Расчет валов на выносливость

Цель расчета — определить коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнить их с допускаемыми.

Вал № 1.

Для вала № 1 концентрация напряжение на сечение вала на 3-й ступени. Твёрдость вала 300 НВ.

Момент сопротивления изгибу с учётом ослабления вала.

Амплитуда цикла изменений напряжений изгиба.

Коэффициент снижения предела выносливости детали в рассматриваемом сечении при изгибе.

Коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям.

Момент сопротивления кручению с учётом ослабления вала.

Амплитуда цикла напряжения кручения.

Коэффициент снижения предела выносливости детали в рассматриваемом сечении при кручении.

Коэффициент запаса по касательным напряжения.

Общий запас сопротивления усталости.

Вал № 2 Для вала № 2 концентрация напряжения на сечение вала в месте посадки подшипника на вал (канавка в месте перехода d2-d3).

Коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям.

где — предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле нагрузке, Мпа; - амплитуда цикла изменений напряжений изгиба, МПа;

где — изгибающий момент в рассматриваемом сечении вала, Н· м;

— момент сопротивления изгибу с учётом ослабления вала, мм3;

— коэффициент снижения предела выносливости детали в рассматриваемом сечении при изгибе.

где — коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения; - коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности;

— коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Wнетто=0,1*d3=0.1*353=4288мм3.

Коэффициент запаса по касательным напряжением для нереверсивной передачи.

где — предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле кручения; - амплитуда цикла напряжения кручения; - постоянная составляющая напряжений кручения.

При нереверсивной передаче.

где — крутящий момент на валу, Н· м;

— момент сопротивления кручению с учётом ослабления вала, мм3.

где — коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения ;

— коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности при кручении;

— коэффициент влияния поверхностного упрочнения;

Общий запас сопротивления усталости где ;

что больше расчетного, следовательно прочность обеспечена.