9.2 Расчет на сопротивление усталости
Уточненные расчеты
на сопротивление усталости отражают
влияние разновидности цикла напряжений,
статических и усталостных характеристик
материалов, размеров, формы и состояния
поверхности. Расчет выполняют в форме
проверки коэффициента S
запаса прочности, минимально допустимое
значение которого принимают в диапазоне
(стр. 188 [1]) в зависимости от ответственности
конструкции и последствий разрушения
вала, точности определения нагрузок и
напряжений, уровня технологии изготовления
и контроля.
,
- амплитуды напряжений цикла;
,
– среднее напряжение цикла
,
- коэффициенты чувствительности к
асимметрии цикла напряжений для
рассматриваемого сечения.
В расчетах валов принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, а касательные напряжения – по отнулевому циклу (стр. 188 [1]):
,
,
;
Тихоходный вал
Сечение I-I
Концентратор напряжений – шпоночный паз.
Суммарный изгибающий момент:
,
- пределы выносливости гладких образцов
при симметричном цикле изгиба и кручения
(табл. 10.3 [1])
,
- коэффициенты снижения предела
выносливости.
,
- эффективные коэффициенты концентрации
напряжений
;
(табл. 10.11 [1])
,
- коэффициенты влияния абсолютных
размеров поперечного сечения
;
(табл. 10.7 [1])
,
– коэффициенты влияния качества
поверхности (
(табл. 10.8 [1])
- коэффициент
влияния поверхностного упрочнения (без
упрочнения) (табл. 10.9 [1])
Коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала:
- коэффициент
чувствительности материала к асимметрии
цикла напряжений (табл. 10.2 [1])
Усталостная прочность обеспечена.
Cечение II-II
Концентратор напряжений – посадка с натягом внутреннего кольца подшипника на вал.
Суммарный изгибающий момент:
Для оценки
концентрации напряжений в местах
установки на валу деталей с натягом
используют отношения
и
по табл. 10.13 [1].
,
– коэффициенты влияния качества
поверхности (
(табл. 10.8 [1])
- коэффициент влияния поверхностного упрочнения (без упрочнения) (табл. 10.9 [1])
Коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала:
Усталостная прочность обеспечена.
Приводной вал
Сечение I-I
Концентратор напряжений – шпоночный паз.
Суммарный изгибающий момент:
, - коэффициенты снижения предела выносливости.
, - эффективные коэффициенты концентрации напряжений
; (табл. 10.11 [1])
, - коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения
(табл. 10.7 [1])
, – коэффициенты влияния качества поверхности ( (таблл. 10.8 [1])
- коэффициент влияния поверхностного упрочнения (без упрочнения) (табл. 10.9 [1])
Коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала:
Усталостная прочность обеспечена.
Cечение II-II
Концентратор напряжений – посадка с натягом внутреннего кольца подшипника на вал.
Суммарный изгибающий момент:
Для оценки концентрации напряжений в местах установки на валу деталей с натягом используют отношения и по табл. 10.13 [1].
, – коэффициенты влияния качества поверхности ( (табл. 10.8 [1])
- коэффициент влияния поверхностного упрочнения (без упрочнения) (табл. 10.9 [1])
Коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала:
Усталостная прочность обеспечена.