Практическая работа
Тема: «Расчет вала при совместном действии изгиба и кручения».
Цель работы: получить практические навыки по расчётам валов при совместном действии изгиба и кручения.
Ход работы:
1. Рассмотреть касательные напряжения, расположенные в плоскости сечения.
2. Определить возникающие нормальные напряжения.
3. Выполнить проверочный и проектный расчёт вала.
4. Ответить на контрольные вопросы.
5. Сделать вывод по работе.
Окружная сила, действующая на вал, создает в сечении крутящий момент и касательные напряжения
Касательные напряжения расположены в плоскости сечения. Изменяются от нуля в центре до максимального значения на поверхности вала. Максимальные касательные напряжения при кручении расположены на поверхности вала.
Если добавить уравновешенную систему сил, приложенных к центру вала, то пара сил создает крутящий момент, действие которого мы уже рассмотрели. Сила, приложенная к центру, будет изгибать, при этом будут возникать нормальные напряжения:
|
|
,
Площадки выделенного элемента нельзя считать главными, так как действуют касательные напряжения. Можно перейти к главным напряжениям по формулам перехода:
Эквивалентное напряжение по III гипотезе прочности будет равно:
Если принять , то
Для круглого поперечного сечения
Проверочный расчёт:
Проектный расчёт:
Где - приведённый момент.
Задача: Выполнить проектный расчёт вала – определить d вала при совместном действии изгиба и кручения.
Дано: окружная сила Р=20 Кн; диаметр шкива D=400 мм; расстояние между опорами l=350 мм.; допускаемое напряжение .
Решение:
Определим крутящий момент
Определим опорные реакции
Определим максимальное значение изгибающего момент:
Зная изгибающий и крутящий моменты, расположенные в разных плоскостях, определим по теореме Пифагора суммарный приведённый момент:
Проектный расчёт диаметра вала:
Вопросы для проверки уровня знаний.
1. Какой изгиб называется чистым?
2. Какой изгиб называется поперечным?
3. Что называется консолью?