Визначення реакції в опорах підшипників

а) В горизонтальній площині

Н

Н

б) У вертикальній площині

Н

Н

в) Визначимо результуючі реакції

20633Н

Н

Тепер можемо знайти момент, що вигинає, по формулі (3.12)

Обчислюється еквівалентна напруга від сумісної дії вигину і кручення

s _экв = Мекв / Wp. =22, 38 Мпа, (3.13)

Рівняння також вирішується щодо мінімального діаметру валу

Або те ж саме для порівняння з нормальною напругою, що допускається

Отриманий в уточненому розрахунку мінімальний діаметр валу приймається остаточно для подальшого проектування.

Таким же чином розраховуємо для решти всіх випадків навантаженості.

3 Розрахунок валу на витривалість

Виконується як перевірочний на стадії робочого проектування, коли практично готове робоче креслення валу, тобто відома його точна форма, розміри і всі концентратори напруги: пази шпон, кільцеві канавки, крізні і глухі отвори, посадки з натягом, галтелі (плавні, округляючі переходи діаметрів).

При розрахунку вважається, що напруга вигину змінюється по симетричному циклу, а дотична напруга кручення – по отнулевому пульсуючому циклу.

Перевірочний розрахунок валу на витривалість по суті зводиться до визначення фактичного коефіцієнта запасу міцності n, який порівнюється з тим, що допускається

, (3.14)

Тут n _s і n_t - коефіцієнти запасу по нормальній і дотичній напрузі

де s _-1 і @_-1 – межі витривалості матеріалу валу при вигині і крученні з симетричним циклом;

до і k@ – ефективні коефіцієнти концентрації напруги при вигині і крученні, що враховують галтелі, канавки шпон, пресові посадки і різьблення;

? _? і ? _@ – масштабні коефіцієнти діаметру валу;

s _а і @_a – амплітудні значення напруги;

s _m і @_m – середня напруга циклу (s _m= 0 @_m = @_a);

8 і 8@ – коефіцієнти впливу середньої напруги циклу на втомну міцність залежать від типу стали.

Обчислення коефіцієнтів запасу міцності по напрузі пам'ятаємо з курсу " Опір матеріалів", в розділі " Циклічний напружений стан".

Якщо коефіцієнт запасу виявляється менше потрібного, то опір втоми можна істотно підвищити, застосувавши поверхневе зміцнення: азотування, поверхневий гарт струмами високої частоти, дробеструйне наклепання, обкатку роликами і так далі При цьому можна отримати збільшення межі витривалості 50% і більш.