3. Прочность тихоходного вала

1. Статическая прочность

Исходные данные:

Силы реакции опор:

Изгибающие моменты:

- в плоскости XOZ

- в плоскости YOZ

- момент от консольной силы

Сечение I-I:

Вычисление геометрических характеристик сечения вала:

Вычислим нормальные и касательные напряжения, а также значение общего коэффициента запаса прочности по пределу текучести в сечении вала.

Напряжение изгиба с растяжением (сжатием) и напряжение кручения:

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

где .

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

Сечение II-II:

Вычисление геометрических характеристик сечения вала для прямобочных шлицев:

Вычислим нормальные и касательные напряжения, а также значение общего коэффициента запаса прочности по пределу текучести в сечении вала.

Напряжение изгиба с растяжением (сжатием) и напряжение кручения:

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

где .

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

Сечение III-III:

Вычисление геометрических характеристик сечения вала для шпоночного паза:

Вычислим нормальные и касательные напряжения, а также значение общего коэффициента запаса прочности по пределу текучести в сечении вала.

Напряжение изгиба с растяжением (сжатием) и напряжение кручения:

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

где .

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

2. Сопротивление усталости

Сечение I-I:

Пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения:

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений:

Имеем:

Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:

Коэффициенты снижения предела выносливости:

Пределы выносливости вала в рассматриваемых сечениях:

Коэффициент влияния асимметрии цикла:

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:

Коэффициенты запаса прочности в рассматриваемом сечении:

Сечение II-II:

Пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения:

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений:

Имеем:

Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:

Коэффициенты снижения предела выносливости:

Пределы выносливости вала в рассматриваемых сечениях:

Коэффициент влияния асимметрии цикла:

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:

Коэффициенты запаса прочности в рассматриваемом сечении:

Сечение III-III:

Пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения:

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений:

Имеем:

Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:

Коэффициенты снижения предела выносливости:

Пределы выносливости вала в рассматриваемых сечениях:

Коэффициент влияния асимметрии цикла:

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:

Коэффициенты запаса прочности в рассматриваемом сечении: