5. Проверка статической прочности вала
Статическую прочность вала проверяем только в опасном сечении, решая неравенство (6):
,
где
и
- где
и
- действительный и допустимый коэффициенты
запаса прочности по пределу текучести.
Условие статической прочности выполняется.
6. Проверка вала на выносливость
Проверку вала на выносливость проводим для каждого из всех его предположительно опасных сечений из условия (10)
,
где
и
- действительный и допустимый коэффициенты
запаса прочности по сопротивлению
усталости;
и
коэффициенты запаса по нормальным и
касательным напряжениям.
Результаты
расчётов значений
для всех предположительно опасных
сечений выполнены с учётом рекомендаций
раздела 2.6 и сведены в табл. 2р.
Таблица 2р
Результаты
расчётов значений
для предположительно опасных сечений
|
Расчётные формулы или способ определения параметров |
Значение параметров в сечениях |
||||
|
2 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
Момент
сопротивления сечения кручению
|
13722 |
8418 |
8418 |
5302 |
4970 |
|
Амплитуда
напряжений цикла изгиба
(MΣ и W определяем по табл. 1р) |
14,4 |
14,9 |
14,5 |
9,9 |
7,8 |
|
Амплитуда
напряжений цикла кручения
(WК - момент сопротивления сечения кручению определяем по табл. 2 с учётом Приложения 1) |
6,6 |
10,7 |
10,7 |
17,0 |
18,1 |
|
Среднее напряжение цикла изгиба
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Среднее напряжение цикла кручения
|
6,6 |
10,7 |
10,7 |
17,0 |
18,1 |
|
Коэффициент
влияния абсолютных размеров сечения
при изгибе
|
0,84 |
0,865 |
0,865 |
0,88 |
0,88 |
|
Коэффициент
влияния абсолютных размеров сечения
при кручении |
0,73 |
0,75 |
0,75 |
0,77 |
0,77 |
,
мм3
(табл.
2, Приложение 1)
(табл.
3)
(табл.
3)
Продолжение таблицы 2р
|
Расчётные формулы или способ определения параметров |
Значение параметров в сечениях |
||||
|
2 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
Коэффициент концентрации нормальных напряжений Kσ (табл. 4, 5, 6)*) |
2,2 |
2,25 |
3,6 |
2,05 |
2,2 |
|
Коэффициент концентрации касательных напряжений Kτ (табл. 4, 5, 6)*) |
2,05 |
1,75 |
1,9 |
1,65 |
2,05 |
|
Коэффициент влияния шероховатости поверхности при изгибе KFσ (табл. 8) при Ra=0,8мкм |
0,91 |
0,91 |
0,91 |
0,91 |
0,91 |
|
Коэффициент влияния шероховатости поверхности при изгибе KFτ (табл. 8) при Ra=0,8мкм |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
|
Коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 9 – упрочнение отсутствует) |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Коэффициент снижения предела выносливости материала рассматриваемого вала при изгибе
|
2,72 |
2,70 |
4,26 |
2,43 |
2,60 |
|
Коэффициент снижения предела выносливости материала рассматриваемого вала при кручении
|
2,85 |
2,38 |
2,58 |
2,18 |
2,71 |
|
Коэффициент
чувствительности к асимметрии цикла
напряжений при кручении
|
0,035 |
0,043 |
0,039 |
0,044 |
0,037 |
|
|
10,5 |
10,2 |
6,6 |
17,0 |
20,2 |
|
|
11,8 |
8,7 |
8,0 |
5,9 |
4,5 |
|
|
7,8 |
6,6 |
5,1 |
5,6 |
4,4 |
|
Примечания: *) Концентраторы напряжений в сечениях 2 и 9 – шпоночный паз, в 6 и 8 – ступенчатый переход с галтелью, в 7 – посадка деталей с натягом.
|
|||||
Для каждого из рассмотренных предположительно опасных сечений вала проверка условия достаточного запаса прочности по сопротивлению усталости дала положительный результат.