Поэтому для валов расчет на сопротивление усталости является основным. Расчет на статическую прочность выполняют как проверочный.
При расчете на сопротивление усталости необходимо прежде всего установить характер цикла напряжений. Вследствие вращения вала напряжения изгиба в различных точках его поперечного сечения изменяются по симметричному циклу, даже при постоянной нагрузке (исключение составляют случаи, когда нагрузка вращается вместе с валом).
Напряжения кручения изменяются пропорционально изменению нагрузки. В большинстве случаев трудно установить действительный цикл нагрузки машины в условиях эксплуатации. Тогда расчет выполняют условно по номинальной нагрузке, а циклы напряжений принимают — симметричным для напряже¬ний изгиба (рис. 15.4, а) и отнулевым для напряжений кручения (рис. 15.4, б). Выбор отнулевого цикла для напряжений кручения обосновывают тем, что большинство машин работает с пере¬менным крутящим моментом, а знак мо¬мента изменяется то¬лько у реверсивных машин. Неточность такого приближенно¬го расчета компенси¬руют при выборе за¬пасов прочности.
Приступая к расчету, предположительно намечают опасные сечения вала, которые подлежат проверке (сечения /—I и II—//; рис. 15.3). При этом учитывают характер эпюр изгибающих и крутящих моментов, ступенчатую форму вала и места концентрации напряжений (см. рис. 15.1). Для опасных сечений определяют запасы сопротивления усталости и сравнивают их с допускаемыми. При совместном действии напряже¬ний кручения и изгиба запас сопротивления усталости определя¬ют по формуле
ν(/σ и ψτ — коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости.
Значения ψσ и ψτ зависят от механических характеристик материала. Обычно принимают:
