Промежуточный вал
Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении 1, где концентратором напряжений является галтель r=2 мм.
Значение эффективных коэффициентов концентрации напряжений в галтели находим по табл.9 [5].
d2 =64 мм, d1 =50 мм, r =2 мм;
h = (64 - 50) / 2 = 7 мм; h/r = 7/2 =3,5 ; r/d = 2 / 50 = 0,04 ; Kσ=2,44 Kτ =1,88.
Масштабный фактор при изгибе и кручении для вала диаметром d=50 по табл.14 [5]: 0,73. Коэффициент качества поверхности при чистоте обработки 6 класса согласно табл.16 [5], принимаем .
Момент сопротивления изгибу и кручению:
Wи
=
мм3,
Wк =2∙Wи = 18650 мм3.
Среднее напряжение цикла .
Амплитуда изгибных напряжений:
σа
=
0
МПа .
Средние напряжения кручения:
МПа
Амплитуда цикла при кручении:
МПа
Общий запас прочности по усталости:
>1,6
Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении 2, где концентратором напряжений является галтель r=5мм.
Значение эффективных коэффициентов концентрации напряжений в галтели находим по табл.9 [5].
d2 =114 мм, d1 =68 мм, r =5 мм;
h = (114 - 68) / 2 = 23 мм; h/r = 23/5 =4,6 ; r/d = 5/ 68 = 0,07 ; Kσ=3; Kτ =2,2.
Масштабный фактор при изгибе и кручении для вала диаметром d=68 по табл.14 [5]: 0,67. Коэффициент качества поверхности при чистоте обработки 6 класса согласно табл.16 [5], принимаем .
Момент сопротивления изгибу и кручению:
Wи
=
мм3,
Wк =2∙Wи = 57850 мм3.
Среднее напряжение цикла .
Амплитуда изгибных напряжений:
σа
=
МПа .
Средние напряжения кручения:
МПа
Амплитуда цикла при кручении:
0,25∙31,43 = 7,86 МПа
Коэффициент запаса прочности при изгибе
Коэффициент запаса прочности при кручении
Общий запас прочности по усталости:
>1,6
Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении 3, которое проходит одновременно через посадочное место для ступицы зубчатого колеса и шлицы
Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений при наличии эвольвентных шлицев находим по табл.11 [5]: Кσ=1,75 Кτ=1,6 .
Масштабный фактор
при изгибе для вала диаметром D=51
мм по табл.14 [5]:
0,7.
Коэффициент качества поверхности при
чистоте обработки 6 класса согласно
табл.16 [5], принимаем
.
По табл.13 [5] определяем коэффициенты концентрации напряжений в вале, вызванной посадкой ступицы зубчатого колеса по напряженной посадке: Кσ=3,9 Кτ=2,74 .
Определяем момент сопротивления изгибу и кручению:
Момент сопротивления изгибу и кручению:
Wи
=
мм3,
Wк =2∙Wи = 24824 мм3.
Среднее напряжение цикла .
Амплитуда изгибных напряжений:
σа
=
МПа .
Средние напряжения кручения:
МПа
Амплитуда цикла при кручении:
МПа
Определяем запас усталостной прочности в сечении 3 по шлицам.
Коэффициент запаса прочности при изгибе
Коэффициент запаса прочности при кручении
Общий запас прочности по усталости:
>1,6
Определяем запас усталостной прочности в сечении 3 по посадочному месту.
Коэффициент запаса прочности при изгибе
Коэффициент запаса прочности при кручении
Общий запас прочности по усталости:
<1,6
Проведем упрочняющую операцию ( наклеп ) вследствие которой SII(2) станет равной SII(3)= 1,27·1,5 =1,91 > 1,6