Проверочный расчет вала на усталостную прочность

Проверочный расчет выполняют на совместное действие изгиба и кручения путем определения коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнения их с допускаемым значением. Рекомендуется принимать [ S ] = 1, 5–2, 5. Коэффициент запаса прочности определяют по формуле с.149 [1]:

где S_σ и S_τ – коэффициенты запаса прочности соответственно по изгибу и кручению.

Коэффициенты запаса прочности определяем в следующей последовательности:

1. Выбираем материал вала согласно рекомендациям c.149 [1]. Выбранный материал – Сталь 40X.

2. Определяем по расчетной схеме (рисунок 7) опасное сечение вала.

3. Определяем коэффициент запаса прочности по изгибу в предположение, что напряжения изменяются по симметричному циклу:

где σ _–1 – предел выносливости при изгибе с симметричным циклом, для углеродистых конструкционных сталей

σ _а – амплитудные напряжения изгиба в рассматриваемом сечении вала, при симметричном цикле напряжений

К_σ – эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений, определяется по таблицам 11.8-11.11[1](принимаем К_σ =2.05)

K_d – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, определяется по таблице 11.6 [1]. (K_d =0, 81);

K_V – коэффициент, учитывающий способ упрочнения поверхностей, для валов без поверхностного упрочнения K_V =1;

Определяем коэффициент запаса прочности по кручению:

где τ _–1 – предел выносливости при кручении с симметричным циклом, для углеродистых и легированных сталей

τ _а – амплитудное напряжение кручения в рассматриваемом сечении вала

К_τ – эффективные коэффициент концентрации при кручении, определяется по таблицам 11.8-11.11в [1].(принимаем К_τ =1.5); Ψ _τ – коэффициент, учитывающий асимметрию цикла, для углеродистых сталей Ψ _τ =0

Условие прочности выполняется, поэтому конструкция вала пригодна для использования.