Способ определения профиля галтелей деталей машин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ii> 696 I 95 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 170677 (21) 2495950/25-27 (51)М. Кл.2

F 16 С 3/04 с присоединением заявки Но

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{23) Приоритет

Опубликовано 05.11,79.- Бюллетень тко 41

Дата опубликования описания 05.1179 (53) УДК

621. 824 ° 8 (088. 8) (72) Автор изобретения

A. С. Лейкин

Московский вечерний металлургический институт (71) Заявитель

i54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ 1 АЛТЕЛЕек

ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Изобретение относится к машиностроению.

Изве;=ен способ определения профиля галтеле деталей машин на основе исследования распределения напряжений в трех галтелях подобным профилей радиусов кривизны р„ =р„ (cp) — 1,2,3, причем при статических нагружен . †.х деталейотдельными нагрузками пр .стейших видов в пределах упругости материала так, чтобы соответствующие номи-. нальные напряжения были пропорциональны их амплитудным значениям в услови- 15 ях работы деталей на опасном расчетном режиме, приведенным к симметричным циклам, в результате чего находят для исходной галтели радиуса у„=р„(р)кр .функцию ос 26

8 „(v)

РЧ(ср) - ( ак мокс и для всех трех галтелей радиусов 25 р„ ер (су) коэффициенты

1- = ((зк)нон ((+3ã.)иокс. иткс. и выражают через них переменный радиус кривизны предлагаемого птофнля галтелей, где Чз - угол между нормалями к опасной профильной линии галтели в начальной и текущей точках; к(с ) — эквивалентные напрякения в точках с углами сл опасной профильной линии галтели; (8 „)„a„e — максимальное значение 8,(цт) 1 (са ) — эквивалентн зе номик мои. н ал ьное н апряже ние ,с учетом общей неравномерности напряжений для точки галтели с (Бак) мокс

o „— значения радиусовр .

Щ профилеч галтелей в точках с максимальными эквивалентными напряжениями

Ь.)...J t1).

СущестэуюещАй способ является общим и может быть использован для различных типов деталей машин с галтелями, выполненными как без подну45

a,„„м) (Ъзс)макс к параметры, входящие в выражение коэффициента

3i)наи.

50 а значения f коэффициента f для трех галтеле 1 подобных профилей радиусов кривизны р у (р), где — 1,2,3, находят согласно выражению f„ s котором коэффициенты концентрации напряжений принимают соответственно радиусам кривизны галте- 60 лей, а остальные параметры — такими же (пркближеино), как и для детали с исходной галтелью.

Например, для:галтели шатунной исайки коленчатого sana прк совместтрения тела детали, так и с поднутрением, что делают, главным образом, с целью устранения возможных прижогов поверхностного слоя детали при шлифовании, например для некоторых типов коленчатых валов, зубчатых колес и др. При оптимальном профиле галтели сохраняются точка cîsìåùåния с наиболее важной иэ сопрягаемых поверхностей детали и нормаль к профилю галтели в этой точке, как и для профиля исходной галтели, а также касание со второй сопрягаемой поверхностью детали. В результате снижается уровень концентрации напряжений, поскольку обеспечивает в условиях эксплуатации машины на опасном расчетном режиме детали приблизительно равномерное распределение ria профилю галтели эквивалентных напряжений, приведенных для симметричных циклов.

Описанный способ является трудоемким, поскольку предусматривает проведение исследования распределения напряжений для деталей не только с исходной галтелью заданного профиля радиуса кривизны р„=p„(g)=pц> но и с двумя другими галтелями подобных профилей радиусов кривизны р = р (ц ) .и р„ =р„ (ц>), что затрудняет его примененйе. зо

Целью изобретения является упрощение способа определения оптимального профиля галтелей деталей, для которых известно влияние относительного радиуса кривизны галтелей в зонах наибольшей напряженности на уровень концентрации напряжекйй при различных видах нагружения деталей.

Поставленная цель достигается тем, что исследование распределения напря-40 женкй выполняют лишь для детали с исходной галтелью заданного профиля радиуса кривизны рц = p„(V) .p„, в результате чего находят функцйю ном действии изгиба и кручения, полагая синфазное изменение напряжений изгиба и кручения и применяя энергетическую теорию прочности, коэффициенты f определяют согласно выражению где G u C — амплитуды номинальных

Cl g напряжений циклов изгиба в щеке (в плоскости кривошипа) и кручения в шейке колена вала;

G и Гщ — средние номинальные напряжения циклов изгиба в щеке и кручения в шейке колена вала;

Ч и

aL З ис . — коэффициенты общей нефв равномерности напряжений в зоне наибольшей напряженности на поверхности галтели колена зала при изгибе в плоскости кривошипа и при кручении, соответственно, обусловленной коленообразной Формой вала и " — значения для точки галтели колена вала с максимальным эквивалентным напряжением ®эк) макс функции я* (ц ) отдельно, соответственно, при изгибе в плоскости кривошипа и при кручении; иА — коэффициенты собственно концентрации напряжений для колена вала с галтелями подобных профилей радиусов кривизны у„, j =1,2,3 приизгибе в плоскости кривошипа и при кручении, соответственно.

В качестве примера, на основе проведенного исследования, в табл, 1 приве; ны для наиболее нагпояженной исходной круговой галтели .радиуса кривизны рц© =б мм шатунной шейки коленчатого вала четырехцклиндрового дизеля AN-41 (материал вала — сталь

45) общие параметры, входящие в выражение коэффициента f, а в табл. 2 для трех галтелей подобных профилей радиусов кривизны р коэффициенты собственно концентрации напряжений и соответствующие значения f коэффициента f

G 6

m a щ Фв Чает. аС,@

% М

КГС/СМ КГС/СМ КГС/СМ НГС/СМ

501,0 88,0 181,9 14,1 0,1 0,05 0,873 1,13 1,0 0,997

Таблица2. ны р предлагаемого профиля галтелей уравнением

p = Ц pu (C 32 + (f - C ) Я j

15 где (р — угол. Между нормалями к опасной профильной линии галтели в начальной и. текущей точках;

g(+) — эквивалентные напряжения в точках с углами rp опасной профильной линии галтели;

{0 „) „ — максимальное значеах fp) ак) ком — эквивалентное номинальное напряжение с учетом общей неравномерности напряжений для точки галтели с (83K) ак — значения радиусовр„» у-И профилей галтелей в точках с максимальными эквивалентными напряжениями

Мак)нцкс1» 1

40 коэффициенты Эв А и С определяют по . ° формулам

1 2,4

2 б,О

4,68

2,05

0,259

0,413

2,84

1,58

3 15,0

1,92

1,28

0,589

Предлагаемый упрощенный способ существенно сокращает время и стоимость исследований, связанных с определением оптимального профиля галтелей деталей машин, так как не требует изготовления в каждом случае двух дополнительных деталей с галтелями подобных лроФилей радиусов кривизны pu„ н Яца и изучения в HHx распределейия напряжений, что при широком внедрении в различные отрасли машиностроения ответственных деталей машин с галтелями оптимальных профилей должно дать большой экономический эффект.

Формула изобретения

Способ определения профиля галтелей деталей машин на основе исследования распределения напряжений в трех галтелях подобных профилей радиусов кривизны р =p (у), )- =,2,3, причем 45

Ри< "04pup 1 рна™ 2

Функцию

8„(ч ) и я(е) — "— (ах)макс и для всех трех галтелей подобных профилей радиусов кривизны рщР„,(ч)

» = 1,2,3 — коэффициенты и выражают переменн6й радиус кривизЕ Р Ч «, (j z- m

2Л ври (С <1

С ° C1+

Рйа 4ъ

2L 2k

Г

2A+f 2А+1

С вЂ” npu C4 — и C i при С 1

4Л+ 1 так что среднее значение или приближенно Я = 1, а коэффициент

С вЂ” из условия, что предлагаемый профиль галтели сохраняет точку совмещения с наиболее важной из сопряf=(G3K) "Зк) макС

Составитель В.Голов

Техред H.1 сталош орректор Ь.Синицкая

Редактор И.Вирко

Тираж 1139 Подписное

ЦЦИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, k-35, Раушская наб., д. 4/5,Заказ ббб9/16

Филиал ППП .Патент, г.Ужгород, ул,Проектная,4 таеьых поверхностей детали и нормаль к профилю галтели в этой точке, как .и для исходной .галтели заданного профиля, и касается второй сопрягаемой поверхности детали, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упроще— ния способа, исследование распределения напряжений выполняют лишь для детали с исходной галтелью заданного профиля радиуса кривизны р„=р„(ср)= иа > s Результате чего находят fp

Функцию зк М) (

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Р 2380107, кл. F 16.С Э/04, 28.06.76, по которой принято решение о выдаче авторского решения.