Навигация
Определение реакций опор и построение изгибающих моментов
27907
знаков
2
таблицы
11
изображений
3.2 Определение реакций опор и построение изгибающих моментов
Составляем расчетную схему вала и определяем усилия на зубьях колес:
на колесе 2: окружная сила
(Т2 рассчитан в п. 2.3.2 (1), d2 в п. 2.3.2 (2));
радиальная сила
, где
α – угол зацепления, α=200,
на шестерне 3:
Н
На основании принципа независимости действия сил и моментов рассмотрим отдельно изгиб вала и кручение. Так как на вал действует пространственная система сил, то ось вала изогнута и представляет собой пространственную кривую. Поэтому рассмотрим изгиб вала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях – вертикальной и горизонтальной.
1). Рассмотрим вертикальную плоскость.
Изображаем вал в виде балки на двух опорах, с приложенными к ней силами в вертикальной плоскости (Рис.4.1 (в)). Составляем уравнение равновесия:
1) 
,
отсюда
l – заданная величина, l=95, l0=20 – рассчитана в п. 3.1.
2). 
Проверка:
, значит реакции определены верно.
Определяем величины изгибающих моментов в поперечных сечениях балки:
Строим эпюру My изгибающих моментов от сил, расположенных в вертикальной плоскости (Рис. ).
2). Рассмотрим горизонтальную плоскость.
Изображаем вал в виде балки с приложенными к ней силами в горизонтальной плоскости и составим уравнения равновесия:
1). 
2).
Проверка:
, значит реакции определены верно.
Определяем величины изгибающих моментов в поперечных сечениях балки:
По этим значениям строим эпюру (Рис. ).
Определяем величины суммарных изгибающих моментов:
Строим эпюру суммарных изгибающих моментов (Рис. ).
Кручению подлежит участок вала между элементами, передающими вращения и установленными на нем. В данном случае – это участок АС. Крутящий момент в поперечном сечении на этом участке 
. Эпюра крутящего момента показана на Рис.
По построенным эпюрам М и Т определим положение опасного сечения вала – такое сечение, в котором имеют максимальные значения. В данном случае таким сечением является сечение С.
3.3 Проверка вала на установленную прочность
По предполагаемому опасному сечению вала право проводится проверка его на установленную прочность. Для этого назначим материал вала, его термообработку: сталь 45 с термообработкой нормализация. Найдем характеристики материала: диаметр заготовки ≤100 мм; твердость НВ=167...229; предел прочности σu=580 МПа; предел текучести σу=320 МПа; модуль упругости Е=2∙105 МПа.
В опасном сечении С отверстие диаметром d0=11 мм (см. п. 5). По таблице 1 [1] находим коэффициенты концентрации напряжений при изгибе Кσ=1,8 и Кτ=1,75 (при кручении). Коэффициент KF, учитывающий шероховатость поверхности вала на его усталостную прочность имеет значение KF=1 при шлифованной поверхности (Ra=0,08…0,32 мкм). Коэффициенты Ψσ и Ψτ, учитывающие чувствительность материала вала к асимметрии цикла изменения напряжений, для сталей находятся по формулам:
Нормальные напряжения изгиба σ валов изменяются по симметричному циклу, при котором
,
где
М – суммарный изгибающий момент в сечении С;
Wu – момент сопротивления при изгибе;
Для круглого сплошного поперечного сечения диаметром dk=12:
Касательные напряжения τ изменяются по отнулевому циклу, при котором
, где
Т – крутящий момент в сечении С (Т=Т2=996 Н∙мм);
Wk – момент сопротивления при кручении:
τm – среднее напряжение цикла;
τА – амплитуда напряжений.
Далее определяются пределы выносливости материала по напряжениям изгиба σ-1 и кручения τ-1:
По таблице 2 [1] εσ=0,95; ετ=0,87.
Определяем коэффициенты запаса усталостной прочности вала по нормальным напряжениям изгиба и касательным напряжениям кручения.
значит принимаем размеры валика верными.
Похожие работы
... , можно использовать для управления ракетой в двух взаимно-перпендикулярных областях: по направлению (правее левее) и по высоте (выше ниже). Однако в рассматриваемой системе равносигнальная зона используется для управления ракетой только в горизонтальной плоскости, а управление по высоте выполняется автономной аппаратурой. Для того, чтобы ракета, совершающая полет на заданной высоте, не имела ...
... в проведении операций компенсации входного сигнала и поэтому нашли широкое распространение для измерения, регистрации, сигнализации и автоматического регулирования температуры в металлургических агрегатах. На рисунке приведена упрощенная схема устройства автоматического потенциометра. Сигнал сравнивается с компенсирующим напряжением Uk, снимаемым с диагонали неуравновешенного измерительного ...
... , Тайваня, США. Телефон-трубка собрана на семи транзисторах. Питание схемы снимается с диодного моста VD4 — VD7 через герконовый (или другого типа) переключатель SA1. На транзисторах VT1, VT2, VT3 собраны дифференциальная схема и электронный ключ для набора номера. Питание разговорной части схемы снимается с делителя R5, R8 и зависит от номинала резистора R8, (150 — 200 Ом). На транзисторе VT4 ...
... иные нарушения, включая разглашение государственной или коммерческой тайны, государственные инспекторы могут быть привлечены к ответственности в соответствии с законодательством Российской Федерации. 3.9. Основы квалиметрии [47] Квалиметрия — раздел метрологии, изучающий вопросы измерения качества. Здесь используются те же законы и правила, что и в области измерения физических величин, но есть ...
0 комментариев