Расчет вала на статическую прочность с использование программы Autodesk Inventor

Цель работы: изучить автоматизированный расчет вала на прочность.

Содержание работы:

1. Создать модель вала.

2. Провести статический расчет вала.

3. Определить размеры вала в опасном сечении.

4. Оформить отчет.

Основная часть

1. Создание модели вала.

В программе Autodesk Inventor выполнена модель вала в соответствии с чертежом и приложены заданные нагрузки.

2. Проведен расчет вала с исходными данными:

поперечная сила Р = 1000 Н,

изгибающий момент Мизг = - 1500 Нм,

крутящий момент Мкр = 100 Нм.

а) вал без учета собственного веса

Эпюра Мизг

Начертить эпюру Мизг в плоскости YZ

Эпюра σ изг

Начертить эпюру σ изг в плоскости YZ

Эпюра  экв (приведенное напряжение)

Начертить эпюру приведенного напряжения в плоскости YZ

3. Рекомендованные размеры вала:

Рассчитать размер вала в опасном сечении для материала Ст.3 с [_Т]=225 МПа

- для круглого вала с отверстием

- для вала с одиночной шпоночной канавкой ( - ширина канавки, - глубина канавки)

- для круглого вала диаметром и поперечным отверстием диаметром .

б) вал с учетом собственного веса.

Рассчитать размер вала в опасном сечении

4. Выводы

Сделать вывод о расположении опасного сечения. Как влияет учет собственного веса на прочность.

2. Лабораторная работа № 2

Расчет зубчатого зацепления в программе Autodesk Inventor

Цель работы: изучить автоматизированный расчет зубчатого зацепления.

Содержание работы:

1. Создать модель зубчатого зацепления.

2. Провести геометрический расчет.

3. Провести прочностной расчет.

4. Создать 3-D модель зубчатого зацепления.

Основная часть

Создание модели прямозубого зубчатого зацепления

1. Выбрать Сборка обычная .iam ( мм).

2. Проектирование → Цилиндрическое зубчатое зацепление → Генератор компонентов цилиндрического зубчатого зацепления.

Дополнительные данные (в нижней части окна):

Входной тип: поставить точки в окошках передаточное отношение, модуль

Зубчатое колесо 1

Коэффициент головки зуба: a*=1

Зазор: с*=0,25

Скругление основания ножки зуба: r_f*=0.35

Зубчатое колесо 2

Коэффициент головки зуба: a*=1

Зазор: с*=0,25

Скругление основания ножки зуба: r_f*=0.35

Общие (верхняя часть окна).

Выбор модели: Межосевое расстояние

Требуемое передаточное отношение: 2

Угол профиля: 20 град

Общий коэффициент смещения: 0

Зубчатое колесо 1

Модуль – 5

Компонент

Количество зубьев – 51

Ширина грани 110

Зубчатое колесо 2

Компонент

Ширина грани: 110

Справка:

Если необходимо - провести прочностной расчет зацепления. См. «Прочностной расчет зацепления»

Рассчитать → OK → Именование файлов → Всегда запрашивать имя файлов (галочка) →OK.

На дереве построения открыть папку Начало → выделить все → ПКМ → Видимость (галочка).

Начало → выделить YZ, XZ, XY→ ПКМ → Автозамер (галочка).

Сбрасывается признак автоматического увеличения границ отображения рабочих плоскостей. Если убрать галочку, то рабочие плоскости будут небольшие и не будут загромождать модель. На рисунке автозамер не сброшен.

Накладываем зависимости

а) Совмещаем грань зубчатого колеса и плоскость координат.

Сборка → Зависимости → указывается боковая грань зубчатого колеса (перендикулярная оси колеса) и параллельная ей плоскость системы координат → Применить.

б) Связь между зубчатым колесом и началом координат

Выделить цилиндрическое зацепление → ПКМ → Несвязанные компоненты (галочка).

Сборка → зависимости.

Указывается грань вершин зуба колеса 1 совместно с осью колеса 1 и ось системы координат параллельную оси колеса → Применить (начало координат совмещается с осью зубчатого колеса 1).

Зубчатое колесо 2 обкатывается вокруг колеса 1.

Можно закрепить колесо 2.

Сборка → Зависимости.

Совмещаем ось колеса 2 с плоскостью системы координат параллельной оси колеса 2.

Сборка → Зависимости→ Устанавливаем опцию измерения текущего состояния между компонентами.

Устанавливаем фиксацию между осью колеса 2 и плоскостью перпендикулярной из начала координат.

Теперь оси колес неподвижны при их вращении.

Зубчатое зацепление спроектированной передачи.