20. Уточненный расчет быстроходного вала

Считаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения — по отнулевому (пульсирующему).

Материал валов — сталь 40 Х закалка ТВЧ; σ_в = 930 МПа (см. табл. 3.3).

Пределы выносливости σ_-1 =0,43*930 = 400 МПа и τ_-1 = = 0,58*400 = 232 МПа.

У ведущего вала определять коэффициент запаса прочности в нескольких сечениях нецелесообразно; достаточно выбрать одно сечение с наименьшим коэффициентом запаса, а именно сечение в месте посадки подшипника, ближайшего к шестерне . В этом опасном сечении действуют максимальные изгибающие моменты М_у и М_х и крутящий момент Т₁.

Концентрация напряжений вызвана запрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал.

Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях

Н мм;

Н мм.

Суммарный изгибающий момент

Н мм.

Момент сопротивления сечения

Нм³

Амплитуда нормальных напряжений

М Па

По табл. 8.7 определяем

Полярный момент сопротивления

Н м

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

По табл. 8.7 определяем = 0,6* +0,4 = 0,6*4,5+0,4 = 3,1,

а коэффи­циент = 0,1;

Коэффициент запаса прочности

Для обеспечения прочности коэффициент запаса должен быть не меньше [S] = 1,5-1,7.

Полученное значение S = 2,33 достаточно для обеспечения помимо выносливости еще и достаточную жесткость вала.