9. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ

Уточнённый расчёт заключается в определении коэффициентов запаса s в опасных сечениях вала. Его выполняют после подбора шпонок, выбора посадок, расчёта подшипников качения и окончательного конструирования колёс, шкивов, звёздочек, валов, корпусных деталей, подшипниковых узлов.

Опасными являются сечения, где действуют крутящие и наибольшие изгибающие моменты при наличии концентраторов напряжений, таких как шпоночная канавка, шлицы, напрессовка, резьба, переходное сечение и др.

Коэффициенты запаса выносливости по нормальным и касательным напряжениям определяют по формулам:

(9.1)

(9.2)

где и пределы выносливости материала;

и эффективные коэффициенты концентрации напряжений, принимают в зависимости от вида концентратора напряжений;

- коэффициент состояния поверхности;

и - масштабные коэффициенты;

и - амплитудные напряжения циклов;

и - средние напряжения циклов;

- - коэффициенты асимметрии цикла

Полный коэффициент запаса:

(9.3)

Допускаемый коэффициент запаса по условию прочности =1,7, по условию жёсткости 2,5.

Чрезмерный запас прочности нежелателен по экономическим соображениям, поэтому назначают max=3,5.

Выводы о соответствии рабочих и допускаемых коэффициентов делают по наиболее опасному сечению (с наименьшим коэффициентом запаса). В других сечениях он будет выше.

Таблица 9.1. Механические характеристики материалов валов

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений приведены в табл. 9.2.

Таблица 9.2 Эффективные коэффициенты концентрации напряжений

Фактор концентрации
	700	900	700	900
Галтель
при = 0,02	2,51	2,89	1,59	1,74
0,06	1,74	1,80	1,30	1,37
0,10	1,50	1,53	1,19	1,24
Выточка
при = 0,02	1,95	2,25	1,32	1,46
0,06	1,80	1,95	1,29	1,41
0,10	1,70	1,80	1,21	1,32
Поперечное отверстие
	1,9	2,0	1,75	1,9
Шпоночная канавка	1,75	1,9	1,6	1,9
Резьба	1,8	2,4	1,2	1,5
Посадка с напрессовкой
	2,4	3,6	1,8	2,5

Таблица 9.3. Значение масштабных факторов и

Масштабный фактор	Диаметр вала d, мм
	20	30	40	50	70	80	100
	0,92	0,88	0,85	0,82	0,76	0,73	0,70
	0,83	0,77	0,73	0,70	0,65	0,64	0,59