Расчет вала на сопротивление усталости

При расчете вала на сопротивление усталости к ранее выбранным опасным сечениям следует добавить сечения может и с меньшей нагрузкой, но в которые попадают различные концентраторы напряжений: канавки, галтели, резьба, просверленные отверстия, пазы и др.

Для каждого из выбранных сечений рассчитывают коэффициенты запаса сопротивления усталости при изгибе и кручении :

; . (44)

Параметры, входящие в выражения (44), вычисляют по алгоритму:

Амплитудные и средние напряжения цикла рассчитывают по формулам

; ; ; ,

где и даются выражениями (41).

Затем рассчитывают коэффициенты снижения предела выносливости при изгибе и кручении:

;

,

где значения входящих параметров, зависящие от вида концентраторов напряжений, а также от способа и качества обработки поверхности, приведены в табл. П12 – П18.

В зависимости от предела прочности материала (см. табл. 3) принимают значения пределов выносливости гладких стандартных образцов при изгибе:

- для углеродистых сталей ;

- для легированных сталей МПа;

Предел выносливости гладких стандартных образцов при кручении .

Принимают коэффициент асимметрии цикла:

- для углеродистых мягких сталей ;

- для среднеуглеродистых сталей ;

- для легированных сталей .

Вычисляют пределы выносливости вала с учетом специфики рассматриваемого сечения:

; .

Находят коэффициент влияния асимметрии цикла в сечении:

.

Далее производят вычисление коэффициентов запаса и по формулам (44).

Общий коэффициент запаса сопротивления усталости в сечении определяют по формуле

. (45)

Усталостная прочность считается обеспеченной, если выполняется условие

,

где допускаемое значение принимают в диапазоне 1, 5...2, 5.

Если условие усталостной прочности не выполняется, принимают конструктивные меры по уменьшению концентрации напряжений в сечении или увеличивают диаметры участков вала.