Расчет по предельным состояниям.

Выполняется при действии статических и переменных напряжений. При этом учитываются максимальные действующие нагрузки.

Т =Т_ном∙К,

где К – коэфф. динамической нагрузки.

Вид машины	К – коэфф. динамической нагрузки
Приводы с асинхронным электродвигателем Главный привод токарного станка Строгальные и долбежные станки, лебедки, транспортеры Прокатные станы, кузнечные и штамповочные прессы	2...5 1,8...4   1,5...2,5 2,5...6

 

Условие прочности рассчитываемой детали машины выражается неравенством

                                                       или ,

где  и  ─ соответственно рабочее и допускаемое нормальные напряжения,

 и  ─ касательные напряжения.

       Допускаемые напряжения  и  определяют по формулам           и ,

где s _пред и t_пред ─ соответственно предельные нормальное и касательное напряжения, при достижении которых деталь выходит из строя;

 [ S ] ─ допускаемый коэффициент запаса прочности для рассчитываемой детали.

Для пластичных материалов σ_пред = σ_т; τ_пред = τ_т.

Для хрупких – σ_пред = σ_В; τ_пред = τ_В,

где σ_в – предел прочности, σ_т – предел текучести.

 

Коэффициент запаса прочности получают как произведение частных значений коэффициентов, учитывающих различные факторы

[ S ] = S ₁ S ₂ S ₃,

где S ₁ – коэффициент, учитывающий неточности в опреде-лении нагрузок и напряжений S ₁ =1…1,5;

S ₂ - коэффициент, учитывающий неоднородность материала (для пластичных материалов S ₂ =1,2…1,5, для хрупких материалов S 2 может достигать значений 2,5 и более);

S ₃ – коэффициент, учитывающий степень ответственности детали (в общем машиностроении принимают S ₃ =1…1,5).

Расчет по допускаемым напряжениям обычно выполняется и при действии переменных напряжений как проектный, служащий для определения основных размеров детали. При этом учитываются только номинальные нагрузки.

 

Расчеты на усталостную прочность

Параметры цикла напряжений

R = σ _min / σ _max – показатель цикла

Рассчитывая на прочность детали машин при переменных напряжениях, в качестве предельного напряжения принимают предел выносливости s_R.

Для расчета допускаемых напряжений при действии переменных нагрузок используют кривую усталости (кривую Велера), устанавливающую связь между максимальным напряжением, при котором испытывается образец, и числом циклов нагружения N до разрушения образца.

Для стальных образцов эта кривая состоит из наклонного криволинейного и горизонтального линейного участков (рис.).

Число циклов нагружения, соответствующее началу горизонтального участка, называют базовым числом циклов и обозначают N _В. Обычно N _В ≈10⁷.

Кривая усталости (Велера)

 

Пределом выносливости σ_-1 называют наибольшее переменное напряжение при симметричном цикле (R = – 1), при котором не происходит разрушения образца после действия базового количества циклов нагружения.

Для контактных напряжений m=6

Для изгибных напряжений

m=6 для улучшения и нормализации;

m=9 для цементации и закалки.