Описание слайда:
Расчёт вала на выносливость
Такой расчет выполняется как проверочный на стадии рабочего проектирования, когда практически готов рабочий чертёж вала, т.е. известна его точная форма, размеры и все концентраторы напряжений: шпоночные пазы, кольцевые канавки, сквозные и глухие отверстия, посадки с натягом, галтели (плавные, скруглённые переходы диаметров). При расчёте полагается, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные напряжения кручения – по отнулевому пульсирующему циклу. Проверочный расчёт вала на выносливость по существу сводится к определению фактического коэффициента запаса прочности, который сравнивается с допускаемым :
Здесь nσ и nτ - коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям
где σ-1 и τ-1 – пределы выносливости материала вала при изгибе и кручении с симметричным циклом; σ-1 =(0,4…0,5)∙σв, τ-1 =(0,2…0,3)∙σв, τв =(0,55…0,65)∙σв;
kσ и kτ – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении, учитывающие галтели, шпоночные канавки, прессовые посадки, резьбу и шероховатость;
εα и ετ – масштабные коэффициенты диаметра вала;
σa и τa – амплитудные значения напряжений;
σа= Ми /(0,1∙d3); σm= 0, τm= τa= 0,5∙Мкр /(0,2∙d3);
σm и τm – средние напряжения цикла;
ψσ и ψτ – коэффициенты влияния среднего напряжения цикла на усталостную прочность зависят от типа стали.
ψσ =0,02+2∙10-4∙ σв; ψτ =0,5∙ ψσ ;
Если коэффициент запаса оказывается меньше требуемого, то сопротивление усталости можно существенно повысить, применив поверхностное упрочнение: азотирование, поверхностную закалку токами высокой частоты, дробеструйный наклёп, обкатку роликами и т.д. При этом можно получить увеличение предела выносливости до 50% и более.
