20081

Конструирование при циклическом нагружении. Факторы, повышающие и снижающие предел выносливости

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Уменьшение концентрации напряжений. Если устранить концентраторы напряжений полностью невозможно то следует заменять сильные концентраторы умеренно действующими. Концентраторы следует удалять из наиболее напряженных участков детали и переносить если это допускает конструкция в зоны наименьших напряжений. С целью уменьшения номинальных напряжений целесообразно увеличивать сечения детали на участках расположения концентраторов.

Русский

2013-07-25

101.5 KB

5 чел.

Конструирование при циклическом нагружении. Факторы, повышающие и снижающие предел выносливости.

Уменьшение концентрации напряжений. Если устранить концентраторы напряжений полностью невозможно, то следует заменять сильные концентраторы умеренно действующими. Например, резьбовые отверстия, принадлежащие к числу наиболее сильных концентраторов, целесообразно заменять гладкими отверстиями, отрицательный эффект которых меньше и может быть ослаблен рядом мер.

Концентраторы следует удалять из наиболее напряженных участков детали и переносить, если это допускает конструкция, в зоны наименьших напряжений. С целью уменьшения номинальных напряжений целесообразно увеличивать сечения детали на участках расположения концентраторов.

Галтели. Концентрацию напряжений во входящих углах ступенчатых деталей, например ступенчатых валов, можно значительно снизить рациональной формой сопряжения ступеней.

Острые входящие углы на участках перехода (рис. 200, б) вызывают значительную концентрацию напряжений. Конические сопряжения (рис. 200, в) увеличивают прочность переходных участков, но сокращают длину цилиндрической поверхности малого диаметра. Их применяют только на свободных переходах, где деталь конструктивно не связана со смежными деталями.

Чаще всего для снижения концентрации напряжений на участках перехода вводят галтели (рис. 200, г, ж).

   б) в) г)    д)      е)  ж)

Рис. 200 Снижение концентрации напряжений

во входящих углах ступенчатых валов.

Концентрация напряжений падает с уменьшением перепада диаметров и увеличением относительного радиуса галтели ρ= R/d). Достаточно низкие значения эффективного коэффициента концентрации напряжений (кЭ = 1,5) получаются при ρ = 0,05 ÷ 0,08 для малых перепадов и ρ = = 0,1 ÷ 0,15 для больших.

Эллиптические галтели (см. рис. 200, е) обеспечивают при одинаковых перепадах диаметров относительно большее (примерно на 20%) увеличение прочности. Эффективность таких галтелей зависит от отношения большой полуоси b эллипса к диаметру d вала. При b = (0,4 ÷ 0,45) ·d и a/b = 0,4 коэффициент концентрации напряжений не превышает  1,5.

Недостатком эллиптических галтелей является сокращение длины цилиндрической части вала, что нежелательно как в случаях установки насадных деталей, так и при установке шейки вала в подшипниках скольжения.

Сокращения длины цилиндрической части вала можно избежать, если применить поднутренные галтели (см. рис. 200,.ж), которые по эффективности приблизительно равноценны круговым галтелям с одинаковыми значениями R/d. Поднутрение целесообразно применять в случаях сопряжения цилиндрических валов с призматическими частями, когда есть место для расположения галтели достаточно большого радиуса.

Рис. 201 Введение галтелей

На рис. 201 показаны примеры введения галтелей в шпоночных, шлицевых соединениях и зубчатых передачах (а, в, д - неправильные, б, г, е — правильные конструкции). В зубчатых передачах наиболее высокую циклическую прочность обеспечивает выполнение впадины между зубьями по радиусу, для фрезерованных зубьев — по рис. 201, ж, для шлифованных — по рис. 201, з.

Рис. 202 Обработка отверстий в циклически нагруженных деталях

Отверстия. Участки деталей, ослабленные отверстиями, упрочняют путем увеличения сечений в зоне расположения отверстий, скругления кромок отверстий, обжатия кромок, дорнования отверстий и т. д.

На рис. 202 приведена последовательность операций при обработке отверстий в высоко нагруженных деталях (разгрузочные отверстия дисков турбин): а – сверление; б – снятие фаски; в – зенкерование; г – развертывание; д – скругление кромок; е – уплотнение галтели; ж – прошивание отверстия шариком.

Рис. 203 Устранение концентрации нагрузки на кромках зубьев

Устранение концентрации нагрузки.

Важное правило конструирования циклически нагруженных деталей — это устранение местных скачков напряжений, возникающих в точках приложения сосредоточенных нагрузок.

В зубчатых колесах непрямолинейность зуба, погрешности угла наклона спиральных зубьев, перекос осей колес могут вызвать сосредоточение нагрузки на кромках и, как следствие, повышенные напряжения изгиба и смятия. Обязательно снятие фасок или галтелей на углах зубьев (рис. 203,а). Полезно увеличивать   податливость   зуба   путем   уменьшения

жесткости обода по направлению к торцам (рис. 203,6).

Действенным средством предупреждения повышенных кромочных давлений является придание зубу слегка бочкообразной формы (бомбинирование) с одновременным скруглением торцовых кромок (рис. 203, в). Этот способ обеспечивает при возможных перекосах и неточностях наиболее благоприятное расположение пятна контакта примерно в центре зуба.

Посадки с натягом. Задача упрочнения прессовых соединений заключается прежде всего в уменьшении давления на посадочных поверхностях и напряжений в охватывающей и охватываемой деталях рациональным выбором параметров соединения.

       а)     б)  в)  г)  д)

Рис. 204 Увеличение циклической прочности соединений с натягом

Значительное повышение прочности дает круговое накатывание посадочной поверхности вала. Не рекомендуется применять накатывание ограниченных кольцевых участков у торцов соединения (рис. 204, д), так как на границах этих участков возникают скачки напряжений.

Эффективный способ повышения сопротивления усталости прессовых соединений — это упрочнение контактных поверхностей химико-термической обработкой.

Циклически нагруженные соединения. Соединения, передающие переменный момент или испытывающие знакопеременные радиальные нагрузки, подвержены усталостным повреждениям особого вида: фрикционной коррозии (фреттинг-коррозии), наклепу и схватыванию.

Основной причиной этих дефектов являются многократно повторные деформации и микро-сдвиги сопряженных поверхностей в окружном и продольном направлениях, вызывающие нагрев металла.

Рис. 205 Клеммовые соединения

В конструкции клеммных соединений необходимо обеспечивать равномерную затяжку по всей окружности клеммы. На рис. 205 показан пример ошибочной конструкции 1. Крутящий момент от шейки к щеке передают два шипа. При затяжке клеммы верхние грани шипов упираются в стенки пазов 2. Участок АА остается незатянутым; на нем неизбежно возникает наклеп. В правильной конструкции 3 шип расположен по оси симметрии клеммы. Равномерную затяжку обеспечивает также конструкция 4 с передачей крутящего момента призонным болтом, установленным в лунке шейки. По указанным выше причинам клеммная затяжка неприменима для нагруженных шлицевых соединений.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18400. Визначення тенденції розвитку. Аналіз коливань і сталості дінамічних рядів 106 KB
  Тема 11. 11.1. Визначення тенденції розвитку. 11.2. Аналіз коливань і сталості дінамічних рядів. 11.1. Визначення тенденції розвитку. Тенденція це певний напрям розвитку тривала еволюція яка набуває вигляду більшменш плавної троекторії. Статистичне вивчення тенденці...
18401. Індекси. Індекси із змінними і постійними вагами (ряди індексів) 214 KB
  Тема 12: Індекси 12.1. Суть індексів і роль їх у статистичноекономічному аналізі. 12.2. Методологічні принципи побудови індексів агрегатна форма. 12.3. Середньозважені інжекси арифметична чи гармонійна форми. 12.4. Індекси із змінними і постійними вагами ряди індексів. ...
18402. Графічний метод 61.5 KB
  Тема 13 Графічний метод. 13.1.Поняття статистичного графіка. 13.2.Основні елементи статистичних графіків. 13.3.Класифікація графіків. 13.4.Графіки рядів розподілу. 13.5.Графіки динаміки. 13.6.Графіки порівняння. 13.1.Поняття статистичного графіка. Статистичний графік ...
18403. КОНЦЕПТУАЛЬНІ ЗАСАДИ МОРАЛЬНО-ПСИХОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ 315.5 KB
  КОНЦЕПТУАЛЬНІ ЗАСАДИ МОРАЛЬНО-ПСИХОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ Військова діяльність завжди вимагала від людини спеціальної професійної підготовки і наявності сформованих морально-психологічних якостей. Залежність ходу й наслідків збройної боротьби від рівня підгот
18404. МОРАЛЬНО-ПСИХОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПОВСЯКДЕННОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ВІЙСЬК (СИЛ) 259.5 KB
  ЛЕКЦІЯ 2 МОРАЛЬНОПСИХОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПОВСЯКДЕННОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ВІЙСЬК СИЛ В ході повсякденної діяльності військ сил проводиться їх бойовий вишкіл формування у військовослужбовців високих моральнобойових якостей дисциплінованості та психологічної го
18405. СИСТЕМА МОРАЛЬНО-ПСИХОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПІДГОТОВКИ ТА ВЕДЕННЯ БОЙОВИХ ДІЙ (ОПЕРАЦІЙ) 199.5 KB
  СИСТЕМА МОРАЛЬНО-ПСИХОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПІДГОТОВКИ ТА ВЕДЕННЯ БОЙОВИХ ДІЙ ОПЕРАЦІЙ Оцінка воєннополітичної обстановки у світі та навколо України прогноз її розвитку на найближчу перспективу дозволяють воєннополітичному к
18406. ОРГАНІЗАЦІЯ МОРАЛЬНО-ПСИХОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕН-НЯ ПІДГОТОВКИ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ВІЙСЬК (СИЛ) 237 KB
  ЛЕКЦІЯ 4. ОРГАНІЗАЦІЯ МОРАЛЬНО-ПСИХОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПІДГОТОВКИ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ВІЙСЬК СИЛ Розвиток воєнної науки на сучасному етапі характеризується посиленням вимог до командирів штабів усіх посадових осіб щодо оперативної діяльності в складних умовах....
18407. ОСОБЛИВОСТІ МПЗ ПІДГОТОВКИ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ЧАСТИН І З’ЄДНАНЬ ЗБРОЙНИХ СИЛ УКРАЇНИ 383 KB
  ОСОБЛИВОСТІ МПЗ ПІДГОТОВКИ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ЧАСТИН І ЗЄДНАНЬ ЗБРОЙНИХ СИЛ УКРАЇНИ Бойовий досвід свідчить про те що яка б велика не була роль технічної оснащеності військ але навіть сама досконала техніка і першокласна зброя не можуть...
18408. КОНЦЕПТУАЛЬНО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛОГИСТИКИ 144.5 KB
  ЛЕКЦИЯ 1 Тема 1 КОНЦЕПТУАЛЬНО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛОГИСТИКИ Глоссарий Военная логистика совокупность средств и способов необходимых для доставки людей техники боеприпасов к месту ведения боевых действий а также планирование и организация мероприятий п