68683 skanuj0027 (164)

Założenia przyjęte przy projektowaniu jako decydujące o wytrzymałości zmęczeniowej elementów mogą się różnić od warunków występujących w czasie pracy. Dlatego wprowadza się współczynnik pewności (rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa) 5, którego wartość przyjmuje się:

S = 1,4 -f-1,7, dla obliczeń dokładnych — przy założeniu przeciętnej jakości materiału i przeciętnej jakości wykonania elementu, ó = 1,34-1,4 dla obliczeń o dużej dokładności — przy dokładnej znajomości sił i naprężeń, przeważnie sprawdzanych doświadczalnie przez badanie modeli lub prototypów.

Ustalenie wartości całkowitego współczynnika bezpieczeństwa x_z umożliwia określenie możliwie optymalnych wartości naprężeń dopuszczalnych przy obciążeniach zmiennych.

Istnieją również inne metody prowadzenia obliczeń wytrzymałościowych na zmęczenie, we wszystkich jednak metodach stosuje się przybliżone określanie rzeczywistego współczynnika bezpieczeństwa — a tym samym naprężeń dopuszczalnych — ponieważ dokładne określenie roli wszystkich czynników wpływających na zmęczenie pracujących części jest praktycznie niemożliwe. W poniższym przykładzie podano tok projektowania osi, przy czym wartości odpowiednich współczynników przyjęto na podstawie wykresów i tablic zawartych w literaturze — bez ich załączania.

PRZYKŁAD 1.2. Oś obciążona siłą F = 2,5 kN (rys. 1.9a) będzie wykonana ze stali 55 w stanie normalizowanym. Zaprojektować wymiary osi oraz sprawdzić obliczenia wytrzymałościowe z uwzględnieniem rzeczywistych kształtów osi. Przyjąć, że oś będzie szlifowana.

Rys. 1.9. Do przykładu 1.2: a) schemat obciążenia osi, b) projektowany kształt i wymiary osi

Rozwiązanie

Według podanego schematu jest to oś ruchoma (obracająca się), zatem w czasie pracy występują w niej naprężenia zginające wahadłowe. Do wstępnych obliczeń przyjmujemy naprężenia dopuszczalne z tabl. 1.4 — k_go — 80 MPa.

Średnicę osi obliczymy z warunku wytrzymałościowego o_g =    < k_go

Ustalamy wartość momentu zginającego

M_g = R_A ■ 0,5/ = 0,5 F • 0,5 / = 0,25 • 2,5 • 10³ • 0,9 = 563 N • m

7i-d³

32

Dla przekroju kołowego W_x =

28