Стальной вал круглого поперечного сечения

Обновлено: 15.05.2024

1. Изучить по учебнику Олофинская В.П. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических заданий: М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2016 г. тему 2.5 Кручение. Расчеты на прочность и жесткость при кручении (лекция 28).

2. Выполнить в рабочей тетради конспект лекции «Расчет на прочность и жесткость при кручении».

Расчеты на прочность и жесткость при кручении

Разрушение вала при кручении происходит с поверхности. Условие прочности при кручении формулируется следующим образом: максимальные касательные напряжения, возникающие в опасном сечении вала, не должны превышать допускаемых напряжений

где [τ_к] - допускаемое напряжение кручения (берется либо на основании опытных данных, либо (при отсутствии нужных опытных характеристик) по теориям прочности, соответствующим материалу), Н/мм 2;

M_к max - максимальный крутящий момент в сечении вала, Н·мм;

W_р - полярный момент сопротивления сечения вала, мм 3 .

Условие прочности может служить основой для трех видов расчетов:

1. Проверка прочности (проверочный расчет), когда известны наибольший крутящий момент и размеры поперечного сечения вала. Проверяется выполнение условия прочности

2.Подбор сечения (проектный расчет). Получим формулу для определения полярного момента сопротивления Wр, а значит диаметра вала, исходя из условия прочности:

W_р≥ M_к max /[τ_к]

Требуемый диаметр вала при найденном Wр определяется из формул:

для круглого сечения W_р= π·d 3 /16 ≈ 0,2d 3

Для кольцевого сеченияW_р= π·d 3 (1-с 4 )/16 ≈ 0,2d 3 (1-с 4 )

3. Определение допускаемого крутящего момента,когда известны размеры сечения вала и задано допускаемое напряжение,

[M_к max ] = Wр·[τ_к]

Кроме соблюдения условия прочности при проектировании валов требуется, чтобы вал обладал достаточной жесткостью:т.е. чтобы угол закручивания не превосходил некоторого заданного значения.

Обозначив через φ₀ угол закручивания единичной длины вала, можно составить расчетную формулу для проверки вала на жесткость:

где [φ₀] – допускаемый относительный угол закручивания, рад/мм

G – модуль упругости при сдвиге, Н/мм 2 ;

J_р - полярный момент инерции сечения вала, мм 4 ;

Для стали модуль упругости при сдвиге G= 8·10 4 Н/мм 2 .Произведение GJ_р называют жесткостью сечения.

С помощью условия жесткости решаются три задачи, аналогичные задачам расчета на прочность:

1.Проверка жесткости (проверочный расчет),когда заданы крутящий момент, размеры и материал вала, а также допускаемый угол закручивания.Проверяется выполнение условия жесткости

2.Подбор сечения по условию жесткости (проектный расчет). Получим формулу для определения полярного момента инерции сечения вала, по условию жесткости J_р =M_к max /G[φ₀].

При найденном значении J_р диаметр вала определяют из формул:

для круглого сечения J_р = π·d 4 /32≈ 0,1·d 4

Для кольцевого сеченияJ_р = π·d 4 (1-с 4 ) /32≈ 0,1·d 4 (1-с 4 )

3.Определение допускаемого крутящего момента по условию жесткости

Пример 1.Стальной вал круглого поперечного сечения передает крутящий момент М_к = 20 кНм. Определить диаметр вала, если допускаемое напряжение [τ]=100 МПа, допускаемый относительный угол закручивания [φ₀]=8,7·10 -3 рад/м.

Решение:

Из условия прочности вала Полярный момент сопротивления выражается через диаметр по формуле:

G = 8 ·10 4 МПа – модуль сдвига стали,

Для обеспечения прочности и жесткости одновременно из двух найденных значений выбираем большее.

Полученное значение следует округлить, используя стандартный ряд диаметров. Практически округляем полученное значение так, чтобы число оканчивалось на 5 или 0. Окончательно принимаем значение вала d= 150 мм.

Ответ: d_вала = 150 мм

Пример 2. Стальной вал передает мощность N = 50 кВт при частоте вращения n=200 мин -1 . Подобрать сечение вала для случая сплошного сечения и кольцевого с отношением диаметров с= d / D = 0,8, где d и D – внутренний и наружный диаметр сечения, если допускаемое напряжение [τ] = 80 мПа.

1. Найдем крутящий момент, передаваемый валом:

- угловая скорость вала.

Крутящий момент равен Из условия прочности Для сплошного круглого сечения отсюда Для кольцевого сечения

отсюда .

Сравним площади сплошного и кольцевого сечений, что определяет расход металла:

для сплошного сечения

Таким образом, применение кольцевого сечения с отношением диаметров c=d/D=0,8 вместо сплошного дает экономию металла примерно в два раза.

Решение типовых задач по сопромату.

Пример решения задачи на кручение стержня круглого сечения

Кручение стержня круглого сечения – условие задачи

К стальному валу постоянного поперечного сечения (рис. 3.8) приложены четыре внешних скручивающих момента: кН·м; кН·м; кН·м; кН·м. Длины участков стержня: м; м, м, м. Требуется: построить эпюру крутящих моментов, определить диаметр вала при кН/см2 и построить эпюру углов закручивания поперечных сечений стержня.

Кручение стержня круглого сечения – расчетная схема

Решение задачи кручение стержня круглого сечения

Определяем реактивный момент, возникающий в жесткой заделке

Обозначим момент в заделке и направим его, например, против хода часовой стрелки (при взгляде навстречу оси z).

Запишем уравнение равновесия вала. При этом будем пользоваться следующим правилом знаков: внешние скручивающие моменты (активные моменты, а также реактивный момент в заделке), вращающие вал против хода часовой стрелки (при взгляде на него навстречу оси z), считаем положительными.

Знак «плюс» в полученном нами выражении говорит о том, что мы угадали направление реактивного момента , возникающего в заделке.

Строим эпюру крутящих моментов

Напомним, что внутренний крутящий момент , возникающий в некотором поперечном сечении стержня, равен алгебраической сумме внешних скручивающих моментов, приложенных к любой из рассматриваемых частей стержня (то есть действующих левее или правее сделанного сечения). При этом внешний скручивающий момент, вращающий рассматриваемую часть стержня против хода часовой стрелки (при взгляде на поперечное сечение), входит в эту алгебраическую сумму со знаком «плюс», а по ходу – со знаком «минус».

Соответственно, положительный внутренний крутящий момент, противодействующий внешним скручивающим моментам, направлен по ходу часовой стрелки (при взгляде на поперечное сечение), а отрицательный – против ее хода.

Разбиваем длину стержня на четыре участка (рис. 3.8, а). Границами участков являются те сечения, в которых приложены внешние моменты.

Делаем по одному сечению в произвольном месте каждого из четырех участков стержня.

Cечение 1 – 1. Мысленно отбросим (или закроем листком бумаги) левую часть стержня. Чтобы уравновесить скручивающий момент кН·м, в поперечном сечении стержня должен возникнуть равный ему и противоположно направленный крутящий момент . С учетом упомянутого выше правила знаков

Сечения 2 – 2 и 3 – 3:

Сечение 4 – 4. Чтобы определить крутящий момент, в сечении 4 – 4 отбросим правую часть стержня. Тогда

Легко убедиться в том, что полученный результат не изменится, если мы отбросим теперь не правую, а левую часть стержня. Получим

Для построения эпюры крутящих моментов проводим тонкой линией ось, параллельную оси стержня z (рис. 3.8, б). Вычисленные значения крутящих моментов в выбранном масштабе и с учетом их знака откладываем от этой оси. В пределах каждого из участков стержня крутящий момент постоянен, поэтому мы как бы «заштриховываем» вертикальными линиями соответствующий участок. Напомним, что каждый отрезок «штриховки» (ордината эпюры) дает в принятом масштабе значение крутящего момента в соответствующем поперечном сечении стержня. Полученную эпюру обводим жирной линией.

Отметим, что в местах приложения внешних скручивающих моментов на эпюре мы получили скачкообразное изменение внутреннего крутящего момента на величину соответствующего внешнего момента.

Определяем диаметр вала из условия прочности

Условие прочности при кручении имеет вид

где – полярный момент сопротивления (момент сопротивления при кручении).

Наибольший по абсолютному значению крутящий момент возникает на втором участке вала: кН·см.

Тогда требуемый диаметр вала определяется по формуле

Округляя полученное значение до стандартного, принимаем диаметр вала равным мм.

Определяем углы закручивания поперечных сечений A, B, C, D и E и строим эпюру углов закручивания

Сначала вычисляем крутильную жесткость стержня , где G – модуль сдвига, а – полярный момент инерции. Получим

Углы закручивания на отдельных участках стержня равны:

Угол закручивания в заделки равен нулю, то есть . Тогда

Эпюра углов закручивания показана на рис. 3.8, в. Отметим, что в пределах длины каждого из участков вала угол закручивания изменяется по линейному закону.

Пример задачи на кручение "круглого" стержня для самостоятельного решения

Условие задачи на кручение "круглого" стержня

Жестко защемленный одним концом стальной стержень (модуль сдвига кН/см2) круглого поперечного сечения скручивается четырьмя моментами (рис. 3.7).

· построить эпюру крутящих моментов;

· при заданном допускаемом касательном напряжении кН/см2 из условия прочности определить диаметр вала, округлив его до ближайшего из следующих значений 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200 мм;

Построение эпюр крутящих моментов и определение диаметра вала из условий прочности и жесткости при кручении

Для стального вала круглого поперечного сечения определить значения внешних моментов, соответствующих передаваемым мощностям, и уравновешенный момент (табл.7.1 и табл.7.2).

Построить эпюру крутящих моментов по длине вала.

Определить диаметры вала по сечениям из расчетов на прочность и жесткость. Полученный больший результат округлить до ближайшего четного или оканчивающегося на 5 числа.

При расчете использовать следующие данные: вал вращается с угловой скоростью 25 рад/с; материал вала — сталь, допускаемое напряжение кручения 30 МПа, модуль упругости при сдвиге 8 • 10 4 МПа; допускаемый угол закручивания [ ] = 0,02 рад/м.

Провести расчет для вала кольцевого сечения, приняв с = 0,9. Сделать выводы о целесообразности выполнения вала круглого или кольцевого сечения, сравнив площади поперечных сечений.

Цель работы - научиться выполнять проектировочные и проверочные расчеты круглого бруса для статически определимых систем, проводить проверку на жесткость.

Теоретическое обоснование

Кручением называется нагружение, при котором в поперечном сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор – крутящий момент. Внешними нагрузками также являются две противоположно направленные пары сил.

Распределение касательных напряжений по сечению при кручении(рис. 7.1)

Касательное напряжение в точке А:

Рис.7.1

где — расстояние от точки А до

Условие прочности при кручении

где М_к — крутящий момент в сечении, Н-м, Н-мм;

W_p — момент сопротивления при кручении, м 3 , мм 3 ;

[т_к] — допускаемое напряжение при кручении, Н/м 2 , Н/мм 2 .

Проектировочный расчет, определение размеров поперечного сечения

(7.4)

где d — наружный диаметр круглого сечения;

d_Bn — внутренний диаметр кольцевого сечения; с = d_BK/d.

Определение рационального расположения колесна валу

Рациональное расположение колес — расположение, при котором максимальное значение крутящего момента на валу — наименьшее из возможных.

Для экономии металла сечение бруса рекомендуется выполнить кольцевым.

Условие жесткости при кручении

где G — модуль упругости при сдвиге, Н/м 2 , Н/мм 2 ;

Е — модуль упругости при растяжении, Н/м 2 , Н/мм 2 .

[φо] — допускаемый угол закручивания, [φо] = 0, 54-1 град/м;

J_p — полярный момент инерции в сечении, м 4 , мм 4 .

(7.6)

Проектировочный расчет, определение наружное диаметра сечения

Порядок выполнения работы

1. Построить эпюру крутящих моментов по длине вала для предложенной в задании схемы.

2. Выбрать рациональное расположение колес на валу и дальнейшие расчеты проводить для вала с рационально расположенными шкивами.

3. Определить потребные диаметры вала круглого сечения из расчета на прочность и жесткость и выбрать наибольшее из полученных значений, округлив величину диаметра.

4. Сравнить затраты металла для случая круглого и кольцевого сечений. Сравнение провести по площадям поперечных сечений валов.

Площади валов рассчитать в наиболее нагруженном сечении (по максимальному крутящему моменту на эпюре моментов).

Контрольные вопросы

1. Какие деформации возникают при кручении?

2. Какие гипотезы выполняются при деформации кручения?

3. Изменяются ли длина и диаметр вала после скручивания?

4. Какие внутренние силовые факторы возникают при кручении?

5. Что такое рациональное расположение колос на валу?

6. Что такое полярный момент инерции? Какой физический смысл имеет эта величина?

7. В каких единицах измеряется?

Пример выполнения

Для заданного бруса (рис.7.1) построить эпюры крутящих моментов, рациональным расположением шкивов на валу добиться уменьшения значения максимального крутящего момента. Построить эпюру крутящих моментов при рациональном расположении шкивов. Из условия прочности определить диаметры валов для сплошного и кольцевого сечений, приняв с = . Сравнить полученные результаты по полученным площадям поперечных сечений. [τ] = 35 МПа.

Решение

Пользуясь методом сечений. Определяем крутящие моменты на участках вала (рис.7.2). Сечение 1 (рис.7.2а):

Сечение 2 (рис.7.2б):

Сечение 3 (рис.7.3в):

Рис.7.2

А б в

Рис.7.3

Строим эпюру крутящих моментов. Значения крутящих моментов откладываем вниз от оси, т.к. моменты отрицательные. Максимальное значение крутящего момента на валу в этом случае 1000 Н·м (рис.7.1).
Выберем рациональное расположение шкивов на валу. Наиболее целесообразно такое размещение шкивов, при котором наибольшие положительные и отрицательные значения крутящих моментов на участках будут по возможности одинаковыми. Из этих соображений ведущий шкив, передающий момент 1000 Н·м, помещают ближе к центру вала, ведомые шкивы 1 и 2 размещают слева от ведущего с моментом 1000 Н·м, шкив 3 остается на том же месте. Строим эпюру крутящих моментов при выбранном расположении шкивов (рис.7.3).

Максимальное значение крутящего момента на валу при выбранном расположении шкивов – 600 Н*м.

Рис.7.4

Определяем диаметры вала по сечениям при условии, что сечение – круг. Условие прочности при кручении:

Момент сопротивления кручению:

Определяем диаметры вала по сечениям:

Округляем полученные значения: , ,

Определяем диаметры вала по сечениям при условии, что сечение - кольцо

Моменты сопротивления остаются теми же. По условию

Полярный момент сопротивления кольца:

Формула для определения наружного диаметра вала кольцевого сечения:

Расчет можно провести по формуле:

Диаметры вала по сечениям:

Наружные диаметры вала кольцевого сечения практически не изменились.

Для кольцевого сечения: , ,

Для выводе об экономии металла, при переходе на кольцевое сечение, сравним площади сечений (рис.7.4)

При условии что сечение – круг (рис.7.4а)

Сплошное круглое сечение:

При условии, что сечение – кольцо, (рис.7.4б)

Сравнительная оценка результатов:

Следовательно, при переходе с кругового на кольцевое сечение экономия металла по весу составит 1,3 раза.

А б

Таблица 7.1

Таблица 7.2

Вариант	Параметры
a = b = с, м	Р1,кВт	Р2,кВт	Р3,кВт
1,1	2,1	2,6	3,1
1,2	2,2	2,7	3,2
1,3	2,3	2,8	3,3
1,4	2,4	2,9	3,4
1,5	2,5	3,0	3,5
1,6	2,6	3,1	3,6
1,7	2,7	3,2	3,7
1,8	2,8	3,3	3,8
1,9	2,9	3,4	3,9
2,0	3,0	3,5	4,0
1,1	3,1	3,4	4,1
1,2	3,2	3,3	4,2
1,3	3,3	3,2	4,3
1,4	3,4	3,1	4,5
1,5	3,5	2,8	2,9
1,3	2,1	2,6	3,1
1,4	2,2	2,7	3,2
1,5	2,3	2,8	3,3
1,6	2,4	2,9	3,4
1,7	2,5	3,0	3,5
1,8	2,6	3,1	3,6
1,9	2,7	3,2	3,7
2,0	2,8	3,3	3,8
1,1	2,9	3,4	3,9
1,2	3,0	3,5	4,0
1,3	3,1	3,4	4,1
1,4	3,2	3,3	4,2
1,5	3,3	3,2	4,3
1,4	3,4	3,1	4,5
1,9	3,5	2,8	2,9

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

КРУЧЕНИЕ ВАЛОВ КРУГЛОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ

Вал круглого поперечного сечения нагружен системой внешних скручивающих моментов.

1) из условия равновесия определить направление и величину незаданного скручивающего момента М_i ;

2) построить эпюру крутящего момента М_К ;

3) из условия прочности и жесткости подобрать диаметры d и D сплошного и полого участков вала (α = d/D − отношение внутреннего диаметра к наружному);

4) построить эпюру углов закручивания, приняв за неподвижное левое торцевое сечение вала;

5) изобразить в масштабе вал в соответствии с полученными значениями диаметров.

Номер строки	Внешние моменты, кНм	Размеры, м	Допус- каемое напря- жение, МПа	Допус- каемый угол, град/м
М₁	М₂	М₃	М₄	М₅	a	b	c	[τ]	[φ]
1,2	0,8	-	0,8	0,5	0,9	0,7	0,15	0,65

1. Эпюры крутящих моментов и углов закручивания.

Определение скручивающих моментов.

Определение незаданного скручивающего момента M2

Из условия равновесия определяем направление и величину незаданного скручивающего момента М_4.

На основании метода сечений: крутящий момент в произвольном сечении бруса численно равен алгебраической сумме внешних скручивающих моментов, приложенных к брусу по одну сторону от рассматриваемого сечения.

Правило знаков: крутящий момент считается положительным, если при взгляде в торец отсечённой части бруса действующий на него момент представляется направленным по движению часовой стрелки.

Откуда:

При заданных числовых значениях находим:

Построение эпюры крутящих моментов

Подбор сечения из условия прочности и жёсткости.

3.1. Сплошной участок:

· Условие прочности по касательным напряжениям τ:

;

Полярный момент сопротивления для сплошного вала равен

Диаметр сплошного участка вала равен:

· Условие жёсткости по углам закручивания φ:

Полярный момент инерции равен:

Откуда для предельных значений:

Выбираем наибольшее значение диаметра из решений по условиям прочности по касательным напряжениям : D₁=8,3 [см].

3.2. Полый участок:

Полярный момент сопротивления для полого вала равен:

Диаметр полого участка вала равен:

Выбираем наибольшее значение диаметра из решений по условиям прочности по касательным напряжениям : 2=5,72 [см].

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Расчет на прочность при кручении

Цель:научиться определять диаметр вала из условия прочности и жесткости при кручении.

Краткие теоретические сведения

М_к - крутящий момент в сечении, Н . м, Н . мм;

W_p - момент сопротивления при кручении, м 3 , мм 3 ;

[τ_к] - допускаемое напряжение при кручении, H/м 2 , H/мм 2 .

Проектировочный расчёт, определение размеров поперечного сечения

где d - наружный диаметр круглого сечения;

d_вн - внутренний диаметр кольцевого сечения; с = d_вн/d.

Условие жёсткости при кручении

G - модуль упругости при сдвиге, Н/м 2 , H/мм 2 ;

Е - модуль упругости при растяжении, Н/м, Н/мм.

[φ₀] - допускаемый угол закручивания, [φ₀] ≈ 0,5 - 1 град/м;

J_p - полярный момент инерции в сечении, м 4 , мм 4 .

Проектировочный расчет определения наружного диаметра

АЛГОРИТМ ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Построить эпюру крутящих моментовпо длине вала для предложенной в задании схемы.

2. Выбрать рациональное расположение колес на валуи дальнейшие расчеты проводить для вала с рационально расположенными шкивами.

(Рациональное расположение колёс – расположение, при котором максимальное значение крутящего момента на валу – наименьшее из всех возможных.) Для экономии металла сечение бруса рекомендуется выполнить кольцевым

3. Определить потребные диаметры вала круглого и кольцевого сечения из расчета на прочность и жесткость и выбрать наибольшее из полученных значений, округлив величину диаметра.

Пример. Для заданного бруса (рис. 28.1) построить эпюры крутящих моментов, рациональным расположением шкивов на валу добиться уменьшения значения максимального крутящего момента. Построить эпюру крутящих моментов при рациональном расположении шкивов.

Из условия прочности определить диаметры вала для сплошного и кольцевого сечений, приняв τ_к] = 35 МПа.

Решение

1. Пользуясь методом сечений, определяем крутящие моменты на участках вала (рис. 28.2).

Сечение 1 (рис. 28.2а):

Сечение 2 (рис. 28.2б):

Сечение 3 (рис. 28.2в):

2. Строим эпюру крутящих моментов. Значения крутящих моментов откладываем вниз от оси, т. к. моменты отрицательные.

Максимальное значение крутящего момента на валу в этом случае 1000Н . м (рис. 28.1).

3. Выберем рациональное расположение колес на валу. Наиболее целесообразно такое размещение колес, при котором наибольшие положительные и отрицательные значения крутящих моментов на участках будут по возможности одинаковыми. Из этих соображений ведущий шкив, передающий момент 1000Н . м, помещаем ближе к центру вала, ведомые шкивы 1 и 2 размещаем слева от ведущего с моментом 1000Н·м, шкив 3 остается на том же месте. Строим эпюру крутящих моментов при выбранном расположении шкива (рис. 28.3).

Максимальное значение крутящего момента на валу при выбранном расположении колес на валу 600 Н·м.

4. Определяем диаметры вала по сечениям при условии, что сечение - круг.

Условие прочности при кручении

Момент сопротивления кручению

Округляем полученные значения: d₁ = 40 мм; d₂ = 45 мм; d₃ = 35 мм.

5. Определяем диаметры вала по сечениям при условии, что сечение - кольцо.

Моменты сопротивления остаются теми же, По условию

Полярный момент сопротивления кольца

Формула для определения наружного диаметра вала кольцевого сечения будет следующей:

Расчет можно провести по формуле

Для кольцевого сечения: d₁’ = 40 мм; d₂’ = 46 мм; d₃’ = 35 мм.

6. Для вывода об экономии металла при переходе на кольцевое сечение сравним площади сечений (рис. 28.4).

При условии, что сечение - круг (рис. 28.4а):

При условии, что сечение – кольцо,

Задание:

1.Для стального вала круглого поперечного сечения определить значения внешних моментов, соответствующих передаваемым мощностям.

2.Построить эпюру крутящих моментов по длине вала.

3.Рациональным расположением шкивов на валу добиться уменьшения значения максимального крутящего момента на валу.

4.Построить эпюру крутящих моментов для этого случая.

5.Дальнейшие расчеты вести для вала с рациональным расположением шкивов.

6.Определить диаметры вала по сечениям из расчетов на прочность и жесткость. Полученный больший результат округлить до ближайшего четного или оканчивающегося на 5 числа.

Данные взять из таблицы 7, схема 7.

Параметр	Вариант
a = b = c, м	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0
P₁, кВт	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0
P₂, кВт	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0	3,1	3,2	3,3	3,4	3,5
P₃, кВт	3,1	3,2	3,3	3,4	3,5	3,6	3,7	3,8	3,9	4,0

1.	2.
3.	4.
5.	6.
7.	8.
9.	10.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПЗ.

Разраб.

Провер.

Лит.

Листов

Цель: _______________________________________________________________

Оборудование (приборы, материалы, дидактическое обеспечение)_________________________________________________________

Компьютерная программа (если используется): Наименование программы_________________________________________________________

Дано:

вал вращается с угловой скоростью 25 рад/с; материал вала - сталь, допускаемое напряжение кручения 30 МПа, модуль упругости при сдвиге 8 . 10 4 МПа; допускаемый угол закручивания [φ₀] = 0,02 рад/м.

Определить:

Провести расчет для вала кольцевого сечения, приняв с = 0,9.

Сделать выводы о целесообразности выполнения вала круглого или кольцевого сечения, сравнив площади поперечных сечений.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПЗ

Контрольные вопросы:

1.Какие деформации возникают при кручении? ___________________________

2.Какие гипотезы выполняются при деформации кручения? ________________

3.Изменяются ли длина и диаметр вала после скручивания?_________________

Какие внутренние силовые факторы возникают при кручении? ____________

Что такое рациональное расположение колес на валу? ____________________

Как изменится напряжение в сечении, если диаметр вала уменьшить в два раза?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Проведены расчеты вала на прочность и жесткость. Получено: диаметр вала из расчета на прочность 65 мм, диаметр вала из расчета на жесткость 70 мм. Каким должен быть вал?________________________________________________________

Как изменится угол закручивания вала, если крутящий момент увеличить в 4 раза, а диаметр уменьшить в 2 раза?____________________________________________

Напишите условия прочности и жесткости при кручении.______________________

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПЗ

Чему равен крутящий момент в сечении?___________________________________

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»

(ФГБОУ ВПО ПГУПС)

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ФИЛИАЛ

Практическое занятие 6

Читайте также: