Валы Местные напряжения

На рис. 474 дается ориентировочная зависимость масштабного фактора от диаметра вала для случая изгиба и кручения. Кривая / получена для углеродистой стали при отсутствии местных напряжений. Кривая 2 — для легированной стали (а р 10 00012 000 кГ/сдг ) при отсутствии концентрации напряжений и для углеродистой стали при умеренной концентрации. Кривая 3 относится к легированной стали при наличии концентрации напряжений, а 4—к сталям, имеющим высокую степень концентрации напряжений. Как видно из этих кривых, масштабный фактор более резко сказывается при больших местных напряжениях. [c.404]

При кручении поперечные сечения,круглого вала остаются плоскими, но в зоне переменного сечения радиус искривляется, так как угол поворота сечения вокруг осп является функцией не только радиуса, но и абсциссы, по которой меняется форма вала. В зоне резкого изменения сечения вала появляются местные напряжения, которые не пропорциональны расстоянию от его оси, как при постоянном сечении. [c.86]

В течение последних лет теория упругости нашла широкое применение при решении инженерных задач. Существует много случаев, когда элементарные методы сопротивления материалов оказываются непригодными для того, чтобы дать удовлетворительную информацию о распределении напряжений в инженерных конструкциях тогда приходится прибегать к более совершенным методам теории упругости. Элементарная теория недостаточна, чтобы составить представление о местных напряжениях вблизи зон приложения нагрузок и вблизи опор балок. Равным образом она не может дать удовлетворительное объяснение в тех случаях, когда исследуется распределение напряжений в телах, все размеры которых представляют собой величины одного и того же порядка. Напряжения в роликах и шариках подшипников можно найти, только используя методы теории упругости. Элементарная теория не дает также способа исследования напряжений в местах резкого изменения поперечного сечения балок или валов. Известно, что во входящих углах наблюдается высокая концентрация напряжений. В результате этого именно там прежде всего начинают возникать трещины, особенно если конструкция подвергается действию знакопеременных напряжений. Большинство эксплуатационных поломок деталей машин можно отнести за счет этих трещин. [c.15]

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]

Определяем теоретический коэффициент концентрации. Для этого воспользуемся справочными данными ). На рис. 423 показаны графически значения теоретического коэффициента для вала с галтелью, работающего на кручение. При D/d= 50/40= 1,25 и /-/ <=2/40=0,05 получаем 1,6. Градиент местных напряжений для этого случая определяется из выражения (11.9), приведенного на стр. 403 0=0,602 мм . [c.410]

Врезная шпонка в поперечном сечении имеет форму прямоугольника, а торцы ее скругленные или плоские. На валу и во втулке делают канавки для шпонки. Этим пазом сечение вала ослабляется на 6—10%. Помимо этого, в углах шпоночной канавки возникают значительные местные напряжения. Шпонка дает возможность обеспечить надежное соединение деталей для передачи значительного крутящего момента. [c.488]

Решающее значение местной напряженности для сопротивления деталей усталостному и хрупкому разрушению потребовало широкого использования методов упругости и пластичности, теоретических и экспериментальных, для определения полей деформаций и напряжений в элементах конструкций при таких сложных контурных условиях, которые свойственны резьбам, зубьям шестерен, коленчатым валам, звеньям цепей, лопаткам турбомашин и другим деталям. [c.39]

Коленчатые валы 10 — 50 —Запас прочности 10—54 — Конструктивные соотношения 10 — 51 — Конструкции 10 — 51 — Местные напряжения 10 — 54 — Расчёт 10 — 52 [c.66]

Буксы вала и блока цилиндров, изготовляемые из стали 20Х, подвергаются перед цементацией гальваническому меднению, за исключением поверхностей рабочих пазов, по которым двигаются сегменты кардана. После цементации производится снятие меди и высокий отпуск при температуре 680 10° С. Закалка букс блока цилиндров производится полностью, а букс вала местная (только рабочего паза). Далее следует низкотемпературная обработка и отпуск для снятия напряжений. После механической обработки производится искусственное старение при температуре 180 dz 10° С в течение 2 ч. [c.429]

Антифрикционные еплавы применяют для заливки вкладышей подшипников скольжения Основные требования, предъявляемые к антифрикционным сплавам, определяются условиями работы вкладыша подшипника. Эти сплавы должны иметь достаточную твердость, но не очень высокую, чтобы не вызвать сильного износа вала- сравнительно легко деформироваться под влиянием местных напряжений, т. е. быть пластичными удерживать смазочный материал на поверхности иметь малый коэффициент трения между валом и подшипником. [c.418]

Числа циклов JV, измеряемые тысячами и десятками тысяч, характерны для систем аэродинамических труб (газгольдеры, трубопроводы, аэродинамические трубы). Повышенные местные напряжения в элементах самолетных конструкций и деталях авиационных двигателей возникают в обшивке у отверстий под люки и иллюминаторы, в местах крепления лонжеронов, силовых установок, элементов шасси, в лопатках, дисках и валах турбин и компрессоров. [c.71]

Местные напряжения в зонах сопряжения шеек и щек, около отверстий для смазки и т. д. в совокупности с общей неравномерностью распределения напряжений приводят к существенному повышению напряжения в зонах концентрации по сравнению с номинальными. В связи с этим большое значение приобретает выбор рациональной конструктивной формы вала. [c.316]

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]

Рис. 8.2. Динамические нагрузки, при которых работает коленчатый вал, приводили к появлению трещин у галтели перехода шатунной шейки к задней щеке, особенно на участке (/), где возникали высокие местные напряжения

При наличии по перечных отверстий эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе вала и при кручении кх принимают в зависимости от отношения диаметра отверстия к диаметру вала а/й и временного сопротивления материала сТв. Значения ка и к при а/с =0,05- -0,25 и 0в = 7Он-120 дан/ммР лежат в пределах от 1,5 до 2,5. Увеличение сТв ведет к увеличению к я к . Увеличение диаметра отверстия при данном диаметре вала ведет к снижению местных напряжений у кромок. [c.266]

Влияние различной формы шлицевых пазов на значение наибольших касательных напряжений цри прочих равных условиях показано на рис. 8.10. При этом наибольшее касательное напряжение у вала с эвольвентными шлицами с а=30° и впадиной, очерченной по радиусу, принято за единицу. Как видно, наиболее сильно возрастают местные напряжения т при прямоуголь- [c.267]

Если в ступице около места посадки сделать вырез, смягчающий жесткость детали у еб края, то местные напряжения падают и распределяются более равномерно (фиг. 644, б). Коэффициент концентрации падает с 2,0 до 1,4 если же, кроме окружной канавки, сделать подступичную часть вала несколько большего диаметра, как показано на фиг. 645, то коэффициент концентрации удаётся сни- [c.767]

К основным недостаткам зубчатых соединений относятся 1) возникновение во входящих углах пазов (особенно при прямобочных зубьях) местных напряжений, хотя и меньших, чем в шпоночных пазах 2) неизбежная неравномерность распределения нагрузки, передаваемой соединением, между зубьями 3) необходимость специального оборудования и инструмента — режущего и контрольноизмерительного для изготовления зубчатых валов и втулок. [c.371]

Концентрация напряжений при кручении. При кручении стержней наиболее распространенными концентраторами являются продольные пазы для шпоночных канавок, отверстия, резкие изменения диаметра в местах сопряжений в валах переменного сечения. Наибольшее местное напряжение прп кручении [c.310]

Очень важным конструктивным элементом осей и валов являются участки сопряжения различных диаметров, которые, как указывалось, необходимы для закрепления на осях и валах подшипников и вращающихся деталей. Возникающая в указанных местах концентрация напряжений значительно снижает нагрузочную способность осей и валов при знакопеременных напряжениях. Для уменьшения величины местных напряжений места сопряжений (галтели) следует выполнять дугами максимально возможного радиуса. Однако по конструктивным и монтажным условиям обычно ограничивают величину указанного радиуса. На рис. 13.7, а, б показаны геометрические элементы галтелей при установке на осях и валах подшипников качения, а их величины приведены в табл. 13.6. Рекомендуемые значения радиусов скруглений валов и втулок (рис. 13.7, в, г) даны в табл. 13.7. [c.278]

В целях снижения местных напряжений вала и ступицы внутренние углы пазов должны быть закруглены, а на шпонке сняты ски. [c.115]

При переходах от одного диаметра к другому у валов и шпинделей на концентрацию напряжений большое влияние оказывает радиус галтели. Увеличение этого радиуса, применение переходов эллиптической и специальной формы способствуют снижению местных напряжений. [c.44]

На рис. 412, а показана конструкция галтели с глубоким поднутрением, уменьшающим местные напряжения. Для увеличения радиуса галтели могут применяться также проставочные кольца, как это показано на рис. 412, б. Для снижения местных напряжений иногда прак- р (. 412 тикуется введение разгрузочных канавок (рис. 413, а), наличие которых благотворно сказывается на усталостной прочности вала. Такого же рода разгрузочные канавки могут применяться и в местах посадки (рис. 413, б). [c.395]

При наличии поперечных отверстий величины ЭККН при изгибе Кд вала и при кручениипринимают в зависимости от отношения диаметра отверстия к диаметру вала aid и временного сопротивления материала сГд. Значения и/ .J при a/d = 0,05-f-0,25 и (Тв = 70-=-120 кГ/жж находятся в пределах от 1,5 до 2,5. Увеличение сгв ведет к повышению Kf, и К . Увеличение диаметра отверстия при данном диаметре вала ведет к снижению местных напряжений у кромок. [c.123]

Что касается величины допускаемого напряжения [т], то, как выяснено выше ( 42), его следует принимать от 0,5 до 0,6 основного допускаемого напряжения на растяжение, как и при чистом сдвиге. На практике величина [т] колеблется для мягкой стали от 200 до 1000 кПсле, для твердой — от 300 до 1200 кПсм в завт1си-мости от характера нагрузки (постоянная, переменная, ударная) и величины местных напряжений, возникаюш их в тех местах вала, где в нем имеются гнезда для шпонок, выкружки и другие изменения формы сечения. [c.171]

Если в ступице около места посадки сделать вырез, смягчающий жесткость детали у ее края, то местные напряжения падают и распределяются более равномерно (рис. 456, б). Коэффициент концентрации падает с 2,0 до 1,4 если же, кроме окружной канавки, сделать подступичную часть вала несколько большего диаметра, как показано на рис. 457, то коэффициент концентрации удается снизить до 1,0—1,05. Точно так же, если у места резкого перехода (под прямым углом) сделать плавную выкружку в более толстой части детали (рис. 458, а и б), то местные напряження резко снизятся. [c.569]

Некоторые успехи были достигнуты в решении задачи кручения круглого вала переменного диаметра. Дж. Мичелл ) и, независимо от него, А. Фёппль ) установили, что распределение напряжений определяется при этом функцией напряжений, и указали такую функцию для конического вала. Тем же методом были решены и случаи вала, имеющего форму эллипсоида, гиперболоида или параболоида вращения. К. Рунге ) дал приближенный метод расчета местных напряжений у кольцевой галтели в месте соединения двух цилиндрических валов различных диаметров. [c.483]

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]

При резких изменениях поперечного сечения обычно имеет место значительная концентрация напряжений, и потому практически необходимо особое исследование местных напряжений. Особенно большое значение имеет случай кручения вала переменного кругового поперечного сечения. Общая теория кручения такого вала разработана Дж. Мичеллом i). Она была вновь развита А. Фёпплем ), применившим теорию к осесимметричному конусу и цилиндрическим валам переменного сечения с круговыми выточками. Последняя задача для практики особо важна дальнейшая ее разработка дана Ф. Виллерсом ). С помощью графического интегрирования ему удалось определить численные значения коэффициента концентрации напряжения при различных соотношениях радиуса выточки р [c.573]

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]

Переходы (галтели) должны быть выполнены плавными с большим )адиусом закруглений во избежание чрезмерных местных напряжений. То существующим нормам, радиусы закруглений у муфт должны быть не менее 0,125 диаметра вала, а у колен — це менее 0,05 диаметра мотылевой шейки и соответственно 0,07 диаметра коренной шейки. [c.41]

При рассмотрении местных напряжений в выкружках и выточках скручиваемых круглых валов оказалось очень полезным применение электрической аналогии ). Общее уравнение для электрического тока в тонкой однородной пластинке переменной толщины предстаиится в следующем виде [c.311]

На практике величина [х] колеблется для мягкой стали от 200 до 1000 Kzj M , для твёрдой — от 300 до 1200 Kzj M , в. зависимости от характера нагрузки (постоянная, переменная, ударная) и величины местных напряжений, возникающих в тех местах вала, где в нём имеются гнёзда для шпонок, выкружки и другие изменения формы сечения. [c.197]

Очень важным конструктивным элекГентом осей и валов являются участки сопряжения различных диаметров, которые, как указывалось, необходимы для закрепления на осях и валах подшипников и вращающихся деталей. Возникающая в указанных местах концентрация напряжений значительно снижает нагрузочную способность осей и валов при знакопеременных напряжениях. Для уменьшения величины местных напряжений места сопряжений (галтели) следует выполнять [c.280]

Правка механическим наклепом осуществляется ударами ручного или пневматического молотка с шаровидным бойком по поверхности детали (рис. 2.31). Этот способ успешно применяется для правки небольших стальных коленчатых валов и других валов сложной формы. Так, например, в зависимости от направления прогиба коленчатого вала наклепывают соответствующие поверхности его щек справа и слева оси шатунной шейки. Продолжительность правки и глубина на-клепа (деформации щеки) зависят от силы и числа ударов в единицу времени, конструкции бойка и материала вала. По одному и тому же месту делают не более трех-четырех ударов. Качество правкидантроли-руют измерением биения вала. Правильно проведенная правка характеризуется стабильностью во времени, высокой точностью (до 0,02 мм), сохранением усталостной прочности материала за счет возникновения местных напряжений сжатия в поверхностном слое детали. При этом практически не происходит концентрации остаточных растягивающих напряжений в опасных сечениях вала. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...