Среднее напряжение цикла:
; .Коэффициенты
: ; .Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:
; .Коэффициент запаса прочности по усталости в сечении D:
Сопротивление усталости вала в сечении Е обеспечивается.
Расчет сечения D и E на статическую прочность. Коэффициент
перегрузки
.Эквивалентное напряжение:
Для сечения D:
Для сечения E:
Предельное допускаемое напряжение:
.Статическая прочность вала в сечении D и E обеспечивается, так как
.8.3.3 Тихоходный вал
В качестве материала тихоходного вала принимаем сталь 45: диаметр заготовки
. Из табл. 9.1 для стали 45 при диаметре заготовки не более 120 мм и твердости не ниже 240 НВ выписываем: , , , .Анализ конструкции тихоходного вала и эпюр изгибающих
, и крутящего моментов показывает, что предположительно опасными сечениями являются сечения K и D.Расчет сечения K на сопротивление усталости. Диаметр вала в этом сечении
. Концентратор напряжений в сечении K - ступенчатый переход от диаметра к диметру . Определим отношения и .Для данного ступенчатого перехода при радиусе канавки для выхода шлифовального круга
определим отношения: , . По табл. 9.3 при коэффициенты и . По табл. 9.6 для легированной стали при изгибе и кручении для (сталь легированная) линейным интерполированием коэффициент . Тогда отношения: и .Посадочная поверхность вала дополнительно не упрочняется и коэффициент
.Суммарные коэффициенты
:Результирующий изгибающий момент в рассматриваемом сечении К:
Крутящий момент в данном сечении
.Для круглого сплошного сечения К диаметром
в соответствии с табл. 9.2:Осевой момент сопротивления сечения:
Полярный момент сопротивления сечения:
Амплитуда напряжений цикла:
Среднее напряжение цикла:
; .Коэффициенты
: ; .Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:
; .Коэффициент запаса прочности по усталости в сечении К:
Сопротивление усталости вала в сечении К обеспечивается.
Расчет сечения D на сопротивление усталости. Диаметр вала в этом сечении
. Концентраторы напряжений в сечении D - посадка с натягом ступицы червячного колеса на вал, а также шпоночный паз. Рядом с опасным сечением D находится третий концентратор напряжений – ступенчатый переход с канавкой для выхода шлифовального круга,Для каждого из концентраторов напряжений определим отношения
и .Концентратор напряжений - посадка на вал с натягом ступицы колеса. По табл. 9.5 при
для диаметра вала и посадки I линейным интерполированием и .Концентратор напряжений - шпоночный паз. По табл. 9.4 при
для валов со шпонками и . По табл. 9.6 при (сталь легированная) линейным интерполированием коэффициент (при изгибе и кручении). Тогда и .Концентратор напряжений - ступенчатый переход с канавкой для выхода шлифовального круги Для ступенчатого перехода от ступени вала диаметром
к ступени диаметром при радиусе канавки для выхода шлифовального круга определим отношения: , . По табл. 9.3 при коэффициенты и . По табл. 9.6 для легированной стали при изгибе и кручении для (сталь легированная) линейным интерполированием коэффициент . Тогда отношения: и .