывание возникновения встречной трещины от точки Лг, асимметричное расположение и форма заштрихованного окончательного излома). Типы изломов виг свойственны вращающемуся круглому элементу при изгибе в одной плоскости (в — более высокие напряжения, большая доля сечения занята окончательным изломом, г — более низкие напряжения, большая часть излома занята усталостной трещиной, начавшейся в точке А). Типы изломов дне соответствуют предыдущему случаю нагружения, но при наличии концентрации напряжений в круглом эл-ементе, например, от галтели или выточки (д — более высокие напряжения, трещина развивается от точки А с повышенной скоростью на флангах, у зоны концентрации напряжений ее фронт изгибается, появляются встречные трещины, образуя эллиптическое очертание окончательного излома, е— более низкие напряжения, та же тенденция искривления [c.113]

Обнаруживается, что на максимальное напряжение существенно влияет форма лишь той части поверхности выточки, которая располагается в непосредственной близости к месту наибольшей концентрации напряжений. Уже при небольшом удалении от этого очага форма поверхности тела очень мало влияет на максимальные напряжения. Значительный интерес представляют так называемые разгружающие выточки — создаваемые специально, т. е. не вызванные целевым назначением детали и эксплуатационными к ней требованиями. Если, например, на валу имеется одна выточка, требующаяся по конструктивным соображениям, то вызываемое ею возмущение в поле напряжений оказывается большим, чем возмущение, возникающее при наличии в валу двух выточек, из которых лишь одна нужна по конструктивным соображениям, а вторая создана для улучшения напряженного состояния. Эта вторая выточка и носит название разгружающей. [c.713]

Сварка делает возможным изготовление ротора из двух разнородных сталей горячие части ротора, расположенные на периферии, могут быть изготовлены из стали аустенитного класса, а центральная часть — из стали перлитного класса. Такой ротор показан на фиг. 66, е. Сварка в конструкции турбинных роторов может играть и вспомогательную роль. Так, ротор, показанный на фиг. 66, г, образован центральной цельнокованой частью с валом, на который насажены диски. Насадные диски передают крутящий момент ротору через сварные швы, соединяющие их с валом. Благодаря такой конструкции удается избегнуть концентрации напряжений, возникающей в случае передачи крутящего момента с помощью шпонок. Для повышения гибкости соединения на валу делается выточка. [c.115]

В рассматриваемой конструкции предусмотрена проточка в корне шва под подкладное кольцо. Считается при этом (п. 1), что наличие этой выточки уменьшает концентрацию напряжений в корне шва и обеспечивает большую надежность работы соединения. Имеются также примеры соединения диска с валом на посадке без подкладного кольца. Сборка и сварка при этом варианте упрощены и, как показал опыт эксплуатации, подобное соединение может быть допущено для рабочих колес относительно небольших размеров. [c.130]

Концентрация напряжений при действии циклических переменных нагрузок приводит к разрушению вала при напряжениях в 1,5...3,0 раза ниже предела выносливости гладкого образца без концентрации напряжения учет концентрации напряжений при расчетах соединений с натягом см. [1], [14]. Для уменьшения концентрации напряжения наиболее часто применяют следующие способы ограничение относительной длины соединения (/ не следует брать более 1,2 d) утолщение подступичной части вала с плавным переходом (рис. 5.10, а) применение разгружающих выточек на торцах охватывающей детали (рис. 5.10, б) и др. [c.121]

Концентрация напряжений возникает также при надавливаний на поверхность вала края насаженной на него детали, если в этом месте вал испытывает переменные напряжения изгиба или кручения. Концентрация напряжений особенно велика в тех случаях, когда деталь посажена на вал с натягом и передает на него нагрузку. Для уменьшения концентрации напряжений у края насаженной детали протачивают разгружающие выточки (рис. 3, м) или применяют утончающиеся к концам ступицы (рис. 3, и). [c.310]

Отверстия — Контур сечения 206 — Расчет на прочность 209 — Силы распорные 207 Выкрашивание усталостное деталей подшипников качения 372, 373 Выточки иа валах — Концентрация напряжений 227 [c.429]

В зависимости от соотношения диаметров шестерни и вала зубья нарезают на выступающем венце (рис. 10.13, а, б, в) либо углубляют в тело вала частично или полностью (рис. 10.13, г, д). Если диаметр зубчатого венца значительно больше диаметра вала, то в целях уменьшения концентрации напряжений в местах резкого перехода сечений этот переход выполняют ступенчатым (см. рис. 10.13, а) или с выточками (см. рис. 10.13, б). Последние способствуют также более равномерному распределению нагрузки по длине зуба. При углублении зуба 328 [c.328]

На фиг. 435—440 представлены графики значений эффективных коэффициентов концентрации напряжений для валов с кольцевой выточкой при изгибе и кручении. [c.644]

Стоящий на втором месте коэффициент концентрации напряжений рй учитывает влияние всех (кроме обусловленных шероховатостью поверхности) концентраторов напряжений, таких, как изменение диаметра полуоси (вала), галтели, выточки, не-круглость сечения и т. п. [c.22]

По ЭТИМ кривым можно установить, что коэффициенты концентрации напряжений выше для пластинок, чем для круглых валов в случае растяжения разница становится более заметной. В случае чистого изгиба, что имеет большое практическое значение, разница между двумя случаями мала, около 6—8 / для выто ек практических размеров. Пунктирные кривые 5 и б на рис. 203 получаются из кривых на рис. 182 й 202 путем экстраполирования этих кривых к большим значениям отношения /г/г, которое соответствует. глубокой выточке полукруглой на дне. Можно видеть, что кривые 5 и 6 удовлетворительно согласуются с кривыми / и 5 для гиперболических выточек [c.272]

Так или иначе, номинальное напряжение выбирается в первую очередь из соображений, связанных с простотой расчета. Величина теоретического коэффициента концентрации определена для основных встречающихся на практике типовых конструкционных элементов. Данные по величине приводятся в виде таблиц и графиков в справочной литературе по машиностроению. Так, например, на рис. 415 показана зависимость теоретического коэффициента концентрации от соотношения геометрических размеров ДЛЯ ПОЛОСЫ С отверстием и для вала с выточкой. [c.396]

Если вал имеет кольцевую выточку (фиг. 283, г), то концентрация касательных напряжений возникает в точках к, находящихся на периферии наименьшего сечения вала. В этом случае распределение напряжений [c.283]

Повышение пределов выносливости деталей с напрессовками, в которых возникает фреттинг-коррозия, может осуществляться конструктивными и технологическими методами. Конструктивные мероприятия сводятся к созданию выточек на торце ступицы (рис. 3.38, а), введению утоненного пояска у края ступицы (рис. 3.85, б), утолщения подступочной части (рис. 3.38, в), разгружающих выточек на валу (рис. 3.38, г) и других конструктивных изменений, уменьшающих концентрацию контактных давлений и напряжений в вале у края напрессованной ступицы и вследствие этого приводящих к повышению сопротивления усталости. [c.114]

На рис. 6.9, а, б показано осевое фиксирование колеса с помощью двух полуколец /, закладываемых в кольцевую выточку вала. Полукольца удерживают от выпадания пружинным кольцом 2 (а) или винтами (б). Необходимо учитывать, что выточка уменьшает сечение вала и вызывает концентрацию напряжений. Поэтому способы фиксирования по рис. 6.9, а, 6 применяют при достаточном запасе сопротивлению y тaJ o ти вала. [c.87]

Уменьшить относительное микросмеш,ение можно путем придания деталям соответствующих конфигураций или посредством повышения силы трения. Что касается конфигурации деталей, то общеизвестно, что применение разгружающих выточек в ступицах и двойных конических ступиц взамен цилиндрических повышает предел выносливости валов и осей. Эти мероприятия уменьшают не только теоретический коэффициент концентрации напряжений, но и проскальзывание, что, например, нетрудно уяснить, руководствуясь рассуждениями, примененными к схеме на рис. 13.3. Конструктивные методы борьбы с фреттинг-коррозией можно найти в работе [46 ]. [c.228]

К резкой концентрации напряжений приводит контакт поверхности вала с краем сидящей на нем детали. В этом слушае концентрацию напряжений можно уменьшить на 15—25%, если сделать разгружающие выточки пли, фасонные ступицы (рис. 2, а), или на 10—15%, если усилить подступочную часть (рис. 2, б). Выполнение выточек накаткой или выдавливанием снижает концентрацию на 30—40% (рис. 2, ). [c.100]

Фёпплем были продолжены усталостные испытания по способу Вёлера, поставленные в Мюнхене Баушингером. Он распространил их на образцы с выточками и изучил, таким образом, влияние концентрации напряжений. Он изучил этот вопрос также и теоретически и показал, что при кручении вала, состоящего из двух частей разных диаметров, соединенных галтелью, концентрация напряжений зависит в значительной мере от радиуса галтели. [c.363]

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]

По оси абсцисс отложены отношения R/r, ординаты дают значения k — коэффициента концентрации напряжения. Для того чтобы получить наи )льшее касательное напряжение у выточек (в точке т на рис. 9, Ь), нужно касательное напряжение у поверхности вала радиуса г, равное 2 Mjnr , умножить на коэффициент концентрации. Как видно из рис. 9, например, для р/г=0,1 Rlr—, 5 коэффициент концентрации напряжения равен приблизительно 1,7. от коэффициент увеличивается вместе с ростом отношения R/r и с уменьшением р/г. Этим высоким местным напряжениям при пере- [c.574]

Воз,мон<ность повышения выносливости при наличии нескольких рядом расположенных концентраторов подтверждается и таким примером при напрессовке втулки на вал в точках А (рис. 381) имеет место значительная концентрация напряжений, снижаюшая усталостную прочность этого узла. Вредное влияние концентрации можно уменьшить вышлифовкой разгружающих выточек, диаметр которых г, лишь на несколько десятых миллиметра меньше диаметра к. [c.419]

Оценку концентрации напряжений при кручении круглого вала с кольцевой выточкой, основанную на применении теории функций комплексного переменного в сочетании с вариационным методом, получил Г. Н. Положий (1957). Задача о концентрации напряжений при кручении в местах резкого изменения диаметра вала методом сеток изучалась Б. А. Розовской (1956, 1958). Кручение трубы с переменным сечением рассмотрели Ю. А. Амензаде и Г. М. Саркисов (1959). [c.31]

Полученные представления могут быть использованы для решения задач кручения методами теории р-аналитических функций. Кроме того, при помощи теоремы о сохранении области, справедливой для р-аналитических функций, удается получить сравнительно простые оценки некоторых интегральных характеристик (например, аксиального значения вектора напряжений на боковой поверхности вала), что важно при расчетах коэффициента концентрации напряжений около выточек и других неправильностей. Более подробно этот вопрос освешен в упоминавшейся монографии Г. Н. Положия [112 ]. [c.449]

Для сравнения коэффициентов концентрации напряжений при растяжении и изгибе для пластинок и для круглых валов даны кривые на рис. 203 ). Кривые / и 2, которые дают коэффициенты концентрации напряжений для гиперболической выточки в пластинке и в круглом вале при растяжении, вычислены из уравнений (Ь) и (с) стр. 255. Кривые 3 ипоказывающие подобные значения для выточек при чистом изгибе, вычислены из уравнений (Ь) и (с) стр. 269. [c.269]

Рассмотрим плоскодеформированное напряженное состояние зуба и впадин, которое возникает в резьбовых соединениях большого диаметра с относительно мелкой резьбой в зонах сопряжения. Область возмущения напряженного состояния, в которой требуется находить распределение напряжений и значение козффициента концентрации, удалена на большое расстояние от оси, и размеры этой области можно рассматривать как малые в сравнении с расстоянием от оси [33]. На рис. 4.17 показаны зависимости коэффициентов концентрации от соотношения размеров в плоской и осесимметричной задаче при растяжении пластинки и вала с выточками, глубина и радиус закругления в метрической резьбе шага 5=6 мм. При неизменной геометрии вьггочек, изменяя размер ослабленного сечения d, получаем зависимости коэффициентов концентрации в плоской и осесимметричной детали от d. Кривая 1 относится к плоской задаче, а кривая 2 — к осесимметричной. Из рисунка видно, что при увеличении размера d обе кривые сближаются и, начиная с некоторой величины, совпадают, что свидетельствует о практически полной идентичности напряженных состояний в окрестности впадин. В соответствии с зтим в случае нагрузки, приложенной непосредственно к зубу, можно принять, что напряженное и деформированное состояние, возникающее в зубе и в окрестности впадин, является плоским. [c.159]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...