Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсовая работа.doc
Скачиваний:
155
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
1.35 Mб
Скачать

1.2.5. Построение эпюры суммарных изгибающих моментов

Поскольку вал имеет круглое поперечное сечение, определим в сечениях величину суммарного изгибающего момента . В сечениях А, В, С иD их значения будут соответственно равны

По полученным данным построим эпюру суммарных изгибающих моментов ЭМИ.

1.3. Расчёт диаметра вала

Для определения опасного сечения находим величины эквивалентных моментов по третьей теории прочности . Тогда в сечениях А, В, С иD вала:

Анализ результатов показывает, что опасным является сечение С, в котором эквивалентный момент достигает максимального значения и равен МЭКВмах = 517,7Н·м.

Найдём допускаемое напряжение Так как сталь 12XH3A пластична, то за σпред принимаем σТ. Согласно [3, стр. 648 ] σТ = [390-420]МПа, коэффициент запаса для пластичных материалов n = 1,5÷2.

Примем n = 2, σТ = 400 МПа ,

тогда .

Из условия прочности

, где

осевой момент сопротивления круглого поперечного сечения диаметром d, определим расчётный диаметр вала

В соответствии с ГОСТ округляем dРАСЧ до ближайшего большего значения и принимаем d = 30 мм. Вычислим геометрические характеристики этого сечения:

  • площадь поперечного сечения

  • осевой момент инерции

  • осевой момент сопротивления

  • полярный момент инерции

  • полярный момент сопротивления

Рассмотрим опасное сечение вала С, в котором действует суммарный изгибающий момент МИ = 1440 Н·м, крутящий момент Т = 480 Н·м и продольная сила N = 760 Н.

Нормальные напряжения от изгиба . На внешних волокнах, в точках А и В, они наибольшие и равны

Нормальные напряжения от сжатия определим как

Касательные напряжения τ по сечению меняются по линейному закону (ρ расстояние от центра сечения до точки, в которой определяется напряжение). Максимальные напряжения возникают на контуре сечения

Построим эпюры этих напряжений ЭσИ, ЭσС и Эτ.

В этой точке действуют максимальные эквивалентные напряжения σЭКВmax. Определим их по III теории прочности:

Видно, что условие прочности σЭКВmax [σ] выполняется, так как 197,9 МПа < 200 МПа.

Определим недогрузку вала Δσ, учитывая, что диаметр вала выбран больше расчётного:

Недогрузка Δσ близка к рекомендуемому значению 15%. Таким образом, диаметр вала d = 30 мм из условия статической прочности подобран правильно.

2. Расчёт вала на жёсткость

В расчётах примем модуль упругости Е = 210 ГПа, жёсткость сечения ЕJОС = 210·109·1,63·10-8 = 3423 Н·м2.

2.1 Расчёт прогибов вала в местах установки колёс

Для определения перемещений воспользуемся способом Верещагина.

-формула, выражающая способ Верещагина

где - это площадь эпюры изгибающего момента под действием внешней нагрузки (грузовой эпюры).

-это ордината эпюры эMz, называемой единичной под центром тяжести, (т.е. при ) грузовой эпюры.

Рассчитаем прогиб балки в месте установки левого колеса.

Для определения прогиба балки в месте соответствующего сечения приложим еденичную силу F=1,0 (а) и построим единичную эпюру (б) M1=M2. Построим грузовые эпюры (в) и (г) эMx и эMy.

Найдем прогибы балки по формулам:

z= M1эMx -вертикальная плоскость

y= M2эMy -горизонтальная плоскость

Балка имеет несколько участков в этом случае производится суммирование по участкам .

Вертикальная плоскость

Горизонтальная плоскость

Полные линейные перемещения

Полное линейное перемещение в данном сечении вычислим по формуле:

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.