Проверочный расчет

5 Проверочный расчет

5.1 Расчет статической прочности вала

Статическая прочность вала оценивается по эквивалентному напряжению, которое подсчитывается по третьей и четвертой теориям прочности.

(42)

M_CYM.MAX=323,69кН*м

По формуле 15.10

(43)

где d- внутренний диаметр шлицев вала, d=32мм.

Касательные напряжения находим по формуле:

(44)

где Т – крутящий момент на валу, Н*м

Тогда

где (45)

В качестве материала для изготовления вала примем сталь 18ХГТ

ГОСТ 4543 – 88, с механическими свойствами в нормализованном состоянии:

=650 МПа, =450 МПа, 210 НВ.

106,7<360 - условие статической прочности соблюдается.

5.2 Проверочный расчет на усталостную прочность

Для обеспечения достаточной усталостной прочности, необходимо выполнение следующего условия:

= (46)

где S – общий коэффициент запаса прочности,

[S] = 1.5 допустимый коэффициент запаса прочности,

= -коэффициент запаса по нормальным напряжениям,

где = 0.5* = 0.4*750 = 300 МПа –предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба.

===98,86 МПа – амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба в рассматриваемом сечении

=1,6 – эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений,

=0.72 – масштабный фактор для нормальных напряжений,

=1 – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности =0.17 – коэффициент, корректирующий влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости

=0– среднее напряжение цикла изменения нормальных напряжений,

= - коэффициент запаса по касательным напряжениям,

где = 0.2* = 0.3*75-= 150 МПа - предел выносливости стали при симметричном цикле кручения,

=0,5*=11,595 МПа - амплитуда цикла касательных напряжений

=2,45 –эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений,

=0.72 – масштабный фактор для касательных напряжений,

=1 – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности,

=0.085 – коэффициент, корректирующий влияние постоянной составляющей цикла касательных напряжений на сопротивление усталости,

==11,595 МПа – среднее напряжение цикла изменения касательных напряжений.

Тогда:

===1,93

===3,71

И общий коэффициент запала прочности:

===1,71

Таким образом, =1,71 >[S] = 1.5, то есть запас сопротивления усталости обеспечен.