И.А.Паначев Расчет вала на усталость

20

Приложение 1 (продолжение)

d

a

Эффективный коэффициент концентрации

	ко	Изгиб
	2,2	a/d=0,05÷0,1
	2,0
	1,8
	1,6	a/d=0,15÷0,25
	1,4
	1,2

400 600 800 1000 σВ , Н/мм2

ко		Кручение
2,6
2,2
1,8
1,4
1,0				σВ , Н/мм2
400	600	800	1000

d

						Эффективный коэффициент концентрации
																								Поправочный
																								коэффициент
ко
																								к = α ко
4,0
																						α
					Усилие передается
3,0																				2,0
																				1,75
2,0																				1,5
							Усилие не передается														1,25
1,0																				1,0
																							500 600 700 σв, Н/мм2
	20 30 40 50 60 100 150 200 d, мм

Приложение 2

Справочные данные для расчета на устойчивость сжатых стержней

Коэффициенты формулы Ясинского

и пределы ее применимости λо ≤ λ ≤ λпред =

π 2Е

σ

пц

λ2;

σ

=

−

λ +

Материал

λ

о

λ

пред

а, Н мм

2

b,

Н мм

2

Для чугуна

кр

a

b

c

мм2 ;

мм2

Ст 2, Ст 3, Стали 10, 15, 20

40

100

310

1,14

а = 776 Н

b =12 Н

Ст 5, Стали 30, 35

100

464

3,26

c = 0,053 Н мм2 ;

λ

= 80

Сталь 40

90

321

1,16

пр

Стали 15ГС, 18Г2С, 25Г2С

100

589

3,82

Дерево (сосна)

0

110

29,3

0,194

21

Приложение 2 (продолжение)

Коэффициенты понижения основного допускаемого напряжения ϕ

	0,Ст2, 43,	Стали		СПК	Серые чугуны		Алюминиевые		Каменныеи армокаменные элементы	Железобетон	Бетон тяжелый	Дерево сосна( , ель)
		5Ст 1-НЛ	–НЛ2 ХСНД(15)		28-12СЧ	44-21СЧ	Амг магна( - )лин	Т16Д дюра(- люминий)
							сплавы
λ
0	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
10	0,99	0,98	0,98	0,97	0,97	0,95	0,973	0,999	0,99	1,00	1,00	0,99
20	0,97	0,95	0,95	0,95	0,91	0,87	0,945	0,998	0,96	1,00	0,96	0,97	22
30	0,95	0,92	0,93	0,91	0,81	0,75	0,917	0,835	0,91	1,00	0,90	0,93
40	0,92	0,89	0,90	0,87	0,69	0,60	0,870	0,700	0,85	1,00	0,84	0,87
50	0,89	0,86	0,83	0,83	0,57	0,43	0,770	0,568	0,78	1,00	0,76	0,80
60	0,86	0,82	0,78	0,79	0,44	0,32	0,685	0,455	0,72	0,83	0,70	0,71
70	0,81	0,76	0,71	0,72	0,34	0,23	0,603	0,353	0,65	0,73	0,63	0,61
80	0,75	0,70	0,63	0,65	0,26	0,18	0,530	0,269	0,58	0,64	0,57	0,49
90	0,69	0,62	0,54	0,55	0,20	0,14	0,465	0,212	0,53	0,57	0,51	0,38
100	0,60	0,51	0,45	0,43	0,16	0,12	0,415	0,172	0,48	0,52	0,51	0,31
110	0,52	0,43	0,39	0,35	-	-	0,365	0,142	0,43	-	-	0,25
120	0,45	0,38	0,33	0,30	-	-	0,327	0,119	0,38	-	-	0,22
130	0,40	0,32	0,29	0,26	-	-	0,296	0,101	0,35	-	-	0,18
140	0,36	0,28	0,26	0,23	-	-	0,265	0,087	0,32	-	-	0,16
150	0,32	0,26	0,23	0,21	-	-	0,235	0,076	0,29	-	-	0,14
160	0,29	0,24	0,21	0,19	-	-	-	-	-	-	-	0,12
170	0,26	0,21	0,19	0,17	-	-	-	-	-	-	-	0,11
180	0,23	0,19	0,17	0,15	-	-	-	-	-	-	-	0,10
190	0,21	0,17	0,15	0,14	-	-	-	-	-	-	-	0,09
200	0,19	0,16	0,14	0,13	-	-	-	-	-	-	-	0,08

Приложение 2 (продолжение)

	Основные механические характеристики сталей для изготовления валов
			2		2	Предел выносли-	Предел	Предел выносли-
№	Марка стали	σв,Н / мм		στ ,Н / мм		вости при изгибе,	выносливости при	вости при растя-
						Н/ мм2	кручении, Н/ мм2	жении, Н/ мм2
1	Сталь 20ХН	800		650
2	Сталь 40ХН	1000		850
3	Сталь 45ХН	1050		900
4	Сталь 12ХНЗА	1000		850
5	Сталь 12Х2НЧА	1200		1000
6	Сталь 20ХНЗА	950		800					23
7	Сталь 20Х2НЧА	1400		1200
8	Сталь 30ХНЗА	1100		900		σ−1 = 0,3σв + 70	τ−1 = 0,58σ−1	σ−1р = 0,77σ−1
9	Сталь 18ХГТ	1150		950
10	Сталь 30ХГТ	1500		1300
11	Сталь 35ХГТ	1150		950
12	Сталь 40ХГТ	1050		1050
13	Сталь 38ХЮ	800		800
14	Сталь 30ХГС	950		950
15	Сталь 35ХГСА	1400		1400
16	Сталь 20ХГР	800		800
17	Сталь 40ХГР	950		950

Приложение 2 (продолжение)

		Основные механические характеристики сталей для изготовления валов
				,Н / мм2			,Н / мм2	Предел	Предел	Предел выносливо-
№	Марка	σ	в		σ	τ		выносливости при	выносливости при	сти при растяже-
	стали							изгибе, Н / мм2	кручении, Н/мм2	нии, Н / мм2
1	Сталь 3				230-250/240
2	Сталь 4	420-520/480			240-260/250			σ−1 = 0,33σв + 70	τ−1 = 0,53σ−1	σ−1р = 0,716σ−1
3	Сталь 5	500-620/580			270-290/280
4	Сталь 6	600-720/630			300-320/310
5	Сталь 7			>700	330-350/340						24
6	Сталь 20	400-540/510					260
7	Сталь 25	480-580/550					280
8	Сталь 30	520-620/580					300	σ−1 = 0,33σв + 70	τ−1 = 0,53σ−1	σ−1р = 0,716σ−1
9	Сталь 35	560-660/620					320
10	Сталь 40	600-720/660					340
11	Сталь 45	640-760/700					360
12	Сталь 50	680-800/730					380

Приложение 2 (продолжение)

		Основные механические характеристики сталей для изготовления валов
			σв,Н / мм2	στ ,Н / мм2	Предел	Предел	Предел
	№	Марка			выносливости	выносливости	выносливости
		стали			при изгибе,	при кручении,	при растяжении,
					Н / мм2	Н / мм2	Н / мм2
	1	Сталь 55	710-830/760	400	σ−1 = 0,33σв + 70	τ−1 = 0,53σ−	σ−1р = 0,71σ−1
	2	Сталь 60	730-850/780	420
	3	Сталь 65	760-880/800	430		1
	4	Сталь 70	780-900/820	440
	5	Сталь 15Г	500	250
	6	Сталь 20Г	520	280
	7	Сталь 30Г	620	320
	8	Сталь 40Г	700	360				25
	9	Сталь 45Г	720	380
	10	Сталь 50	800	400	σ−1 = 0,31σв + 70	τ−1 = 0,54 σ−1	σ−1р = 0,73σ−1
	11	Сталь 15Г2	560	210
	12	Сталь 20Г2	610	340
	13	Сталь 30Г2	700	400
	14	Сталь 35Г2	780	430
	15	Сталь 40Г2	820	460
	16	Сталь 45Г2	880	490
	17	Сталь 50Г2	910	520
	18	Сталь 20Х	800	650			σ−1р = 0,77σ−1
	19	Сталь 30Х	900	750	σ−1 = 0,3σв + 70	τ−1 = 0,58σ−1
	20	Сталь 35Х	950	800
	21	Сталь 40Х	1000	850
	22	Сталь 45Х	1050	900

					Приложение 2 (продолжение)
		Значение коэффициента Ψ
σв, Н/мм2	350-550		520-750	700-1000	1000-1200	1200-1400
Ψσ	0		0,05	0,1	0,2	0,25
Ψτ	0		0	0,05	0,1	0,15

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ДИАМЕТРЫ ВАЛОВ

(ГОСТ 6636 – 69 "Нормальные линейные размеры") ряд RА 20 мм

26

4; 4,5; 5; 5,6; 6,3; 7,1; 8; 9; 10; 11; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200; 220; 250; 280; 320; 360; 400

27

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Александров А.В. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов /А.В. Александров, В.Д. Потапов, Б.П. Державин – М.: Высш. шк., 1995.

–560 с.

2.Беляев Н.М. Сопротивление материалов. – М.: Наука, 1978. –

608 с.

3.Белявский С.М. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов. – М.: Высш. шк., 1967. – 377 с.

4.Степин П.А. Сопротивление материалов: Учеб. для немашиностроительных специальностей вузов. – М.: Высш. шк., 1983. – 303 с.

5. Паначев И.А. Сопротивление материалов: Учеб. пособие. /И.А. Паначев, М.Ю. Насонов. – Кемерово: Кузбас. гос. техн. ун-т, 1997. – 125 с.

6. Писаренко Г.С. Сопротивление материалов / Г.С. Писаренко, В.А. Агарев, А.Л. Квитка, В.Г. Попков, Э.С. Уманский. Под ред. Г.С. Писаренко. – Киев: Вища шк., 1986. – 775 с.

Составитель

Иван Андреевич Паначев

РАСЧЕТ ВАЛА НА УСТАЛОСТЬ Методические указания для выполнения расчетно-графического зада-

ния по сопротивлению материалов для студентов механических специальностей 120100, 120200, 170100, 170500

Редактор Ю.В.Дюмина

Подписано в печать 03.04.03.

Формат 60×84 ⁄16. Отпечатано на ризографе. Бумага офсетная. Уч.-изд. л. 1,6. Тираж 550 экз. Заказ ГУ КузГТУ, 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.