8.2. Коэффициент запаса усталостной прочности по касательным напряжениям;

где t_-1 – предел выносливости материала при кручении;

k_t – эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении;

t_m – амплитуда касательных напряжений;

y_t – коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений;

t_m - среднее напряжение цикла.

При расчетах принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу; ба = 6max;  6m = 0, а касательные напряжения по отнулевому циклу:

τ_а = τ_max/2,    τ_m = τ_max/2.

Максимальные напряжения в опасных сечениях определяются по формулам сопротивления материалов

где – Wос – осевой момент сопротивления сечения;

Wр – полярный момент сопротивления сечения вала.

Коэффициенты Кσ_D  и Кτ_D определяют в зависимости от формы детали и шероховатости поверхности.

При расчетах валов в местах установки деталей с гарантированным натягом используют отношения Кσ /Кd и Кτ /Кd .

Коэффициенты, используемые в расчетах на выносливость, определяют по таблицам (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) и в /1/ с. 287; /2/ с.127… 129.

Определение коэффициентов Ks  и Kt

При действии в одном и том же сечении вала нескольких факторов концентрации напряжений от формы учитывают наиболее опасный из них. Общий эффективный коэффициент концентрации напряжений от формы и состояния поверхности:

при изгибе        Ks = Ks + K_F – 1 ;

при кручении    Kt = Kt + K_F – 1

где   К_F - коэффициент влияния шероховатости поверхности.

Значения  y_s и y_t  зависят от механических характеристик материала. Обычно принимают:

y_s = 0,05  и  y_t = 0      - углеродистые мягкие стали

y_s = 0,1  и   y_t = 0,05  - среднеуглеродистые  стали

y_s = 0,15 и  y_t = 0,1    - легированные стали.

Если условие прочности    [n] = 1,1…2,5 не выполняется, конструкцию вала изменяют в сторону уменьшения .влияния концентратора на прочность вала и повторяют расчет.

Для проведения проверочного расчете на выносливость можно воспользоваться программами "tvaL” и  ”pecуpс”, разработанными на кафедре ОКМ.