Расчет на усталостную прочность

(8;1)

Проекция XoY

(8;2)

(8;3)

Максимальные реакции в опорах (наихудший режим нагружения опор):

Эпюра вращающих моментов:

Рисунок 4 – Эпюры

Определим запасы сопротивления усталости в опасных сечениях.

Подсчитываем два предполагаемых сечения: Сечение В-В под колесом, ослабленное шпоночным пазом, и сечение С-С – шестерня, нарезанная на валу.

Сечение В-В:

Вращающий момент

Напряжение изгиба

Напряжения кручения

Определим коэффициенты концентрации и . В сечении B-B концентратором напряжения являются: посадка шестерни на вал с натягом и шпоночный паз. Для посадки с натягом , ; ;

По теории расчета толстостенных цилиндров удельное давление поверхности контакта связано с натягом зависимостью.

,

Полагаем что давление посадки p=1,601 МПа, тогда

Оцениваем величину масштабного фактора

Здесь

При этом коэффициент концентрации напряжений будет равен

Для шпоночного паза, выполненного концевой фрезой - . При расчете учитываем большую величину , т.е.

,

Где шероховатость поверхности вала R_z=3,2мкм. K_v=1 вал без поверхностного упрочнения.

.

Далее, ;

Коэффициент концентрации напряжений в сечении B-B при кручении

По формулам

(8;4)

Рассчитаем коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости.

Запас сопротивления усталости при изгибе ()

Запас сопротивления усталости при кручении

При этом

Сечение С-С:

Вращающий момент

Напряжение изгиба

Напряжения кручения

Определим коэффициенты концентрации и . В сечении С-С концентратором напряжения является шестерня, нарезанная на валу.

Для шлицев: , для эвольвентных шлицев . Коэффициент, учитывающий размеры вала

Определим коэффициенты учитывающие шероховатость поверхности

Коэффициенты концентраций напряжений

Запас сопротивления усталости при изгибе ()

Запас сопротивления усталости при кручении

При этом .

Условия усталостной прочности соблюдается.