 |
Решение. Составление отчёта. Контрольные вопросы.. Практическая работа №11
|
|
|
|
Решение.
Рис. 31
1. Делим вал на участки, границами которых являются опоры, концы вала и плоскости действия внешних скручивающих моментов. Трением в подшипниках и весом самого вала пренебрегаем.
2. Определим внутренние крутящие моменты на всех участках вала, рассматривая каждый раз условия равновесия отсеченной левой части вала. Внутренний крутящий момент будем считать положительным, если при взгляде в торец оставленной части внешние скручивающие моменты будут поворачивать её по ходу часовой стрелки (правило условное).
В сечении I—I (рис. 31, б) Мк1 = 0;
в сечении II—II (рис. 31, в) Мк2 = Т1 = 300 Н·м;
в сечении III—III (рис. 31, г) Мк3 = Т1– Т2 = 300 – 700 = –400 Н·м;
в сечении IV—IV (рис. 31, д) Мк4 = Т1– Т2 + Т3 = 300 – 700 + 400 = 0.
Строим эпюру крутящих моментов (рис. 31, е). Положительные значения откладываем вверх от нулевой линии (параллельной оси бруса), отрицательные ординаты — вниз.
3. Выполняем проектный расчет вала по условию прочности, для чего определяем полярный момент сопротивления сечения:
мм3.
Для кругового профиля полярный момент сопротивления определяется выражением:
,
откуда определяем диаметр вала, удовлетворяющий условию прочности:
мм.
4. Выполняем проектный расчет вала по условию жесткости, для чего определяем полярный момент инерции сечения:
мм4.
Для кругового профиля полярный момент инерции определяется выражением:
,
откуда определяем диаметр вала, удовлетворяющий условию прочности:
мм
5. Выбираем из двух полученных диаметров тот, который удовлетворяет и условию прочности и условию жесткости, т. е. наибольшее расчетное значение:
d = 45, 53 мм.
Принимаем окончательное значение диаметра d = 50 мм.
Ответ: d = 50 мм.
|
|
|
Задание для практической работы 10. Построить эпюру крутящих моментов для вала по данным своего варианта, показанного на рис. 32. По данным [τ ] и [Θ ] определить требуемый диаметр вала и округлить его до ближайшего значения из ряда: 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200 мм.
Рис. 32
Рис. 32. Продолжение
Рис. 32. Продолжение
Рис. 32. Продолжение
Рис. 32. Продолжение
Рис. 32. Окончание
Составление отчёта
Практическая работа выполняется в рабочей тетради для оформления практических работ по технической механике. Рисунок и расчётная схема выполняется карандашом. Записи ведутся чётко и грамотно чернилами чёрного или синего цвета. При выполнении практической работы рекомендуется использовать микрокалькулятор. Вариант задания выдаётся преподавателем по списку учебного журнала.
Контрольные вопросы.
1) Что такое чистый сдвиг?
2) Какой величиной характеризуется деформация сдвига?
3) Напишите формулу, выражающую закон Гука при сдвиге. Каков физический смысл модуля сдвига G?
4) Как определяется напряжение в поперечном сечении бруса при чистом сдвиге?
5) Какая зависимость существует между величинами Е, G и μ для изотропного материала?
6) Какая зависимость существует между передаваемой валом мощностью, вращающим моментом и угловой скоростью?
7) Как определяется крутящий момент в поперечном сечении?
8) Какая разница между крутящим и вращающим моментом?
9) Как строятся эпюры крутящих моментов?
Практическая работа №11
Расчет на прочность при изгибе
Цель работы – научиться определять поперечные силы, изгибающие моменты и строить эпюры поперечных сил, изгибающих моментов, производить проектные и проверочные расчеты балочных систем по условию прочности на изгиб.
Информационное обеспечение:
|
|
|
