Расчет быстроходного вала на сопротивление усталости.

Это проверочный расчет, который производят после полной разработки конструкции вала, учитывая все основные факторы, влияющие на его прочность (характер напряжений, характеристики материала, концентраторы напряжений, абсолютные размеры вала, чистоту обработки и т.д.).

В опасном сечении определяем запасы усталостной прочности и сравниваем их с допускаемыми. Определяем запас усталостной прочности по изгибу.

(5.1.21)

и кручению

(5.1.22)

где s_-1 = (0,4–0,5) s_в – предел контактной выносливости при изгибе, МПа;

t_-1 = (0,2–0,3) s_в – предел контактной выносливости при кручении, МПа;

s_а и t_а – амплитуда цикла при изгибе и кручении.

При симметричном цикле и работе вала без реверса s_а = s_uзг;s_m = 0.

t_m = t_а = 0,5 t_кр, МПа

s_uзг – напряжение изгиба в рассматриваемом сечении, МПа;

t_кр – напряжение кручения в рассматриваемом сечении, МПа.

, МПа (5.1.23)

, МПа (5.1.24)

W_{s (нетто)} – момент сопротивления сечения вала при изгибе;

W_{t (нетто)} – момент сопротивления сечения вала при кручении.

Для круглого сплошного сечения:

, мм³ (5.1.25)

, мм³ (5.1.26)

где d – диаметр вала в опасном сечении (d_f1 или d_П), мм.

К_s – эффективный коэффициент концентраций напряжений при изгибе;

К_t – эффективный коэффициент концентраций напряжений при кручении (табл.5.5);

К_d – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения вала (табл.5.6);

К_v – коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл..5.7);

y_s и y_t – коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений (табл.5.8).

Обобщенный коэффициент запаса усталостной прочности в опасных сечениях определяют по уравнению Гофа и Полларда:

(5.1.27)

где [S] = 1,2–2,5 – допускаемый коэффициент запаса усталостной прочности.

В сечении I-I:

σ_зг= МПа

τ_кр= МПа

σ_-1=(0,4…0,5)σ_в=0,45∙600=270 MПа

τ_-1=(0,2…0,3)σ_в=0,25∙600=150 MПа

K_σ=1 K_d=0,72 K_v=1 K_τ=1 ψ_τ=0 ψ_σ=0,05

S_σ=

S_τ=

S=

В сечении II-II:

σ_зг= МПа

τ_кр= МПа

K_σ=1,85 K_d=0,9 K_v=1 K_τ=1,4 ψ_τ=0 ψ_σ=0,05

S_σ=

S_τ=

S= > =1.2-2.5

Дата добавления: 2015-09-03