При постоянном вращении вала или при его редком реверсировании принимают, что напряжение кручения в нем изменяется по отнулевому циклу, и соответственно этому принимают
τa =τm = 0,5τmax = 0,5 Mкр .
Wp
Для обеспечения надежной работы полученный запас прочности должен превысить допускаемый, т. е.
nσ ≥[nσ], nτ ≥[nτ] и n ≥[n],
где nσ, nτ и n – допускаемый запас прочности по нормальным и касательным напряжениям и общий запас прочности.
В качестве минимально допустимого значения коэффи-
циента запаса прочности можно принимать [n]mm=1,5÷2. Меньшие значения [n] относятся к случаям более достоверных и точных расчетов, при невысокой ответственности валов; большие значения [n] – к случаям менее достоверных и точных расчетов, при высокой ответственности валов, выход которых из строя может привести к авариям или большим материальным затруднениям.
При проверочном расчете выносливости валов или вращающихся осей условие n ≥ [n] должно быть удовлетворено для всех опасных сечений.
6.3.2.Расчет валов и неподвижных осей на статическую прочность
Расчет на статическую прочность по номинальным напряжениям используется при проектном расчете при определении диаметров осей и валов с последующей проверкой на выносливость.
По известному номинальному напряжению в опасном сечении легко исключить случаи, в которых условия выносливости заведомо удовлетворяются. Уточненный расчет на вынос-
ливость производить нет необходимости, если σэкв = εσ−1 .
Kσ n
104
Это выражение представляет собой упрощенный в сторону увеличения запаса прочности расчет на выносливость, в котором не учитывается изменение касательных напряжений по более благоприятному циклу, чем напряжения изгиба, и различие коэффициентов концентрации напряжений изгиба и кручения и т.д.
При статическом расчете валов и осей по пиковым значениям действующих нагрузок определяют запас прочности по пределу текучести:
n |
= |
|
σТ |
≥ [n ], |
|
σ |
|
||||
T |
|
экв |
T |
||
|
|
|
|
|
|
где σэкв – эквивалентные σ, определяемые по одной из теории прочности,
σэкв = 
σи2max + 3τкр2 max ,
где |
σu max – максимальные нормальные напряжения изгиба, |
||||
σиmax |
= |
|
Mиmax |
, где W≈ 0,1d3; |
|
|
W |
||||
|
τкр |
|
– максимальные напряжения кручения, |
||
|
max |
|
|||
τкрmax |
= |
|
Mкрmax |
, где Wp≈ 0,2d3. |
|
|
|
||||
|
|
|
Wp |
|
|
В расчетах на статическую прочность при перегрузках под Mu max и Mкр max нужно понимать номинальные моменты, умноженные на коэффициенты перегрузки, принимаемые по выбранному для установки в приводе электродвигателю, т.е.
Mиmax = Mи KП ; Mкрmax = MкрKП , |
где KП = |
Mmax |
. |
|
|||
|
|
M |
|
Допускаемый запас прочности [nт] при расчетах на статическую прочность по перегрузкам принимают равным 1,2÷1,8.
Статическая прочность вала считается обеспеченной при nт=[nт].
105