Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Топ:
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2017-11-27 | 338 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Растяжение (сжатие). Вал нагружен двумя сосредоточенными продольными силами: N 1 и реакцией RCz = N 1 в опоре С (рис. 5.2, б), которые вызывают на участке CD растяжение. Построим эпюру нормальных сил ЭN (рис. 5.2, в).
Кручение. Два скручивающих момента T 1 и T 2(рис. 5.2, г) вызывают кручение на участке АD. Эпюру крутящих моментов ЭT строим так же, как и при чистом кручении (рис. 5.2, д).
Изгиб в вертикальной плоскости yz (рис. 5.2, е). Эпюра Э Mx изгибающих моментов строится от сил Р 2, R 1, RCy и RBy и изгибающего момента , действующих в вертикальной плоскости. Из уравнений статического равновесия определим RCy и RDy:
откуда
Проверим правильность определения реакций. Для этого запишем уравнения статического равновесия в виде суммы проекций всех сил на ось Ax:
.
Следовательно, реакции и определены верно.
Рис. 5.2
Так как балка нагружена только сосредоточенными силовыми факторами, то изгибающий момент Mx на всех участках будет постоянен или меняться по линейному закону. Вычислим изгибающие моменты Mx в сечениях A, C, D и B:
По полученным значениям строим эпюру Э Mx (рис. 5.2, ж).
Изгиб в горизонтальной плоскости zx (рис. 5.2, з). Эпюра Э My изгибающих моментов относительно оси y строится от сил F 1и R 2. Из уравнений статического равновесия определим реакции в опорах C и D (RCx и RDx ):
;
,
откуда
Н;
Н.
Для проверки правильности определения реакций запишем уравнения статического равновесия в виде суммы проекций всех сил Fi на ось y:
.
Следовательно, реакции и найдены верно.
Изгибающий момент My на всех участках будет постоянен или меняться по линейному закону, так как балка нагружена только сосредоточенными силовыми факторами. Вычислим изгибающие моменты My в сечениях A, C, D и B:
|
;
Нм;
Нм;
.
По полученным значениям изгибающих моментов строим эпюру Э My (рис. 5.2, и).
Построение эпюры суммарных изгибающих моментов. Поскольку вал имеет круглое поперечное сечение, определим в сечениях величину суммарного изгибающего момента . В сечениях A, C, D и B их значения будут соответственно равны
;
;
.
По полученным данным построим эпюру суммарных изгибающих моментов Э M и (рис. 5.2, к).
Расчет диаметра вала
Для определения опасного сечения находим величины эквивалентных моментов по третьей теории прочности . Тогда сечениях A, C, D и В вала:
;
;
.
Анализ результатов показывает, что опасным является сечение С, в котором эквивалентный момент достигает максимального значения и равен .
Найдем допускаемое напряжение . Так как сталь 40ХН пластична, то за sпред принимаем предел текучести s Т.. Согласно табл. П3 s Т = 750 МПа, коэффициент запаса для пластичных материалов n = 1,5¸2,5. Примем n = 2, тогда .
Из условия прочности
,
где – осевой момент сопротивления для круглого поперечного сечения диаметром d, определим расчетный диаметр вала
мм.
В соответствии с ГОСТ 6636-69 (табл. П4, Ra 40) округляем d расч до ближайшего большего значения и принимаем d = 26 мм. Вычислим геометрические характеристики этого сечения:
- площадь поперечного сечения м2;
- осевой момент инерции м4;
- осевой момент сопротивления м3;
- полярный момент инерции = м4;
- полярный момент сопротивления
м3.
Рассмотрим опасное сечение вала D, в котором действуютсуммарный изгибающий момент М и = 342 Нм, крутящий момент Т = 500 Нм и продольная сила N = 910 Н (рис. 5.3).
Нормальные напряжения от изгиба определяются по формуле . ( – осевой момент инерции, у – координата точки сечения по оси y). На внешних волокнах (в точке K, рис. 5.3) они равны .
Нормальные напряжения от растяжения определим как МПа. Касательные напряжения .
Построим эпюры этих напряжений Э , Э , Э (рис. 5.3).
В опасной точке А имеет место плоское напряженное состояние (рис. 5.3, в). В этой точке действуют максимальные эквивалентные напряжения sэкв max. Определим их по III теории прочности:
|
МПа.
Видно, что условие прочности выполняется, так как 352 МПа < 375 МПа.
Определим недогрузку вала, учитывая, что диаметр вала выбран больше расчетного:
.
Недогрузка Ds меньше допустимого значения 15%. Таким образом, диаметр вала подобран правильно.
Рис. 5.3
Расчет вала на жесткость
В расчетах примем модуль упругости (стали) E = 210 ГПа, жесткость сечения EJ oc = 210·109·2,24·10-8= 4704 Нм2. Для определения перемещений используем способ Верещагина [2].
|
|
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
© cyberpedia.su 2017-2024 - 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!