6.4. Згинання з крученням

Задача 10. Підібрати діаметр показаного на рис. 9 вала постійного перерізу. Для розрахунків використати теорію міцності потенціальної енергії формозмінення. Прийняти допуст,име напруження [σ] = 160 МПа. Дані для розрахунку наведені в табл. 9.

Таблиця 9

Варі-ант	Сила F, кН	Розміри ділянок вала a, см	Діаметр шківа D1, см	Кут , град.		Варіант	Сила F, кН	Розміри ділянок вала a, см	Діаметр шківа D1, см	Кут , град.
1	11	25	45	20		16	18	40	45	40
2	12	30	45	25		17	19	45	45	45
3	13	35	50	30		18	20	50	50	50
4	14	40	50	35		19	11	55	50	55
5	15	45	40	40		20	12	60	40	60
6	16	50	60	45		21	11	25	45	20
7	17	55	50	50		22	12	30	45	25
8	18	60	45	60		23	13	35	50	30
9	19	40	45	55		24	14	40	50	35
10	20	45	50	65		25	15	45	40	40
11	14	20	50	70		26	16	50	60	45
12	13	45	60	20		27	17	55	50	50
13	12	50	45	25		28	18	60	45	60
14	16	25	60	30		29	19	40	45	55
15	17	35	50	35		30	20	45	50	65

Примітка: На рис. 9 прийняти: b = 1,2 a; c = 0,6 a; D₂ = 0,8 D₁; D₃ = 0,4 D₁.

Порядок розв’язання задачі

1. Накреслити в аксонометрії у вибраних осях x, y, z схему вала в масштабі з позначенням усіх розмірів і навантажень.

2. Привести сили до осі вала і визначити величину сили F₂ за умовою рівноваги скручувальних моментів відносно його поздовжньої осі та побудувати епюру крутних моментів.

3. Розкласти діючі на вал сили та опорні реакції на вертикальні та горизонтальні складові і визначити відповідні складові реакцій.

4. Побудувати епюри згинальних моментів у вертикальній і горизонтальній площинах та сумарних згинальних моментів.

5. Установити небезпечний переріз вала і визначити величину розрахункового моменту за четвертою теорією міцності.

6. Визначити діаметр вала за умовою міцності під час згинання з крученням та округлити його відповідно до стандарту.

7. При оформленні задачі повинні бути: схема вала (в аксонометрії), розрахункові схеми та епюри згинальних та крутних моментів.

Рис. 9

Рис. 9

Рис. 9Рис. 9

Рис. 9

Рис. 9

Рис. 9

Рис. 9. Закінчення