Расчёт на усталостную прочность

Для каждого опасного сечения определяется коэффициент запаса усталостной прочности:

,

где – коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям;

– коэффициент запаса усталостной прочности по касательным напряжениям.

Полученный коэффициент запаса сравнивают с допускаемым .

При простом нагружении, когда нагрузки возрастают пропорционально передаваемому крутящему моменту, запасы прочности определяются по максимальным напряжениям:

;

,

где и – пределы выносливости материала вала при изгибе и кручении соответственно;

и – амплитудные значения циклов напряжения при изгибе и кручении соответственно;

и – средние значения циклов напряжения при изгибе и кручении соответственно;

и – суммарные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении соответственно;

и – коэффициенты асимметрии циклов напряжения при изгибе и кручении соответственно.

Суммарные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении:

;

,

где и – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении соответственно;

и – коэффициенты влияния абсолютных размеров при изгибе и кручении соответственно;

– коэффициент шероховатости поверхности;

– коэффициент, учитывающий влияние поверхностного упрочнения.

Для любого i ^го сечения:

;

;

;

,

где и – амплитудные значения изгибающего и крутящего моментов в i ^том сечении соответственно;

и – средние значения изгибающего и крутящего моментов в i ^том сечении соответственно;

и – моменты сопротивления при изгибе и кручении в i ^том сечении соответственно;

– осевая сила, вызывающая напряжения растяжения в i ^том сечении;

– площадь i ^того сечения.

Коэффициенты асимметрии циклов напряжения при изгибе и кручении:

;

.

Средние значения изгибающего момента принимаются равными нулю:

.

Средние значения крутящего момента:

.

Амплитудные значения изгибающего момента принимаются равными действующим:

.

Амплитудные значения крутящего момента:

,

где – доля дополнительного крутящего момента от крутильных колебаний.

Сечение – галтель;

МПа – предел прочности;

МПа – предел выносливости при изгибе;

МПа – предел выносливости при кручении;

– минимально допустимый запас прочности;

– доля дополнительного крутящего момента от крутильных колебаний.

мм³.

Н^.мм.

Н^.мм.

Н^.мм.

Н^.мм.

Н.

МПа.

МПа.

МПа.

МПа.

В зависимости от , и предела прочности определяем

;

.

В зависимости от наименьшего диаметра и типа стали определяем

;

.

В зависимости от предела прочности и качества поверхности вала определяем

.

В зависимости от предела прочности определяем

;

.

В зависимости от упрочнения определяем

.

.

.

.

.

5 РАСЧЁТ ВЫХОДНОГО ВАЛА