ЗАДАНИЕ 4

 

РАСЧЕТ НА ИЗГИБ С КРУЧЕНИЕМ

 

Целью данного задания является расчет на сложное сопротивление.

Шкив диаметром D1 и с углом a наклона к горизонту вращается с частотой вращения n и передает мощность P. На вал постоянного сечения насажены две шестерни одинакового диаметра D2, каждая из которых передает мощность Р/2 на вал, расположенный выше.

Для заданного вала (рисунок 24) требуется:

1) определить скручивающие моменты по заданной мощности и частоте вращения вала и построить эпюру крутящего момента;

2) определить силы натяжения ремня и окружную силу на шестерне по найденным значениям скручивающих моментов и заданным диаметрам;

3) определить силы, изгибающие вал в горизонтальной и вертикальной плоскостях. При расчете   давление  на  вал  со  стороны  ременной передачи принять равным сумме сил натяжений ветвей, вес шкива, шестерни и вала не учитывать;

4) построить эпюры изгибающего момента Mz и  My от горизонтальных и вертикальных сил;

5) построить эпюру суммарного изгибающего момента, используя формулу

;

6) по эпюрам крутящего и суммарного изгибающего моментов определить опасное сечение и вычислить величину расчетного момента по указанной  теории  прочности   (при  расчете принять коэффициент Пуассона n = 0,3);

7) подобрать диаметр вала, приняв величину допускаемого напряжения    sadm = 70 МПа, и округлить его величину до стандартного размера.

3адание 6

 

Шкив с диаметром D1 и с углом наклона ремня к горизонту α1 делает n оборотов в минуту и передает Р киловатт мощности. Два других шкива имеют одинаковый диаметр D2 и одинаковые углы α2 наклона ветвей ремня к горизонту и каждый из них передает мощность Р/2  (рисунок 43).

Требуется:

1)        по заданным величинам Р и n определить моменты, приложенные к шкивам;

2)        построить эпюру крутящих моментов Tкр;

3)        определить окружные усилия t1 и t2, действующие   на шкивы, по найденным моментам и заданным диаметрам шкивов D1 и D2;

4)        определить   давление на вал,   принимая их равными трем окружным усилиям (рисунок 42);

5)        определить силы, изгибающие вал в горизонтальной и вертикальной плоскостях (вес шкивов и вала не учитывать);

6)        построить эпюры изгибающих моментов от горизонтальных сил Мг и от вертикальных сил Мв;

7)        построить эпюру суммарных  изгибающих  моментов, пользуясь формулой

 

(для каждого поперечного сечения вала имеется своя плоскость действия суммарного изгибающего момента, но для круглого сечения можно совместить плоскость МΣ для всех поперечных сечений и построить суммарную эпюру в плоскости чертежа; при построении эпюры надо учесть, что для некоторых участков вала она не будет прямолинейной);

Задача № 33. Расчет коленчатого вала на изгиб с кручением

Исходные данные к задаче принимаются по табл. 33 и схеме на рис. 33.

  1. Определите опорные реакции. Закрепление коленчатого вала, показанного на рис. 33, следует принять следующим: оба конца имеют шарнирное закрепление в плоскости, перпендикулярной оси стержня, правый конец, помимо этого, имеет жесткое закрепление от продольных перемещений и от поворота сечения в плоскости, перпендикулярной оси стержня.

  2. Определите внутренние усилия (продольную и поперечные силы, изгибающие и крутящий моменты), действующие в сечениях элементов вала. Постройте эпюры внутренних усилий.

  3. Подберите предварительно размер круглого поперечного сечения шатунной шейки (стержень 1) из условия статической прочности, учитывая только действие изгиба и кручения по приведенным моментам при пониженных допускаемых напряжениях  = 95 МПа.

  4. Подберите предварительно размеры прямоугольного поперечного сечения кривошипа (стержень 2) из условия статической прочности при пониженных допускаемых напряжениях  = 95 МПа, учитывая в первом приближении только изгибающие моменты. Сечение должно быть расположено выгодным образом по отношению к силовым плоскостям. Отношение высоты к ширине сечения  задано в табл. 33.

  5. Постройте эпюры нормальных и касательных напряжений в опасных сечениях шатунной шейки и кривошипа, принимая во внимание все факторы. Для стержня круглого сечения допускается пренебречь действием поперечных сил.

  6. Определите амплитуду и среднее напряжение цикла для максимальных нормальных и касательных напряжений в сечении шатунной шейки, считая, что  изменяются по симметричному циклу, а  - по отнулевому. Вычислите действительный коэффициент запаса усталостной прочности при совместном действии кручения и изгиба и сравните его с допускаемым значением n =1,5.

  7. При невыполнении условия усталостной прочности измените размер поперечного сечения шейки и повторите расчет.

  8. Проверьте статическую прочность шейки в опасной точке с учетом действия продольной силы на повышенное действие нагрузки при коэффициенте перегрузки 2,0. Если условия прочности не будут выполнены, измените размеры сечения шейки.

  9. Проверьте статическую прочность прямоугольного сечения кривошипа в опасных точках с учетом всех действующих усилий при коэффициенте перегрузки 2,0. Если условия прочности не будут выполнены, измените размеры сечения кривошипа.

Примечание. Для проверки статической прочности в пп. 8, 9 примите значение допускаемого напряжения равным 190 МПа.

 

© 2015 by Строймеханика. Proudly created with Wix.com

  • Instagram Social Иконка
  • Facebook Social Icon
  • Vkontakte Social Icon
This site was designed with the
.com
website builder. Create your website today.
Start Now