Уточненный расчет валов

Наметив конструкцию вала и установив основные размеры его (диаметры участков, расстояния между серединами опор и плечи нагрузок), выполняют уточненный проверочный расчет, так как проектировочный расчет уже выполнен ранее. Проверочный расчет валов на сопротивление усталости выполняют при совместном действие изгиба и кручения. При этом расчет отражает разновидности цикла напряжений изгиба и кручения, усталостные характеристики материалов, размеры, форму и состояние поверхности валов. Проверочный расчет проводится после завершения конструктивной компоновки и установления окончательных размеров валов.

Цель расчета – определить коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнить их с допускаемыми:

Полученное значение должно быть не ниже . В случае необходимости допускается снижение до 1,7 при условии выполнения специального расчета вала на жесткость

где - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

где - предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба: для углеродистой стали , для легированной ;

- эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений (приложения 12-17);

- масштабный фактор для нормальных напряжений (таблица 11.1);

Таблица 11.1 – Значения коэффициентов

Сталь	Диаметр вала d, мм
Углеродистая		0,92	0,88	0,85	0,82	0,76	0,70	0,61
	0,83	0,77	0,73	0,70	0,65	0,59	0,52
Легированная		0,83	0,77	0,73	0,70	0,65	0,59	0,52

– коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности; при шероховатости от 0,32 до 2,5мкм принимают ;

- амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба в рассматриваемом сечении;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений; если осевая сила отсутствует или пренебрежимо мала, то ; если она достаточно велика, то

для углеродистых сталей для легированных сталей ;

- коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

где - предел выносливости стали при симметричном цикле кручения: принимают .

Остальные обозначения имеют тот же физический смысл, но относятся к напряжениям кручения: для углеродистых и легированных сталей;

где - момент сопротивления кручению, мм³.

Контрольные вопросы: