Создан заказ №3793063
28 марта 2019
РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНАЯ РАБОТА «РАСЧЕТ ВАЛА НА ЦИКЛИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ» Исходные данные
Как заказчик описал требования к работе:
Нужно сделать расчетно проектиррвочную работу по теоретической механике на тему:"Расчёт вала на циклическую прочность "
Фрагмент выполненной работы:
РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНАЯ РАБОТА
«РАСЧЕТ ВАЛА НА ЦИКЛИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ»
Исходные данные:
Заданная схема вала
-конструктивная схема вала – 1;
-продольные размеры вала: l1 = 300 мм, l2 =180 мм, l3 = 180мм;
-тип концентратора напряжений – 2;
-материал вала – сталь 40X;
-воспринимаемые валом усилия от механических передач:
Р1 =5 кН= 5000Н, Р2 = 15 кН = 15000Н; углы β =20о, γ = 40о;
-экстремальные значения передаваемого крутящего момента:
Мкmax = 460 Н·м, Mкmin = 280 Н·м;
-состояние поверхности вала в зоне концентрации напряжений – 6 (коррозия пресная вода);. (работа была выполнена специалистами Автор 24)
При расчете принять: коэффициент запаса статической прочности nт = 5; модуль сдвига G = 0,8·105 МПа; коэффициент Пуассона μ = 0,3. Перечеркнутый участок вала имеет квадратное сечение.
Необходимо для вала выполнить следующее.
1. Определить размеры поперечных сечений на участках вала.
2. Вычислить коэффициент запаса циклической прочности.
Решение:
Расчетная схема вала
1. Представляем косой изгиб вала как сочетание двух плоских изгибов в главных центральных плоскостях инерции. Проецируем внешние нагрузки на главные центральные плоскости инерции у0z и x0z:
Р1у = Р1·cosβ = 5000·0,940 = 4700 H;
Р1x = Р1·sinβ = 5000·0,342 = 1710 H;
Р2у = Р2·cosγ = 15000·0,766 = 11490 H;
Р2x = Р2·sinγ = 15000·0,643 = 9645 H.
Рассмотрим нагружение вала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях
2. Определяем опорные реакции. Для этого составляем уравнения равновесия.
Тогда
RD=P2у∙l1+l2-P1у∙l1l1+l2+l3=11490∙480-4700∙300660=6220Н
аналогичным образом:
MD=0; P1у∙l2+l3-P2у∙l3+RC∙l1+l2+l3=0
RC=-P1у∙l2+l3+P2у∙l3l1+l2+l3=-4700∙360+11490∙180660=570 Н
Используя метод сечений, строим эпюру поперечных сил Qy и изгибающих моментов Mx в главной центральной плоскости инерции у0z.
MC=0; P1x∙l1-P2x∙l3+l2+HD∙l1+l2+l3=0
HD=-P1x∙l1+P2x∙l1+l2l1+l2+l3=-1710∙300+9645∙480660=6237 Н
MD=0; P1x∙l2+l3-P2x∙l3+HC∙l1+l2+l3=0
HC=-P1x∙l2+l3+P2x∙l3l1+l2+l3=-1710∙360+9645∙180660=1698 Н
Используя метод сечений, строим эпюру поперечных сил Qx и изгибающих моментов Mу в главной центральной плоскости инерции x0z.
В характерных сечениях вала (на границах участков) вычисляем
значения результирующего изгибающего момента
и строим эпюру:
Строим эпюру максимального крутящего момента
6. Вычисляем значения эквивалентного момента в характерных
сечениях, используя энергетическую (четвертую) гипотезу прочности
и строим эпюру:
Находим допускаемое нормальное напряжение для вала, изготовленного
из стали 40X:
σ=σтnт=8005=160МПа
Определяем диаметры участков вала круглого поперечного
сечения, используя условие прочности по эквивалентным напряжениям
, где .
Тогда, диаметр i-го участка вала равен .
Величины моментов в характерных сечениях вала равны:
М1=536300∙20=36 Нм
М2=536300∙280=500 Нм
М3=669 Нм
М4=1635 Нм
М5=1537180∙160=1366 Нм
М6=1537180∙20=171 Нм
Вычисляем диаметры участков вала:
d1=332∙363,14∙160∙106=0,0131м=13,1 мм
d2=332∙5003,14∙160∙106=0,0317м=31,7 мм
d3=332∙6693,14∙160∙106=0,0349м=34,9 мм
d4=332∙16353,14∙160∙106=0,0471м=47,1 мм
d5=332∙13663,14∙160∙106=0,0443м=44,3 мм
d6=332∙1713,14∙160∙106=0,0222м=22,2 мм
Определяем размеры квадратного сечения участка вала:
а) Для первого характерного положения, когда плоскость
действия результирующего изгибающего момента совпадает
с одной из диагоналей квадрата, вычисляем:
;
.
Опасными в этом случае будут точки А и В.
Из условия прочности по нормальным напряжениям изгиба:
определяем размер квадратного сечения участка вала:
м.
Мирез=536+1537-536180∙160=1426 Нм
b=36∙1,414∙14263,14∙160∙106=0,0289м=28,9 мм
б) Для второго характерного положения опасными будут точки С и D.
Напряжения в этих точках равны
; ,
где maxМирез = 1426 Н·м, Мкmax = 460 Н·м.
Из условия прочности:
Вычисляем размер квадратного сечения участка вала:
b=3(6∙1426)2+3∙(4600,208)2160∙106=0,0262м=26,2 мм
Окончательно принимаем больший размер b = 28,9 мм.
10. Выполняем эскиз вала:
* - размер для справок.
РАСЧЕТ ВАЛА НА ЦИКЛИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ ПРИ ИЗГИБЕ С КРУЧЕНИЕМ
Вала испытывает переменные нормальные напряжения от косого изгиба с вращением и касательные напряжения от циклического кручения.
Принимаем, что участок вала с максимальным значением эквивалентного момента (в рассматриваемом случае участок диаметром d4) содержит заданный концентратор напряжений.
9842553975D
00D
ГОСТ 8788-88
1. Изгиб. Определяем максимальное, минимальное, среднее и амплитудное напряжения изгиба:
σmax=1537∙323,14∙0,04713=149,9 МПа
σmin = −149,9 МПа; σm = 0; σa = 149,9 МПа.
Коэффициент асимметрии цикла нормальных напряжений равен Rσ = −1.
Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу.
2. Кручение...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
29 марта 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНАЯ РАБОТА
«РАСЧЕТ ВАЛА НА ЦИКЛИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ»
Исходные данные.jpg
2020-10-23 11:57
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4.1
Положительно
Мне помогло. Мало того в работе были пояснения для возможность обучения для понимания темы. Спасибо
Хочешь такую же работу?
300 ₽
