предел выносливости материала при изгибе со знако­переменным симметричным циклом

Расчет на сопротивление усталости. Опыт эксплуатации по­казывает, что для валов (в меньшей степени для осей) основным видом разрушения является усталостное и поэтому для валов рас­чет на сопротивление усталости является одним из основных. Ус­талостную прочность валов и осей при регулярных переменных напряжениях, т. е. при стационарном нагружении, обеспечивает требуемый запас прочности по отношению к пределу выносливости.

По известному номинальному напряжению в опасном сече­нии легко установить случаи, когда условия сопротивления уста­лости заведомо удовлетворяются. Расчет на сопротивление уста­лости проводить нет необходимости, если

где σ_[ — предел выносливости материала при изгибе со знако­переменным симметричным циклом изменения напряжений (табл. 16.2); ε — коэффициент влияния абсолютных размеров (масштабный фактор), см. [1, 33, 33]); Κ_σ — эффективный коэф­фициент концентрации напряжений в опасном сечении, см. [1, 31, 33]; s — коэффициент запаса усталостной прочности выбирается в пределах 1,5...2,5.

Если условие (16.3) не выполняется, необходим расчет на ус­талостную прочность, выносливость или сопротивление устало­сти. При этом расчете необходимо прежде всего установить ха­рактер цикла изменения напряжений, т. е. определить постоянные σ„ и х_т и переменные а_а и τ_α составляющие напряжений и закон их изменения. Предположительно устанавливают опасные сечения, исходя из эпюр моментов, размеров сечений вала (оси) и концентраторов напряжений. Обычно в опасных сечениях нахо­дятся максимумы изгибающих моментов и концентрации напря­жений, а также минимумы диаметра вала. При расчетах на вы­носливость учитывают влияние вида и характера изменения напряжений, механические характеристики материала — стати­ческие и усталостные (см. табл. 16.2) размеры, форму и состояние поверхности вала (микрогеометрию и структуру).

Постоянные по значению (величине) и по направлению в пространстве нагрузки вызывают во вращающихся валах и осях циклические (переменные) напряжения изгиба, изменяющиеся по симметричному циклу с амплитудой (переменной составляющей) σ_α и средним (постоянной составляющей) а_т напряжением:

В расчетах валов нереверсивных передач условно принима­ют, что вращающий момент и напряжения от кручения изменя­ются по пульсационному циклу (отнулевой цикл изменения на­пряжений); при этом амплитуда τ_α и среднее т_т напряжение определяют из формул