Конструирование быстроходного вала

 

Расчет на статическую прочность

Где  – суммарный изгибающий момент;  – крутящий момент;  – осевая сила; – моменты сопротивления сечения вала при расчете на изгиб и кручение, мм³;  – площадь поперечного сечения, мм².

Для ступени со сплошным сечением

Для ступени со сплошным сечением

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных напряжений

Условие статической прочности выполняется.

Расчет на усталостную прочность

Для каждого из установленных предположительно опасных сечений вычислим коэффициент запаса S

Где  – коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям

Где  – амплитудные напряжения цикла;  – среднее напряжение цикла;  – коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений рассматриваемого сечения. В расчетах принимают, что нармальные напряжения изменяются по симметричному циклу: , а касательные напряжения по отнулевому циклу: .

Тогда

Напряжения в опасных сечениях

Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении

Где  – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения;  – коэффициенты снижения предела выносливости.

вычисляют по формулам:

Где  – эффективные коэффициенты концентрации напряжений;  – коэффициенты влияния абсолютных значений размеров поперечного сечения;  – коэффициенты влияния качества поверхности;  – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала

Где  – коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.

Вычислим для опасных сечений

Для ступенчатого перехода с галтелью

Для шпоночного паза

Для резьбового участка вала

Пределы выносливости вала в рассматриваемых сечениях

Для ступенчатого перехода с галтелью  

Для шпоночного паза

 

Для резьбового участка вала

Определим напряжения в опасных сечениях

Для ступенчатого перехода с галтелью

Для шпоночного паза

 

Для резьбового участка вала

Коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемых сечений вала

Для ступенчатого перехода с галтелью

Для шпоночного паза

Для резьбового участка вала

 – коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям

Для ступенчатого перехода с галтелью

 

Для шпоночного паза

Для резьбового участка вала

Для каждого из установленных предположительно опасных сечений вычислим коэффициент запаса S

Для ступенчатого перехода с галтелью

Для шпоночного паза

Для резьбового участка вала

Условие усталостной прочности выполняется.