2.3 Проверочный расчет вала на усталостную выносливость
Параметр |
Обозна-чение |
Источник |
||||
Предел усталостной выносливости: по напряжениям изгиба по напряжениям кручения |
|
|
||||
Моменты сопротивления опасного сечения |
|
Если в опасном сечении шпоночный паз (опасное сечение под колесом) |
Если опасное сечение - круг (опасное сечение под подшипником) |
|||
Размер d – диаметр опасного сечения вала. Размеры b и h – ширина и высота шпонки (выбирается по ГОСТ 23360-78 табл. 6 (рис. 4) в зависимости от диаметра вала d. |
||||||
Осевой |
|
|
|
|||
Полярный |
|
|
|
|||
Напряжения изгиба |
|
|
||||
Напряжения кручения |
|
|
||||
Параметры циклов нагружения |
изгиба |
кручения |
||||
Амплитуда цикла |
|
|
|
|||
Среднее напряжение цикла |
|
|
|
|||
Корректирующие коэффициенты |
|
|
|
|||
Эффективные коэффициенты концентрации напряжений |
Зависят от вида концентратора напряжений в опасном сечении (в сечении под колесом – шпоночный паз или шлицы + посадка с натягом, в сечении под подшипником – канавка для выхода шлифовального круга + переходная посадка) |
|||||
Вид концентратора напряжений |
Посадка с натягом |
Галтель, канавка для выхода шлифовального круга |
Шпоночный паз |
Резьба, шлицы |
||
При изгибе |
|
|
Табл. 6 Размеры канавки для выхода шлифовального круга выбираются в зависимости от диаметра вала d по ГОСТ 8820-69 (табл. 7) |
Табл. 8 |
Табл. 9 |
|
При кручении |
|
|
||||
|
|
d - в мм
|
||||
Если в сечении несколько концентраторов напряжений, то в дальнейшем расчёте используются максимальные значения и |
||||||
Коэффициенты учитывающие размеры вала |
||||||
При изгибе |
|
|
||||
При кручении |
|
|
||||
Показатель степени |
||||||
При изгибе |
|
|
||||
При кручении |
|
|
||||
Коэффициенты учитывающие качество (шероховатость) поверхности |
||||||
При изгибе |
|
При
> 1 мкм
- шероховатость поверхности вала в опасном сечении |
||||
При кручении |
|
|
||||
Коэффициент, учитывающий наличие поверхностного упрочнения |
|
Табл. 10 При
отсутствии упрочнения
|
||||
Коэффициенты концентрации напряжений |
||||||
При изгибе |
|
|
||||
При кручении |
|
|
||||
Коэффициент запаса сопротивления усталости |
||||||
При изгибе |
|
|
||||
При кручении |
|
|
||||
Суммарный |
|
|
||||
Условие выполнения усталостной выносливости |
|
> [S]=1,5 |
||||
Если проверка не выполняется, то необходимо или назначить поверхностное упрочнение, или увеличить диаметр вала. |
||||||
=0
- в МПа
=15
МПа
при
< 1 мкм.
= 1.
= 1
