Este periculos să se ia în considerare secțiunea transversală a arborelui în care au loc cele mai mari momente de îndoire și răsucire. În exemplul considerat, această secțiune este secțiunea transversală a suportului B (figura 13). De asemenea, secțiunea transversală sub roată poate fi periculoasă.
Alegem materialul arborelui - oțel 40X, tratament termic - îmbunătățire: = 750 MPa, = 900 MPa. Apoi limitele rezistenței materialului arborelui sunt determinate de relațiile empirice
coeficienți eficienți de concentrare a tensiunilor pentru încovoiere și torsiune într-o secțiune periculoasă, care sunt selectați de tipul de concentrator de tensiune. Pentru exemplul în cauză, determinăm raportul dintre dimensiuni: t / r = 2.5 / 1.0 = 2.5; r / d = 1/40 = 0,025. Considerând că pentru materialul arborelui = 900 MPa, definim coeficienții prin interpolare conform datelor din tabelul 1.
- coeficient care ia în considerare rugozitatea suprafeței arborelui. Valoarea sa este aleasă în intervalul = 0,9 ... 1,0;
- factorii de scalare pentru tensiunile normale și tangențiale, aleși prin interpolarea din datele din tabelul 2. Pentru exemplul în cauză;
- amplitudinile ciclurilor de solicitare, MPa;
- valorile medii ale ciclurilor de solicitare, MPa;
- coeficienții care iau în considerare influența tensiunii medii a ciclului asupra factorului de siguranță.
Tendințele de îndoire se modifică într-un ciclu simetric, astfel încât amplitudinea. MPa, și valoarea medie a ciclului. MPa, sunt egale
unde este momentul maxim de încovoiere, Nmm, în secțiunea periculoasă a arborelui (vezi diagrama momentului de încovoiere, figura 13, e);
- momentul rezistenței secțiunii, mm 3. care este egal: pentru secțiunea rotundă continuă a unui arbore. dar pentru o secțiune cu un canal
unde - diametrul arborelui într-o secțiune periculoasă.
Pentru exemplul examinat (secțiunea periculoasă a arborelui este solidă), prin urmare, amplitudinea ciclului. MPa, este determinată de formula
Tensiunile de torsiune cu rotație nereversibilă a arborelui variază într-un ciclu zero, deci amplitudinea. MPa, și valoarea medie a ciclului. MPa, sunt egale
unde - cuplul din secțiunea periculoasă a arborelui, Nmm (vezi diagrama momentelor cuplului, figura 13, g);
- momentul polar al rezistenței secțiunii, mm 3. care este egal cu: pentru o secțiune circulară solidă a arborelui. dar pentru o secțiune cu un canal
unde - diametrul axului, mm, în secțiunea periculoasă a arborelui.
Pentru exemplul în cauză (secțiunea transversală a arborelui periculos este solidă), pentru care
Pentru exemplul examinat, factorii de siguranță pentru tensiunile normale și tangențiale sunt date prin formule
Factorul de proiectare al factorului de siguranță este egal cu formula
Factorul de siguranță al proiectării este mai mare decât cel permis de condiție, prin urmare arborele este funcțional. Practica calculelor arată că această condiție este întotdeauna satisfăcută.