2. Пример расчета вала на статическую прочность с использованием программы Autodesk Inventor

Задание:

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 выполнить модель вала в соответствии с чертежом:

Запустить программу Autodesk Inventor

Создать→Дважды щелкнуть по кнопке Обычный (мм).iam /Standart (mm).iam→Сохранить как… (сохранить файл под своим именем в своей папке).

Запуск генератора валов

Проектирование → Вал → Сохранить сборку в своей папке → щелкнуть на рабочем поле для закрепления вала.

Откроется окно генератора компонентов вала.

Параметры → Предварительный просмотр проекта в 2D активировать Всегда показывать→ОК.

Проектирование вала осуществляется путем изменения, удаления и добавления его сечений.

1 участок: Цилиндр D=60, L=50

На первом участке (слева) в сечении выбираем

левое сечение – без элемента,

центр – цилиндр,

правое сечение – без элемента

(стрелка на синем квадратике) не добавлять

в цилиндре вводим новые значения значения D=60, L=50.

2 участок: Цилиндр D=68, L=110 со шпоночным пазом

На втором участке (слева) в сечении выбираем

левое сечение – без элемента,

центр – цилиндр,

правое сечение – без элемента

(стрелка на синем квадратике) добавить шпоночный паз с размерами 20556, х=30

в цилиндре вводим новые значения значения D=68, L=110.

3 участок: Цилиндр D=75, L=126, поперечное отверстие

На третьем участке (слева) в сечении выбираем

левое сечение – без элемента,

центр – цилиндр,

правое сечение – без элемента

(стрелка на синем квадратике) добавить сквозное отверстие d_hole=20, =90^о , х=63

в цилиндре вводим новые значения значения D=75, L=126 .

4 участок (слева): Цилиндр D=60, L=50

в сечении выбираем

левое сечение – без элемента,

центр – цилиндр,

правое сечение – без элемента

(стрелка на синем квадратике) не добавлять

в цилиндре вводим новые значения D=60, L=50.

Расчет вала

1. В генераторе компонентов вала нажать на вкладку Расчет.

2. Модуль упругости (модуль Юнга) Е = 206000 МПа.

3. Модуль жесткости G = 80000 МПа,

плотность  = 7860 кг/м³.

Режим приведенного напряжения НМН

Определение опор

1. В окне нагрузки опоры выбрать Опоры.

2. Свободную опору поставить на середину первого участка слева.

3. Перетащить опору (тип фиксированной опоры) вправо на расстояние 206 мм от края (в середине 4-го участка)

Определение нагрузки

1. В окне нагрузки опоры выбрать Нагрузки.

2. Радиальная сила: Сила по оси х=0

Сила по оси y = 1000 H

Силу передвинуть на середину шпоночного паза.

3. Осевую силу убрать.

4. Изгибающий момент: момент по оси X и Y

по оси x ввести 0

по оси y ввести -1500 Нм

Момент передвинуть на ось поперечного отверстия третьего участка.

5. Крутящий момент

М кр = 100 Нм, приложить в середине шпоночного паза,

М кр = -100 Нм, приложить в крайнем правом сечении

Расчет

1. В окне свойства расчета не стоит галочка Использовать плотность, т.е. расчет будет проведен без учета веса вала.

2. Нажать на кнопку Рассчитать (внизу окна генератора компонентов вала, рис.28).

3. Нажать на кнопку Графики (рис.29).

Рис. 28. Положение кнопки Рассчитать и Графики

Рис. 29. Результаты расчета

Скопировать (начертить) эпюры:

изгибающий момент в плоскости YZ,

напряжения при изгибе в плоскости YZ,

приведенное (эквивалентное) напряжение,

идеальное сечение.

По идеальному сечению выбрать новые размеры вала. Сравнить с исходными.

Выполнить расчет с учетом веса вала.

Скопировать эпюры:

изгибающий момент в плоскости YZ,

напряжения при изгибе в плоскости YZ,

приведенное (эквивалентное) напряжение,

идеальное сечение.

Сравнить идеальное сечение вала с учетом веса и без учета веса.