6.4 Допускаемое напряжение при расчете на изгибную прочность при действии пиковой нагрузки

Допускаемое напряжение определяют по упрощенной зависимости вида:

,

где – предел выносливости при изгибе (см. табл. 6.3);

–максимальный коэффициент долговечности (= 4 при= 6,= 2,5 при= 9);

–коэффициент, учитывающий частоту приложения пиковой нагрузки (в случае единичных перегрузок = 1,3 при= 6 и= 1,2 при= 9; в случае многократного (до 10³) действия перегрузок = 1);

–коэффициент запаса прочности, = 2.

7 Режимы нагружений и их учет в расчетах на выносливость

Режим нагружений передачи. Характеризуется циклограммой (рис. 7.1), где представлены в порядке убывания вращающие моменты , действующие в течение отработки заданного ресурса. Циклограмма моментов позволяет определять– продолжительность действия моментов, больших, и– продолжительность действия момента.

Не предусмотренные в процессе эксплуатации пиковые моменты являются кратковременно действующими (единичными) и не учитываются в расчетах на выносливость. Более того, вследствие неопределенности их значений они не всегда указываются в циклограмме.

Рис. 7.1. Циклограмма моментов

Статистический анализ нагруженности машин различных типов показал, что при всем многообразии циклограмм моментов (нагрузок) их можно свести к нескольким типовым, если при построении циклограмм использовать относительные координаты и.

Для большинства современных машин характерны, кроме постоянного 0, пять переменных типовых режимов нагружения (рис. 7.2):

тяжелый I - для зубчатых передач горных машин;

средний равновероятностный II и нормальный III - для транспортных машин;

легкий IV и особолегкий V - для универсальных металлорежущих станков.

Расчет по эквивалентным циклам. В расчетах на выносливость переменный режим нагружений заменяют эквивалентным (по усталостному воздействию) постоянным режимом с нагрузкой и ресурсом, где– наибольший вращающий момент, а– эквивалентное число циклов.

Рис. 7.2. Типовые режимы нагружения: 0 - постоянный; I - тяжелый; II - средний равновероятностный; III - средний нормальный; IV - легкий; V - особолегкий

Замену переменного режима эквивалентным постоянным осуществляют на основе гипотезы линейного суммирования усталостных повреждений.

В расчетах на контактную выносливость переменность режима нагружений учитывают при определении коэффициента долговечности (см. табл. 6.2): вместо назначенного ресурса, в формулу дляподставляют эквивалентное число циклов. В расчетах на выносливость при изгибе для определения коэффициента долговечностивместоподставляют эквивалентное число циклов:

, ,

где ,– коэффициенты эквивалентности по циклам, учитывающие тип режима нагружений и характер накопления повреждений, т.е. принятый в расчетах способ суммирования повреждений. Для типовых режимов нагружений значенияиприведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Значения коэффициентов эквивалентности ,.

Номер режима (см. рис. 7.2)		*
0 - постоянный	1	1
I - тяжелый	0,500	0,300 / 0,200
II - средний равновероятностный	0,250	0,143 / 0,100
III - средний нормальный	0,180	0,065 / 0,036
IV - легкий	0,125	0,038 / 0,016
V - особолегкий	0,063	0,013 / 0,004
Примечание: * В числителе при = 6, а в знаменателе при= 9.

В общем случае их значения вычисляют по формулам:

, .

где ,– корректирующие коэффициенты;– показатель степени кривой усталости.

Обычно полагают, что суммированию подлежат все моменты циклограммы нагружений, а также == 1, что идет в запас прочности.