Запас сопротивления усталости определяется по формуле [2, с. 299]
, где – запас сопротивления усталости по изгибу;
– запас сопротивления усталости по кручению. Запас сопротивления усталости по изгибу и по кручению определяются по формулам [2, с. 299]
, где и – пределы выносливости;
и – амплитуды переменных составляющих циклов напряжений;
и – эффективные коэффициенты концентрации напряжений соответственно при изгибе и кручении [2, с. 300];
– масштабный фактор [2, с. 301];
– фактор качества поверхности (шероховатости) [2, с. 301];
и – коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла на усталостную прочность, зависят от механических характеристик материала [2, с. 300]. Для удобства все расчеты сведем в таблицу 2. Таблица 2 – Расчет валов на прочность
Параметры
| Вал
| ведущий
| промежут.
| ведомый
| Диаметр в опасном сечении
| d1=30 мм
| d2=56 мм
| d3=80 мм
| Материал вала
| Сталь 40 Х
| Сталь 40 Х
| Сталь 45
|
, МПа
| 850
| 850
| 750
|
, МПа
| 382,5
| 382,5
| 337,5
|
, МПа
| 212,5
| 212,5
| 187,5
|
, Н*м
| 273
| 229,3
| 422,7
|
, 10-6 м3
| 2,7
| 17,56
| 51,2
|
, МПа
| 101,11
| 13,06
| 8,26
|
, МПа
| 0
| 0
| 0
| Т, Н*м
| 68,6
| 489,17
| 1631,26
|
, 10-6 м3
| 5,4
| 35,12
| 102,4
|
, МПа
| 6,35
| 6,96
| 7,97
|
| 1,85
| 1,7
| 1,85
|
| 1,4
| 1,7
| 1,4
|
| 0,72
| 0,55
| 0,62
|
| 0,9
| 0,9
| 0,92
|
| 0,15
| 0,15
| 0,1
|
| 0,1
| 0,1
| 0,05
|
| 1,33
| 8,53
| 12,6
|
| 14,8
| 10,43
| 9,39
| S
| 1,32
| 6,6
| 7,53
| Перерасчет
| Новый диаметр
| 34
| 40
| 55
|
, 10-6 м3
| 3,93
| 6,4
| 16,64
|
, МПа
| 69,46
| 35,83
| 25,4
|
, 10-6 м3
| 7,86
| 12,8
| 33,28
| Продолжение таблицы 2
, МПа
| 4,36
| 19,11
| 24,51
|
| 0,68
| 0,64
| 0,72
|
| 1,82
| 3,62
| 4,76
|
| 20,41
| 4,39
| 3,54
| S
| 1,81
| 2,79
| 2,84
|
Вал I (d1=30 мм):
;
;
.
Условие прочности не выполняется, т.к. , увеличим диаметр вала.
Вал I (d1=34 мм):
;
;
– условие удовлетворяется.
Вал II (d2=56 мм):
;
;
. Условие прочности не выполняется, т.к. , поэтому уменьшаем диаметр вала.
Вал II (d2=40 мм):
;
;
– условие удовлетворяется.
Вал III (d3=80 мм):
;
;
.
Условие прочности не выполняется, т.к. , поэтому уменьшаем диаметр вала.
Вал III (d3=55 мм):
;
;
– условие удовлетворяется.
|