ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
104
Ниже приведены обобщенные расчеты на прочность конкретных эле-
ментов конструкции ШК.
Расчет на прочность корпуса ШК.
Корпус ШК представляет
собой тело вращения в виде трубы с боковым отверстием. Расчет
сводится к определению минимальной толщины стенки корпуса с
учетом характеристик материала, внутреннего давления среды и кон-
центраторов напряжения.
Минимальная толщина стенки корпуса
S
определяется по сле-
дующей формуле:
[ ]
,
2
pD S
p
ϕ σ
=
−
(1)
где
p
–
внутреннее давление;
D
–
внутренний диаметр корпуса;
[ ]
σ
–
допускаемое напряжение для материала корпуса;
φ
–
коэффициент
снижения прочности за счет бокового отверстия в корпусе.
Допускаемое напряжение
[ ]
в.д
в т
min ; ;
.
2, 6 1,5 1,5
σ
σ σ
σ
⎧
⎫
= ⎨
⎬
⎩
⎭
(2)
Значения
в
,
σ
т
σ
и
в.д
σ
для некоторых (наиболее часто применяе-
мых при изготовлении ШК материалов) приведены в работе [9].
Коэффициент
ϕ
вычисляется из следующей зависимости:
2
1,
1, 75
(
)
m
d
D S C
ϕ
=
≤
+
−
где
d
–
диаметр бокового отверстия;
C
–
местное утолщение тол-
щины, если утолщение отсутствует, то
0;
C
=
m
D
–
средний диаметр
корпуса, мм,
.
m
D D S
= +
Если боковое отверстие ступенчатое, то
(
)
1 1 2 2
... / ,
d d S d S
S
= + +
(3)
1
S
,
2
,
S
… –
толщины стенки соответствующих диаметров
1
,
d
2
,
d
…,
причем
1 2
.
S S
S
+ +…=
Расчет на прочность шпинделя ШК.
Шпиндель предназначен
для передачи крутящего момента от привода к пробке ШК.
Расчет на прочность шпинделя состоит из двух этапов: расчета на
статическую прочность и расчета на выносливость.