Министерство образования и науки Российской Федерации

ИРКУТСКИЙ ГОСТУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Задание на курсовую работу по сопротивлению материалов «расчет вала при совместном действии изгиба и кручения»

Студенту Ким С.А.

Вариант № 10

Схема № 3

Проектировочные данные содержатся в таблицах 1, 2, 3 и на рисунке 1.

Рекомендуемая литература:

1. Распопина В.Б., Фильчагина Э. И. Сопротивление материалов. Расчёт вала при совместном действии изгиба и кручения Учебное пособие – Иркутск: Изд-во ИрГТУ. – 2005, 99 с.

Таблица 1

мм							кВт		об/мин	градусы
100	60	40	260	280	290	400	48	33	340	180	120	270

Таблица 2

МПа				1.6		0.6
350	700	350	200

Таблица 3

Шероховатость	Вид поверхностного упрочнения	Наличие выточки на середине участка
Ra	-	r
0.63		2	3

Рисунок – 1 Схема вала

Дата выдачи задания 28 марта 2014 г.

Дата представления работы руководителю 26.05.2014 г.

Руководитель курсовой работы Дружинина Татьяна Яковлевна

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

1 Проектный расчет вала 5

2 Проверочный расчет вала на выносливость 12

2.1 Участок DE 12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16

Список использованных источников 17

Введение

С сочетанием изгиба и кручения брусьев круглого поперечного сечения особенно часто приходится встречаться при расчёте валов.

Если внешние силы, действующие на вал не лежат в одной плоскости, например в валах редукторов, то каждую из них раскладывают на ее составляющие по двум направлениям: вертикальному и горизонтальному. Затем строят эпюры изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальных плоскостях. Для построения эпюры полных изгибающих моментов по вышеприведенной формуле находят моменты на границах силовых участков и,  по ним  собственно, строят эпюру. Плоскости действия этих моментов в разных сечениях вала различны, но ординаты эпюры условно для всех сечений совмещают с плоскостью чертежа.

Эпюра крутящих моментов строится так же, как и при чистом кручении.

Опасное сечение вала устанавливается  с помощью эпюр полных изгибающих моментов М и крутящих моментов М_к  по одной из теорий прочности. Если в сечении вала постоянного диаметра с наибольшим изгибающим моментом М действует наибольший крутящий момент М_к , то это сечение является опасным.

Условие задачи:

Вал получает от двигателя через зубчатое колесо II мощность N₂, передаваемую далее колесам I и III рабочими механизмами. Частота вращения вала . Диаметры колес D₁, D₂, D₃. Окружные усилия на венцах колес F₁, F₂, F₃ c вертикальной осью составляют углы, соответственно α₁, α₂, α₃. При расчете принять, что нормальные напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, касательные - по ассиметричному.

Требуется:

Проектный расчет вала (исходные данные в таблице 1)

1. Определить вращающие моменты и окружные усилия на каждом зубчатом колесе.

2. Построить эпюру крутящих моментов.

3. Построить эпюру изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

4. Построить эпюру суммарных изгибающих моментов.

5. Определить величину расчетного (эквивалентного) момента по сечениям, используя 3 и 4 теорию прочности.

6. Определить диаметры вала по участкам.

Проверочный расчет вала на выносливость (исходные данные в таблице 2, 3)

1. Вычертить схему конструкции вала.

2. Установить сечения в вале, подлежащие проверке на выносливость.

3. Вычислить общий (суммарный) коэффициент снижения предела выносливости в выбранных сечениях.

4. Определить максимальные (номинальные) значения нормальных и касательных напряжений в рассматриваемых сечениях.

5. Определить коэффициент безопасности при изгибе и кручении, и общий коэффициент по пределу выносливости и по запасу статической прочности.

6. Дать анализ результатов расчета.

Проверочный расчёт вала на жёсткость (исходные данные в таблицах 1, 2, 3 и на рисунке 2).

1. Определить прогибы вала под зубчатыми колёсами.

2. Определить углы поворота сечений вала в опорах.

3. Определить углы закручивания вала на участке между сечениями, где находятся зубчатые колёса.

4. Выполнить анализ полученных результатов. В основе анализа лежит оценка выполнения условий жёсткости.