Концентрация в валах при кручении

Значения эффективных коэффициентов концентрации для шлицевых валов при кручении представлены в табл. 15. [c.476]

Фиг. 105. Теоретические коэффициенты концентрации на-Пряжений при кручении ступенчатого вала с галтелью наибольшие местные напряжения возникают в точках А.

Коэффициент концентрации напряжений при кручении для валов из етали, имеющей в Мн/м- [c.320]

Коэффициент концентрации напряжении при кручении Ат для валов из стали, имеющей в Мн /м [c.321]

На практике часто применяют цилиндрические валы с различными диаметрами на разных участках, причем участки сопрягаются кольцевыми выкружками (рис. 151, а). При кручении таких валов в начале закругления имеет место высокая концентрация напряжений (эпюра касательных напряжений в зоне концентрации показана на рис. 151, б). Для случая, когда — 2 [c.218]

Хрупкие материалы, напротив, весьма чувствительны к концентрации напряжений. Например, разрушение при кручении ступенчатого вала, изготовленного из закаленной стали, может произойти и при статической нагрузке, так как вследствие концентрации напряжений в местах перехода двух смежных диаметров возможно появление трещин. Поэтому 3 расчетах на статическую прочность деталей из хрупких и малопластичных материалов учитывать концентрацию напряжений необходимо, причем для таких материалов эф( ктивный коэффициент концентрации весьма близок по своему значению к теоретическому. [c.219]

Такое высокое значение коэффициентов концентрации при кручении валов с отверстием (часто такие отверстия делают для смазки) обязывает особенно осторожно подходить к выбору размеров валов, изготавливаемых из хрупких материалов. Для снижения концентрации напряжений в машиностроительной практике приходится прибегать к различным технологическим мерам сглаживанию резких переходов, закруглению кромок (у отверстий) и т. п. [c.240]

Рис. 61. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений ( 1) ,4 Для валов с отношением диаметров D/d =1,4 при кручении в зависимости от отношения r/d для сталей с пределом прочности

В случае концентрации касательных напряжений (например, при кручении вала) аналогично [c.329]

Эффективные коэффициенты концентрации для валов в месте шпоночной канавки при изгибе и кручении [c.433]

На рисунке 77 приведены графики значений коэффициентов концентрации напряжений для ступенчатых валов при изгибе и кручении. Эти диаграммы, полученные опытным путем, помогают конструктору выбрать оптимальное соотношение радиуса галтели— г к диаметру вала—d. В самом деле, предположим, что конструктор принял это отношение равным 0,05 и выполнил сопряжение, как на рис. 76. Тогда, согласно диаграмме, коэффициент концентрации напряжений при изгибе будет больше 2. Это большая величина, она потребует дополнительной затраты материала на усиление (утяжеление) детали. [c.194]

Значения эффективных коэффициентов концентрации для валов со шпоночными пазами представлены в табл. 19 для изгиба и в табл. 20 — для кручения. При [c.508]

Расчет валов на жесткость при кручении производится в случаях, когда значительное закручивание вала вызывает концентрацию нагру зки (например, по длине зуба у шлицевых валов и валов-шестерен) или нарушает работу механизмов. Например, в результате значительного закручивания вала механизма перемещения мостового крана возможен его перекос на подкрановых путях. [c.362]

VI — эффективные коэффициенты концентрации напряжений (отношение предела усталости, полученного в результате испытаний гладких образцов, к пределу усталости, полученного на образцах с концентратором напряжений) соответственно при изгибе и при кручении [1, 10, 31, 33] — коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения — масштабный фактор (отношение предела усталости образцов и деталей реальных размеров к пределу усталости, полученному при испытаниях стандартных образцов малых диаметров) [1, 31] Кр — коэффициент влияния шероховатости поверхности [10, 31] Ку — коэффициент влияния упрочнения, вводимый для валов и осей с поверхностным упрочнением (закалка ТВЧ — цементация, азотирование и т. п.) [2, 7] и — коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений соответственно при изгибе и кручении (см. табл. 16.2). [c.418]

При расчете коленчатых валов нужно учитывать общую неравномерность распределения напряжений и концентрацию напряжений. Коэффициенты Pi и Рг (при изгибе в плоскости колена и в перпендикулярной плоскости) и Рк (при кручении), приведенные в табл. И, 12, характеризуют общую неравномерность, коэффициенты а и к — концентрацию напряжений в сопряжении шейки со щекой [6] (рис. 77). Напряжения в галтельном сопряжении со щекой определяют по формулам [1] [c.474]

При резких изменениях поперечного сечения, что часто встречается в валах круговых сечений, у выкружек имеет место значительная концентрация напряжений, которую нужно принимать во внимание. Если предположить, что точки максимальной концентрации напряжения для кручения и изгиба совпадают, то главные напряжения, соответствующие совместному действию кручения и изгиба, могут быть определены при помощи таблиц. При небольших радиусах выкружек коэффициенты концентрации имеют большие [c.590]

Особенно полезны различные аналоговые методы. Эти методы основаны на том факте, что в некоторых случаях задача теории упругости математически эквивалентна задаче другого раздела физики, в котором требуемые величины могут быть легко измерены. Уже было упомянуто о гидродинамической аналогии, с помощью которой Дж. Лармор определил концентрацию напряжения в скручиваемом валу, вызванную малым круглым отверстием. Очень важная аналогия была развита Л. Прандтлем ). Он показал, что задача кручения эквивалентна определению поверхности прогибов равномерно растянутой и равномерно нагруженной мембраны, имеющей такую же форму, как и поперечное сечение скручиваемого вала. Используя мыльную пленку как мембрану и замеряя оптическим путем максимальный наклон поверхности прогибов, вызванный равномерным давлением газа, можно легко получить максимальное напряжение при кручении. В дальнейшем метод мембранной аналогии был развит Г. Тейлором ) и применен к исследованию напряжений при кручении валов со сложной формой поперечного сечения. Кроме того, таким же образом была изучена концентрация напряжения в круглых валах со шпоночными канавками. [c.669]

Прочность вала при действии переменных напряжений в большой степени обусловлена его конструктивными формами на участках перехода между ступенями, размещения шлицев, пазов, отверстий, проточек и др., в которых возникает концентрация напряжений изгиба и кручения. Для повышения сопротивления [c.30]

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений в галтелях ступенчатых валов при изгибе ( ) и кручении (й ) [c.312]

Значения эффективных коэффициентов концентрации для валов со шпоночными пазами представлены в табл. 18 для изгиба и в табл. 19 — для кручения. При использовании значений к и к , приведенных в табл. 18 и 19, номинальные напряжения следует вычислять по нетто-сечению. Данные таблицы относятся как к валам с одной шпонкой, так и к валам с двумя шпонками. [c.459]

Концентрация напряжений в вале с галтелью при кручении. Определение коэффициентов концентрации напряжений в галтелях ступенчатых сплошных валов круглого сечения с применением рассматриваемого метода может быть выполнено для широкого диапа-222 [c.222]

Фиг. III. 39. Коэффициенты концентрации при кручении ступенчатого вала, полученные на составной клееной модели (точки) и в работе [20] (кривые).

Фиг. 33. Коэфициенты концентрации для валов с поперечными отверстиями при кручении в зависимости от предела прочности а ,

Рис. 4. Эффективные коэффициенты концентрации для ступенчатых валов при = 2 и й = 30 50 мм-, а — при изгибе б — при растяжении-сжатии в — при кручении г — поправочный коэффициент на отношение<2. / — изгиб кручение.

В заключение рассмотрим случай концентрации напряжений вокруг малого ра-(с диального отверстия в полом тонкостенном валу при кручении (рис. 232). Двумя парами взаимно перпендикулярных площадок, наклоненных под углом 45° к образующим вала, выделим вокруг отверстия некоторый элемент (рис. 233). Эти площадки для рассматриваемой задачи кручения, как было установлено, являются главными, а поэтому по граням рассматриваемого элемента abed будут действовать только нормальные напряжения, равные по величине, но разные по знаку. Абсолютные значения их, как известно, равны касательным напряжениям, определяемым в соответствующих точках поперечного сечения по формулам теории кру-ченля. Анализируя напряженное состояние рассматриваемого элемента и полагая, что отверстие мало, а стенки вала тонкие, легко убедиться, что это напряженное состояние аналогично тому, какое имеет место для тонкой пластинки с малым отверстием, растянутой в одном направлении некоторым напряжением а = т и сжатым таким же по величине напряжением в направлении под углом 90° к первому. [c.238]

Геометрические параметры в группе 3 обязательно должны быть независимьши один от другого и однозначно определять геометрию детали. Вся их совокупность образует геометрическую группу, зависимую от групп 2 та. 1. Геометрические параметры способны изменяться неп]зерывно и в широких пределах, благодаря чему появляется возможность изменять параметры других параметрических групп. Иногда непрерывность изменения геометрических параметров нарушается и преобретает дискретный характер, если налагаются ограничения в виде регламентации стандартными рядами предпочтительных чисел или особыми требованиями. К геометрическим параметрам относятся размерные комплексы. Из них важное значение в оптимизации функциональных параметров приобрела величина, обратная эффективному коэффициенту концентрации напряжений,— коэффициент проектирования К . Насколько важно значение коэффициента проектирования в оценке влияния конструкторско-технологических факторов, проследим на примере ступенчатого вала при кручении (диаметр наибольшей ступени В, диаметр наименьшей ступени (1=012, теоретический коэффициент концентрации напряжений K =, 2(> в области изменения формы) [c.318]

В работе Е. Корнелиуса приведены результаты исследования влияния натяга на сопротивление усталости валов диаметром 60 мм из стали St50 при знакопеременном кручении (бесшпоноч-ное соединение). Предел выносливости гладких валов при кручении составлял = 20,7 кгс/мм. Изменение натяга в пределах от 0,127 до 0,303 мм не привело к закономерному изменению пределов вынослиаости. При этом эффективные коэффициенты концентрации напряжений /Ст = 1,6- -1,77. [c.112]

Анализ данных табл. 3.13 показывает, что с ростом предела прочности стали резко возрастают эффективные коэффициенты концентрации от напрессовки при кручении. Вследствие этого применение высокопрочных сталей для валов с напрессовками оказывается малоэффективным, а может даже привести и к снижению предела выносливости в сравнении с углеродистой сталью [например, = 4 кгс/мм (для стали 15Х2Г2СВА) и 1Г 1д == = 7 кгс/мм (для стали 45)]. [c.113]

В свободной (неконтактирующей) части шлицевого вала имеет место значительная концентрация касательных напряжений. Теоретический коэффициент концентрации касательных напряжений при кручении шлицевого вала [c.92]

Большой практический интерес при кручении круглых валов представляет концентрация напряжений у продольных пазов, предназначенных для помещения шпонок. Если шпоночный паз имеет прямоугольное сечение (рис. 150, а), то в выступающих углах т касательные напряжения равны нулю, а во входящих углах п напряжения теоретически бесконечно велики (практически же их величина ограничена пределом текучести ). Как показали исследования, коэффициент концентрации напряжений для паза при заданных глубине его и размерах вала зависит главным образом от кривизны поверхности по дну паза. Поэтому углы п необходимо скруглять, причем с увеличением радиуса скругления концентрация напряжений будет уменьшаться. Так, с увеличением р1адиуса от 0,1 до 0,5 глубины паза коэффициент к снижается более чем в. 2 раза. [c.218]

Рассмотрим второй типичный пример концентрации напряжений при кручении валов переменного сечения, с которыми часто приходится встречаться в машиностроительной практике. Если диаметр вала по его длине меняется постепенно, то формулы, полученные для определения напряжений в цилиндрических валах, позволяют оценить максимальные напряжения с достаточной степенью точности. Если же изменение диаметра происходит резко — так, как показано на рис. 229, то в точках т в начале закругления имеет место высокая концентрация напряжений. При этом величина наибольшего напряжения зависит от отношений р d и D d, где р — радиус закругления, а D и d — диаметры сопрягаемых цилиндрических частей вала. Как показывают опыты, основанные на применении электроаналогии, картина распределения касательных напряжений [c.237]

При нагружении пластины с отверстием напряжениями разного знака на границе невозмущенной области (рис. 7.11) концентрация напряжений сказывается в большей степени и зависит от соотношения ру и рх- Такая концентрация при ру=—Рх встречается при кручении полых валов трансмиссии двигателей и в других конструкциях. В этохм случае а =4 при упругом нагружении [15], а при упругопластическом нагружении пластические деформации появляются при меньших (на 40—45%) нагрузках, чем при одноосном нагружении. [c.136]

Фиг. 72. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений 4 для валов с отношением диаметров Djd=, при кручении в зависимости от отношения rld 1—для стали с пределом прочности 0 =120 кГ1мм 2 — Од = 60 кГ/мм 3 —

Существенно увеличивает прочность вала при изгибе перекрытие шеек, особенно при тонких и узких щеках (рис. 4, г). При степени перекрытия Аа =+0,2 (рис. 4, 5) снижение напряжения может составить 20—30%. В двигателях с малым ходом поршня, особенно при положительном перекрытии, канал в шатунных шейках приходится делать наклонным (рис. 4, е) или эксцентричным (рис. 4, ж). Эксцентричное сверление предпочтительнее, так как дает возможность еще снизить напряжение в галтели перехода к щеке снижение это может составлять при изгибе около 5%, при кручении около 10%, оптимальная величина относительного эксцентриситета e/d составляет около 0,05. Для снижения концентрации напря->йений в зонах галтелей коленчатых валов могут быть использованы те же приемы, что и для, прямых валов. В ответственных случаях галтель описывают двумя радиусами, применяют также эллиптическую (рис, 4, з) или параболическую (рис. 4, и) галтели. Так как в этих случаях сильно умень-ша гтся рабочая длина шейки, то целесообразно выполнять галтель с поднутрением в щеку или шейку (рис. 4, к). При малой толщине щеки поднутрение обычна не применяют из-за ослабления щеки. Поднутрение в шейку может дать снижение напряжений в местах перехода на 20—40%, однако уменьшает опорную поверхность шейки. Масло для смазки шатунных подшипников обычно подается под давлением от коренных подшипников через сверления в щеках. В этом случае шейки оказываются ослабленными поперечными отверстиями, вызывающими [c.316]

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]

Преимущества бесшпоночного соединения 1) изготовление описанного профиля проще, чем изготовление вала со шпоночным пазом при тех же размерах соединяемых деталей 2) отверстие в закаленной втулке можно точно прошлифовать, что в зубчатых (шлицевых) отверстиях невоз.можно или трудно выполнимо нет опасности образования закалочных трещин, а таюке концентрации напряжений в углах пазов 3) упругая и остаточная деформации при нагрузке на кручение и изгиб меньше, чем в зубчатом соединении (момент сопротивления при кручении составляет № о = 0,2 ) 4) переход от участка фасонного профиля к цилиндрическому участку вала юлieт быть выполнен по дуге большого радиуса так как здесь не требуется выбег для фрезы, длина цапфы и втулки получается обычно более короткой, чем при зубчатом (шлицевом) соединении 5) отверстия трехдугового профиля могут быть выполнены глухими или ступенчатыми и точно прошлифованы. [c.55]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...