Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Курсовая работа [вариан 8] / Задания и расчеты 3

.doc
Скачиваний:
89
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
78.34 Кб
Скачать

3.1 КРУГЛЫЕ ВАЛЫ

Для стального вала при значениях момента М по (рис. 3.1), требуется:

1. Построить эпюру крутящего момента Мк.

2. Определить требуемый диаметр вала из расчетов на прочность и жесткость, приняв допускаемое касательное напряжение [] = 50 МПа и допускаемый относительный угол закручивания [] = 8 мрад/м.

Диаметр вала считать по всей длине постоянным.

3. Вычертить в опасном сечении эпюру касательных напряжений .

4. Установить наиболее рациональную последовательность расположения плоскостей скручивающих пар, при которой требуемый диаметр вала будет наименьшим. Построить для этого случая эпюру крутящего момента и определить диаметр вала из расчетов на прочность и жесткость. Оценить в процентах экономию материала, достигаемую в этом случае, по сравнению с заданным вариантом расположения скручивающих моментов.

5. Построить эпюры углов закручивания для обоих вариантов, считая неподвижным левый конец вала.

Принять G = 80 ГПа, а = 0,2 м.

Указание. Длинновые размеры и диаметры деталей согласно ГОСТу 6636-86 должны соответствовать ряду предпочтительных чисел, например ряду 40а:

Таблица 14.3

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

М, кНм

2

1

3

5

4

3

2

4

Расчетная схема вала и соответствующая ей эпюра Мк представлены на рис. 3.1, б и в. Как видим, при заданном расположении шкивов наибольший крутящий момент равен = 4М. Меняя местами шкивы, ищем такой вариант нагружения, при котором расчетный крутящий момент получается наименьшим. Это и будет рациональный вариант расположения шкивов. Соответствующая схема нагружения показана на рис. 3.1, д. Под ней (рис. 3.1, е) приведена эпюра крутящего момента. В этом случае расчетный момент Мк max = 5M значительно меньше, чем в первом варианте.

Из условий прочности и жесткости определяем искомый диаметр:

1 вариант мм,

мм.

Следовательно, d1 = max{dпч, dж} = 117 мм. Принимаем по ГОСТ 6636-86 d1 = 120 мм. Жесткость поперечного сечения данного вала равна

МНм2.

2 вариант мм,

мм.

Следовательно, d2 = max{dпч, dж} = 98мм. Принимаем по ГОСТ 6636-86 d2 = 100 мм. Жесткость поперечного сечения данного вала будет

МНм2.

Требуемый диаметр вала по второму варианту получился меньше, чем по первому. Тем самым переход от заданного расположения шкивов к рациональному приводит к экономии материала, равной

3. Построение эпюры углов закручивания . Угол поворота определяется по формуле

,

где о – угол поворота в начале участка, М – площадь эпюры крутящего момента от начала участка до рассматриваемого сечения. Так как крутящий момент остается постоянным в пределах каждого участка, то согласно первой формуле угол  меняется по линейному закону. Вычисляем углы поворота на границах участков

1 варианто = А = 0,

мрад;

мрад;

мрад.

2 варианто = B = 0,

мрад;

мрад;

мрад

и строим эпюры  (рис. 3.1, г и ж).

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

Оставленные комментарии видны всем.