Тихоходный вал. Материал вала – сталь 45, термическая обработка – улучшение

Материал вала – сталь 45, термическая обработка – улучшение. При диаметре заготовки d_к = 50 мм предел прочности = 890 МПа.

Пределы выносливости материала определяется по формуле(2.83):

МПа – при симметричном цикле напряжений изгиба; (2.83)

МПа – при симметричном цикле касательных напряжений. (2.84)

Сечение Б-Б. Диаметр вала в этом сечении мм. В данном сечении два источника концентрации напряжений: посадка с натягом в сопряжении «ступица колеса-вал» и наличие шпоночного паза. Коэффициент концентрации напряжений от посадки с натягом: , [1, табл. 14.10]; К_F = 1,15 (шероховатость поверхности R_а = 0,4…3,2 мкм); K_v = 1,0; =0,05. Коэффициенты концентрации напряжений от шпоночного паза: и ; , ; отношения и . При расчете учитывается источник концентрации с наибольшим отношением.

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала определяется по формуле(2.85):

; (2.85)

. (2.86­)

Изгибающий момент определяется по формуле(2.87):

, (2.87)

Полярный и осевой моменты сопротивления сечения (d= мм; ширина шпоночного паза b = 16 мм, а его глубина t₁ = 6 мм)определяется по формуле(2.88):

мм³; (2.88)

мм³; (2.89)

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений определяется по формуле(2.90):

МПа (2.90)

Амплитуда нормальных напряжений изгиба определяется по формуле(2.91):

МПа (2.91)

Коэффициенты запаса прочности по касательным напряжениям определяется по формуле(2.92):

(2.92)

Коэффициенты запаса прочности по нормальным напряжениям определяется по формуле (2.93):

(2.93)

Результирующий коэффициент запаса прочности определяется по формуле(2.94):

>[s] = 2. (2.94)

Прочность вала обеспечена. Т.к. в этом сечении большой запас прочности, проверять вал на прочность в остальных сечениях не имеет смысла.