Расчет на сопротивление усталости

Расчет на сопротивление усталости считается [2-4] основным проверочным расчетом при оценке работоспособности вала. Он учитывает все основные факторы, влияющие на прочность валов: статические и усталостные характеристики материала, характер напряжения, размеры, форму и состояние поверхности. Расчет заключается в определении для предварительно намеченных опасных сечений вала действительного коэффициента запаса прочности S, который должен быть не меньше [S] допускаемого запаса прочности:

, (7)

где и - коэффициенты запаса прочности при изгибе и кручении.

Значение [S] = 1,5…2,5 назначают в зависимости от ответствен- ности конструкции, точности определения нагрузок и напряжений.

Коэффициенты запаса прочности и [2]:

(8)

Пределы выносливости вала в расчетном сечении:

(9)

где и - пределы выносливости гладких стандартных образцов при симметричном цикле изгиба и кручения (табл. 10); и – коэф- фициенты снижения предела выносливости.

Значения и для расчетного сечения вала:

(10)

где и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений (табл. 13, табл. 17); и - коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения (табл. 14); и - коэффициенты влияния качества поверхности (табл. 16); - коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 15).

Коэффициенты влияния асимметрии цикла для расчетного сечения вала:

(11)

где и - коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла для стандартного образца (табл. 10).

Таблица 13

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений Ks и Kt

Параметры	МПа	МПа
Для ступенчатого перехода с галтелью
t/r	r/d
£1	0,01 0,02 0,03 0,05 0,1	1,35 1,45 1,65 1,6 1,45	1,4 1,5 1,7 1,7 1,55	1,45 1,55 1,8 1,8 1,65	1,3 1,35 1,4 1,45 1,4	1,3 1,35 1,45 1,45 1,4	1,3 1,4 1,45 1,55 1,45
£2	0,01 0,02 0,03 0,05	1,55 1,8 1,8 1,75	1,6 1,9 1,95 1,9	1,65 2,0 2,05 2,0	1,4 1,55 1,55 1,6	1,4 1,6 1,6 1,6	1,45 1.65 1,65 1,65
£3	0,01 0,02 0,03	1,9 1,95 1,95	2,0 2,1 2,1	2,1 2,2 2,25	1,55 1,6 1,65	1,6 1,7 1,7	1,65 1,75 1,75
£5	0,01 0,02	2,1 2,15	2,25 2,3	2,35 2,45	2,2 2,1	2,3 2,15	2,4 2,25
Для шпоночных пазов, выполненных фрезой
Концевой	1,8	2,0	2,2	1,4	1,7	2,05
Дисковой	1,5	1,55	1,7
Для эвольвентных шлицев и резьбы
Шлицы	1,45	1,6	1,7	1,43	1,49	1,55
Резьба	1,8	2,2	2,45	1,35	1,7	2,1

Таблица 14

Коэффициент влияния абсолютных размеров

поперечного сечения Kd

Таблица 15

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения KV

Вид упрочнения поверхности вала	Значение KV при:
Без упрочнения	1,0	1,0	1,0
Закалка ТВЧ	1,3…1,6	1,6…1,7	2,4…2,8
Азотирование	1,15…1,25	1,3…1,9	2,0…3,0
Накатка роликом	1,2…1,4	1,5…1,7	1,8…2,2
Дробеструйный наклеп	1,1…1,3	1,4…1,5	1,6…2,5

Таблица 16

Коэффициент влияния качества поверхности

Вид механической обработки	Параметр шероховатости мм	МПа	МПа
£700	>700	£700	>700
Шлифование тонкое	до 0,2
Обтачивание тонкое	0,2…0,8	0,99…0,93	0,99…0,91	0,99…0,96	0,99…0,95
Шлифование чистовое	0,8…1,6	0,93…0,89	0,91…0,86	0,96…0,94	0,95…0,92
Обтачивание чистовое	1,6…3,2	0,89…0,86	0,86…0,82	0,94…0,92	0,92…0,89

Таблица 17

Коэффициент концентрации напряжений для посадок с натягом

Диаметр d, мм	МПа	МПа
	2,6	3,3	4,0	1,5	2,0	2,4
	2,75	3,5	4,3	1,65	2,1	2,6
	2,9	3,7	4,5	1,75	2,2	2,7
	3,0	3,85	4,7	1,8	2,3	2,8
	3,1	4,0	4,85	1,85	2,4	2,9
	3,2	4,1	4,95	1,9	2,45	3,0
	3,3	4,2	5,1	1,95	2,5	3,05
	3,35	4,3	5,2	2,0	2,55	3,1
Примечание: При установке с натягом колец подшипников табличное значение следует умножить на 0,9.

При действии в расчетном сечении нескольких источников кон- центрации напряжений учитывают при определении и наиболее опасный из них, при котором больше значения коэффициентов или [2, 4].

Поиск по сайту: