Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Топ:
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Интересное:
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
2019-06-06 | 269 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Курсовая работа
1054 02 1381 000 РР
Должность | Фамилия И. О. | Подпись | Дата | |
Выполнил | Студент | Иванов И.И. | ||
Проверил | Доцент | Петров А.П. | ||
Принял |
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 1381 000 РР |
Необходимо:
– подобрать диаметр вала d из условия статической прочности. В опасном сечении вала построить эпюры нормальных и касательных напряжений и показать напряженное состояние тела в опасной точке;
– произвести расчет вала на жесткость по линейным перемещениям в местах установки колес и по угловым перемещениям в опорах. Уточнить диаметр вала;
– выполнить проверочный расчет вала на усталостную прочность в двух опасных сечениях.
Исходные данные для расчета. Вариант № 8-1.
Вар. № | N1,кН | R1,кН | P1,кН | Вар. № | Материал | |||||
8 | 0,88 | 0,51 | 2,8 | 1 | 0,15 | 0,6 | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 45 |
Рис. 1.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Схема вала. 1054 02 1381 000 РР
1. проектировочный расчет вала на
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 1381 000 РР |
При расчете на статическую прочность представим вал AD в виде балки на двух опорах. Одну из опор примем как неподвижный шарнир (сечение A), другую, как наиболее близко расположенную к коническому колесу, – как подвижный шарнир (сечение C) (рис. 2, а).
Определим крутящие сосредоточенные моменты действующие в сечениях B и D соответственно:
; .
Для определения окружного усилия Р2 запишем уравнение статического равновесия в виде суммы моментов всех сил, действующих на вал, относительно продольной оси х:
Перенесем вектор силы N1 на ось вала. При этом в сечении D возникнет сосредоточенный изгибающий момент:
Силовые факторы, лежащие в вертикальной плоскости, вызовут в подшипниках реакции и , а в горизонтальной – и . Величины этих реакций определим, как для балки, лежащей на двух опорах.
1.2. Построение эпюр внутренних силовых факторов
Видно (рис. 2, а), что вал работает на совместное действие растяжения (сжатия), кручения и изгиба в вертикальной (ух) и горизонтальной (zx) плоскостях. Рассмотрим каждую деформацию отдельно, используя принцип независимости действия сил.
Определим опасную точку вала. Для этого установим, как меняются подлине вала внутренние силовые факторы, т. е. построим их эпюры.
Растяжение (сжатие). Вал нагружен двумя сосредоточенными продольными силами: N1 и реакцией опоры A (рис. 2, б), которые вызывают на участке AD сжатие. Построим эпюру нормальных сил Э N (ри с. 2, в).
Кручение. Два скручивающих моме
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 1381 000 РР |
Изгиб в вертикальной плоскости yх (рис. 1, е). Эпюра ЭМZ изгибающих моментов относительно оси z строится от сил , , –3P2cos30, –R1 и изгибающего момента MN 1, действующих в вертикальной плоскости. Из уравнений статического равновесия определим , :
Откуда выражаем:
Выполним проверку:
Следовательно, реакции , определены верно!
Так как балка нагружена только сосредоточенными силовыми факторами, то изгибающий момент M Z на всех участках будет постоянен или меняться по линейному закону.
Вычислим изгибающие моменты M Z в сечениях A, B, C и D:
M A Z = 0;
M B1 Z = Rya · l1 = 4,337 · 0,15 =0,651 кН·м;
M C1 Z = Rya · (l1+l2) – R1 · l2 = 4,337 · (0,15+0,6) – 0,51 · 0,6 = – 0,021 кН·м;
M D Z = Rya · (l1+l2+l3) – R1 · (l2+l3)+Ryc · l3 = 4,337 · (0,15+0,6+0,3) – 0,51 · (0,6+0,3)+ 1,629 · 0,3 =0,132 кН·м.
По полученным значениям строим эпюру Э M Z (рис. 2, ж).
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 1381 000 РР |
Откуда выражаем:
Выполним проверку:
Следовательно, реакции , определены верно!
Так как балка нагружена только сосредоточенными силовыми факторами, то изгибающий момент M Y на всех участках будет постоянен или меняться по линейному закону.
Вычислим изгибающие моменты M Y в сечениях A, B, C и D:
M A Y = 0;
M B1 Y = Rza · l1 = – 3,64 · 0,15 = – 0,546 кН·м;
M C1 Y = Rza · (l1+l2)+ 3P2sin30 · l2 = – 3,64 · (0,15+0,6)+3,15 · 0,6 = –0,84 кН·м;
M D Y = Rza · (l1+l2+l3)+ 3P2sin30 · (l2+l3)+Rzc · l3 = – 3,64 · (0,15+0,6+0,3)+
+ 3,15 · (0,6+0,3)+ 3,29 · 0,3 = 0.
По полученным значениям строим эпюру Э M Y (рис. 2, и).
Построение эпюры суммарных изгибающих моментов. Поскольку вал имеет круглое поперечное сечение, определим в сечениях величину суммарного изгибающего момента . Тогда в сечениях A, B, C и D:
По полученным данным построим эпюру суммарных изгибающих моментов Э M и (рис. 2, к).
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 1381 000 РР |
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 1381 000 РР |
Рис. 2.
Расчет диаметра вала.
Для определения опасного сечения находим величины эквивалентных моментов по третьей теории прочности . Тогда в сечениях A, B, C и D:
Анализ результатов показывает, что опасным является сечение B, в котором эквивалентный момент достигает максимального значения и равен M ЭКВМАХ =0,947 кН · м.
Найдем допускаемое напряжение . Так как сталь 45 пластична, то за sпред принимаем предел текучести s Т.. Согласно табл. П3 для стали 45 ГОСТ 1050 – 60 s Т = 360 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 се
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 1381 000 РР |
Определим расчетный диаметр вала:
В соответствии ГОСТ 6636 – 69 Ra40 принимаем d =38 мм.
Вычислим геометрические характеристики этого сечения:
Рассмотрим опасное сечение вала B, в котором действуютсуммарный изгибающий момент М и = 0,849 кН·м, крутя
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 1381 000 РР |
Нормальные напряжения от изгиба на внешних волокнах равны:
Нормальные напряжения от растяжения определим как
Касательные напряжения τ на контуре сечения равны:
Построим эпюры этих напряжений Э , Э , Э (рис. 3, б).
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 1381 000 РР |
Определим их по III теории прочности:
Условие прочности выполняется, так как
176,663 МПа < 180 МПа.
Определим недогрузку вала, учитывая, что диаметр вала выбран больше расчетного:
Недогрузка Ds меньше допустимого значения 15%. Таким образом, диаметр вала d = 38 мм из условия статической прочности подобран правильно.
Рис. 3.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
1054 02 1381 000 РР |
Расчет вала на жесткость
В расчетах примем модуль упругости (стали) E = 210 ГПа. Жесткость сечения равна:
Для определения перемещений используем способ Верещагина [2].
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
© 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!