Уточненный расчет валов состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [S].

Прочность соблюдается при .

Для валов редукторов допускаемый запас прочности принимают в пределах .

Принимаю, что нормальное напряжение от изгиба изменяется по симметрическому циклу изменения напряжения во времени, а касательные от кручения – по пульсирующему циклу изменения напряжения во времени.

Провожу расчет для предварительно опасных сечений (согласно эпюрам) каждого вала.

Быстроходный вал.

Материал вала – сталь 40Х нормализованная, согласно [6,с.34,табл.3.3].

Предел выносливости при семетрическом цикле изгиба:

Предел выносливости при симметрическом цикле касательных напряжений:

Сечении I – I. Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываю на кручение. Концентрацию напряжений вызывает напряжение шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности:

,

где амплитуда и среднее напряжение пульсирующего цикла:

,

При , , согласно [6,с.169,табл.8.9].

Момент сопротивления кручению:

,

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для вала с одной шпоночной канавкой.

Масштабный коэффициент при .

Коэффициент, который учитывает влияние шероховатости поверхности, .

- для углеродистых и легированных сталей.

Запас прочности:

Полученное значение удовлетворяет условие .

Сечение II – II. Выбираю сечение в месте посадки подшипника. Концентрация напряжений вызвана напресовкой подшипника на вал .

Суммарный изгибающий момент .

Момент сопротивления сечения:

Амплитуда нормальных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

где