Расчет тихоходного вала на усталостную выносливость

Сечение I–I (точка С). Этот расчет ведут по формуле :

S = ≥ [S];

Определение S_σ и S_τ см.выше.

Для стали………. : σ_-1 = МПа, τ_-1 = МПа, σ_Т = МПа,

σ_в = МПа, ψ_σ = , ψ_τ = (табл. 5).

В сечении I–I (точка С) концентратором напряжений является натяг от установки внутреннего кольца подшипника. Коэффициент концентрации напряжений при установке внутреннего кольца подшипника с натягом определяется (по табл. 7) в зависимости от диаметра d и σ_в как отношение .

При d₆ = мм и σ_в = МПа это отношение = ,

а =

Таблица 7

Значения коэффициента и для валов в местах установки деталей с натягом

d, мм	при в, МПа					при в, МПа
	500	600	700	800	900	500	600	700	800	900
30	2,6	2,9	3,3	3,6	4,0	1,5	1,7	2,0	2,2	2,4
35	2,67	3,0	3,4	3,75	4,15	1,57	1,77	2,05	2,25	2,5
40	2,75	3,1	3,5	3,9	4,3	1,65	1,85	2,1	2,3	2,6
45	2,82	3,2	3,6	4,0	4,4	1,7	1,90	2,15	2,35	2,65
50	2,9	3,3	3,7	4,1	4,5	1,75	1,95	2,2	2,4	2,7
55	2,95	3,35	3,77	4,17	4,6	1,77	1,97	2,25	2,45	2,75
60	3,0	3,4	3,85	4,25	4,7	1,8	2,0	2,3	2,5	2,8
65	3,05	3,45	3,92	4,32	4,77	1,82	2,05	2,35	2,55	2,85
70	3,1	3,5	4,0	4,4	4,85	1,85	2,1	2,4	2,6	2,9

Амплитуда нормальных напряжений в точке С:

σ_аС = σ_{изг С} = = МПа.

Амплитуда касательных напряжений в точке С:

τ_аС = = МПа.

σ_т = 0 при нереверсивной работе редуктора.

Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости при чистовом шлифовании можно принимать K_F = 0,91

Коэффициент запаса прочности в точке С по нормальным напряжениям:

S_σС = = .

Коэффициент запаса прочности в точке С по касательным напряжениям (учитывая, что τ_m = 0,5τ_а):

S_τС = = .

Общий коэффициент запаса прочности в точке С при расчете на усталостную выносливость:

S_С = = =

при [S_T] = 1,5…2.

Условие прочности соблюдается.

Сечение II–II. (Точка В) В этом сечении концентратором напряжений является шпоночный паз с параметрами b = мм, h= мм, t₁ = мм для диаметра d₇ = мм (табл. 6)

Для стали…………: σ_в = МПа, при нарезании шпоночного паза концевой фрезой К_σ = (табл. 8), К_τ = (табл. 8), масштабный фактор К_d = (табл. 9). Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости, К_F = 0,91 при чистовом шлифовании.

Таблица 8