Глава 6 Определение запаса прочности валов

Определяем коэффициент прочности S в опасных сечениях валов по формуле:

; (102)

где – запас прочности на сопротивление усталости по изгибу;

– запас прочности усталости по кручению.

(103)

(104)

Для ведущего, для промежуточного и ведомого вала выбираем сталь40

().

Определяем пределы выносливости для всех валов:

МПа (105)

Мпа (106)

Определяем максимальные напряжения и в опасных сечениях валов (амплитуды переменных составляющих) и постоянные составляющие и .

Напряжения изгиба:

(107)

Напряжения кручения:

(108)

Определяем коэффициенты для всех валов:

– эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении (таблица 6.3 [1]). и – коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости, зависят от механических характеристик материала:

– масштабный фактор и фактор шероховатости (Рис. 6.29,6.30 [1]).

Для вала 1 (d = 27,2 мм):

(109)

(110)

(111)

Т.к. не входит в промежуток от 1,5 до 3, то условие не выполняется.

Для вала 2 (d = 34,1 мм):

(112)

(113)

(114)

Т.к. не входит в промежуток от 1,5 до 3, то условие не выполняется.

Для вала 3 (d =39,2 мм):

(115)

(116)

(117)

Из-за большого запаса усталостной прочности у всех валов конструктивно уменьшаем их диаметры: d₁=0,025м, d₂=0,03м, d₃=0,035м. Тогда при пересчете получим:

Напряжения изгиба:

Напряжения кручения:

Для вала 1 (d = 25 мм):

(118)

(119)

(120)

Т.к. превышает промежуток от 1,5 до 3 не на много, то условие прочности выполняется.

Для вала 2 (d = 30 мм):

(121)

(122)

(123)

Т.к. превышает промежуток от 1,5 до 3 не на много, то условие прочности выполняется.

Для вала 3 (d =35 мм):

(124)

(125)

(126)

Т.к. превышает промежуток от 1,5 до 3 не на много, то условие прочности выполняется.