Усталостная прочность вала

Расчеты на усталостную прочность проводят при числе циклов изменения напряжений N_ц >10³. При этом расчеты проводят по эквивалентным нагрузкам на постоянном режиме, оказывающим такое же влияние на усталостную прочность, как и нагрузки реального переменного режима работы. Приступая к расчету, предположительно намечают опасные сечения вала, которые подлежат проверке. Для опасных сечений определяют запасы усталостной прочности и сравнивают их с допускаемыми. При совместном действии напряжений кручения и изгиба запас усталостной прочности определяют по формуле

,

где - запас усталостной прочности по изгибу;

- запас усталостной прочности по кручению;

s_a, t_a – переменные (амплитудные) составляющие циклов напряжений;

s_m, t_m – постоянные составляющие циклов напряжений;

y_s,y_t – коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла;

к_s, к_t – эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

e_М – масштабный фактор; k_П – фактор качества поверхности.

Допускаемый запас прочности [ S ]=1,3…2,5. Меньшее значение принимается при высокой точности определения напряжений, достоверности механических характеристик материала, стабильности технологии. Для повышения прочности валов необходимо снижать k_s и k_τ и повышать k_П – поверхностное упрочнение – термообработка, дробеструйная обработка, алмазное выглаживание.