Где: Ss и St - коэффициенты запаса прочности соответственно по нормальным и касательным напряжениям

; ,

где: (s_-1)_D, (t_-1)_D – пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении;

s_a, t_a – амплитуды напряжений цикла;

s_m, t_m – средние напряжения цикла;

y_s, y_t - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений.

Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении

; ,

где: s_-1,, t_-1 – пределы выносливости материала вала для гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения;

(K_s)_D,(K_t)_D – коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала.

Коэффициенты (K_s)_D и (K_t)_D вычисляются по формулам:

; ,

где: К_s, К_t - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

K_d – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения вала;

K_F - коэффициент влияния шероховатости;

K_v – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

При симметричном цикле напряжений изгиба и отнулевом цикле касательных напряжений

, s_m = 0; , t_m=0

где: Wн и Wк – осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала.

При учёте осевой силы (например, на червяке), вызывающей растяжение вала

s_m=F_a/A, где А – площадь опасного сечения вала.

8.1. Проверочный расчёт быстроходного вала

Выбираем материал вала – сталь40Х, термообработка – закалка ТВЧ

s_-1 = 360 МПа, t_-1 = 210 МПа, табл. 10.2 [1]

К_s = 3 для посадки с натягом, табл. 10.9 [1];

К_t = 2,2 для посадки с натягом, табл. 10.9 [1];

K_d = 0,85 при диаметре вала d = 45 мм, табл. 10.3 [1];

K_F =1 при Ra = 0,8…3,2 мкм, табл. 10.3 [1];

K_v = 1,6 при данной термообработке, табл. 10.5 [1].

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала

Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении

(МПа) (МПа)

Осевой момент сопротивления сечения вала

Wнетто = 0,1d³ = 0,1 · 45³ = 9112,5 мм³

Дата добавления: 2015-08-18