Стальной вал переменного сечения посредством двух зубчатых колес. Предел выносливости по нормальным напряжениям, страница 2

Определяем K_s.

sВ, МПа
	Со шпоночной канавкой
ks
600	1,46
700	1,54

s_В=610 МПа

Интерполируя, получим:

sВ, МПа	Со шпоночной канавкой
	kt
600	1,54
700	1,71

Интерполируя, получим:

Определяем e_s, e_t.

Таблица 5.

Значения масштабных коэффициентов e_s, e_t.

материал	d,мм
Углеродистая и легированная сталь sВ=500¸800 МПа	30	40
	es, et
	0,85	0,81

d=32 мм

Интерполируя, получим:

Определяем b.

Таблица 6.

Значения коэффициентов качества поверхности b.

Вид обработка поверхности	sВ, МПа
	400	800
	b
Шлифование	0,95	0,90

s_В=610 МПа

Интерполируя, получим:

Подставим все эти значения в формулы и получим:

Вычислим коэффициенты запаса усталостной прочности сечения отдельно по нормальным и по касательным напряжениям.

При этом значения коэффициента y_t  возьмем из таблицы 7.

Определяем y_t.

Таблица 7.

Значения коэффициента чувствительности металла к асимметрии цикла y_t.

Материал	sВ, МПа	yt
Углеродистая сталь	500-750	0,05

Подставим все найденные значения в формулы и получим:

Вычислим общий коэффициент запаса усталостной прочности

Сравним значение коэффициента запаса усталостной прочности n_r с допустимым значением [n]=1,7.

1,578<1,7

n_r>[n]. Проверка на усталостную прочность не выполняется.

Запас усталостной прочности сечения оказывается необеспеченным, введем дополнительную обработку поверхности вала одним из технологических способов. При этом в расчете примем b_УПР=2 и вновь определим коэффициент  запаса усталостной прочности n_r.

Проведем аналогичный расчет при b_УПР=2.

Вычислим общий коэффициент запаса усталостной прочности

Сравним значение коэффициента запаса усталостной прочности n_r с допустимым значением [n]=1,7.

3,155>1,7

n_r>[n]. Проверка на усталостную прочность выполняется.

б) рассмотрим галтельный переход (r=1 мм)

Сечение №4.

M_X=4,02 Нм   M_Y=317,27 Нм

M_КР=56 Нм

d=32 мм

r/d=1/32=0,03

Проводим аналогичные расчеты.

Определяем k_s, k_t.

Таблица 3.

Эффективные коэффициенты k_s, k_t для валов.

Определяем K_s.

С галтельным переходом
h/r
2
r/d
0,03
ks (при изгибе)
sВ=600 МПа	sВ=700 МПа
1,88	1,94
kt (при кручении)
sВ=600 МПа	sВ=700 МПа
1,57	1,59

s_В=610 МПа

Интерполируя, получим:

Определяем e_s, e_t.

d=32 мм

Коэффициенты e_s, e_t остались таким же потому, что диаметр вала в сечении не изменился.

Определяем b.

s_В=610 МПа

Коэффициент b остался таким же потому, что вид обработки поверхности не изменился.

Подставим все эти значения в формулы и получим:

Вычислим коэффициенты запаса усталостной прочности сечения отдельно по нормальным и по касательным напряжениям.

Определяем y_t.

y_t=0,05

Подставим все найденные значения в формулы и получим:

Вычислим общий коэффициент запаса усталостной прочности

Сравним значение коэффициента запаса усталостной прочности n_r с допустимым значением [n]=1,7.

1,046<1,7

n_r<[n]. Проверка на усталостную прочность не выполняется.

Запас усталостной прочности сечения оказывается необеспеченным, введем дополнительную обработку поверхности вала одним из технологических способов. При этом в расчете примем b_УПР=2 и вновь определим коэффициент  запаса усталостной прочности n_r.

Проведем аналогичный расчет при b_УПР=2.

Вычислим общий коэффициент запаса усталостной прочности

Сравним значение коэффициента запаса усталостной прочности n_r с допустимым значением [n]=1,7.

2,092>1,7

n_r>[n]. Проверка на усталостную прочность выполняется.