Расчет валов на выносливость

6.2.1. Расчет быстроходного вала

Опасными сечениями быстроходного вала, в которых можно ожидать появления усталостных разрушений, являются галтели в шестеренной части. (см. рис. 6.1.1.). Поэтому будем производить расчет именно для этого сечения.

В качестве материала вала выберем Сталь 40Х:σ_В = 900 МПа.

6.2.1.1. Определение коэффициента запаса прочности по нормальным напряжениям

, где

- предел выносливости материала по нормальным напряжениям (в МПа):

для легированных сталей =0,35σ_В+(70 120) = 0,35∙900+95 = 410;

K_σ – коэффициент концентрации нормальных напряжений, K_σ = 1,81;

-масштабный фактор, зависящий от диаметра вала, (при d=25мм = 0,8);

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности, = 0.95;

- амплитуда нормальных напряжений цикла в расчетном сечении, МПа

где W_И – момент сопротивления сечению изгибу

,

,

, Мпа,

Мпа,

- коэффициент чувствительности металла к ассиметрии цикла, = 0,25;

- среднее значение нормальных напряжений цикла, МПа

Мпа,

6.2.1.2. Определение коэффициента запаса прочности по касательным напряжениям

где - предел выносливости материала по касательным напряжениям,

0,58 =0,58∙410= 237,8;

- коэффициент концентрации касательных напряжений, =1,9;

- масштабный фактор, =0,8;

, - амплитуда и среднее значение касательных напряжений цикла, МПа

,

где - момент сопротивления расчетного сечения кручению,

=2 = 3125,

- коэффициент чувствительности материала к ассиметрии цикла,

=0,5 =0,5∙0,3=0,15;