Определение параметров цикла касательных напряжений

Определение эффективных коэффициентов концентрации напряжений

3.4 Определение коэффициента запаса прочности по  и

Определение общего коэффициента запаса прочности

Проверка прочности вала с учётом колебаний

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Оценка статической нагрузки на брус

Определение диаметра вала из условия прочности

Материал: 12ХНВА

 

 

Для заданной схемы вала определяем из условия равновесия недостающие внешние факторы и приводим их к оси вала, разложив на составляющие в плоскостях XY и XZ

 ;

 

Выбираем расчётную схему вала:

 

 

Определение реакций в плоскости ХУ:

 

;

;

Проверка:

 

;

;

 

Определение реакции в плоскости ХУ:

 

 ;

;

 

Проверка:

 

;

 

Построим эпюры , , , :

 

:

;

;

;

:

а) ;

б) ;

в) ;

:

а) ;

б) ;

в) ;

:

а) ;

б) ;

в) ;

 

Построим эпюры  и :

 

:

а) ;

б) ;

в) ;

 :

а) ;

б) ;

в) ;

 

Построим алгоритм для определения диаметра вала из условия прочности в опасном сечении:

 

;

;

 

 

;

;

 

Примем d = 25 мм.

Проверка прочности

 

 

По третьей теории прочности:

 

 условие прочности не выполняется для вала d = 25мм

 

Подбор подшипников качения для вала

На опоре С устанавливаем радиальный шариковый подшипник с допускаемым углом поворота

На опоре А устанавливаем радиально-упорный шариковый подшипник с допускаемым углом поворота

 

Уточнение диаметра вала из условия жесткости

 

Определим прогиб вала

 

 

Поскольку присутствует линейная эпюра, используем правило Верещагина:

 

;

 

Чтобы определить прогиб, строим единичную систему и эпюры моментов от единичной силы, для этого приложим в точке С силу F=1H.

Определение реакций:

 

;

;

;

;

 

Проверка:

 

;

 

Построение эпюру  от единичной силы:

 

а) ;

б) ;

в) ;

Определение прогибов:

 

 

Плоскость	J	ωPj,кН·м²	MjB,м	MjB·ωPj,кН·м³
XAY(ЭMz)	1	0.0023	0	0
	2	0.0047	0	0
	3	0.0141	0.02	0.000282
	4	-0,0012	-0.073	0.0000876
	5	- 0,0012	-0,053	0.0000636
	Σ			0.0004332
XAZ(ЭMy)	1	0,011	0	0
	2	0,033	0,02	0.00066
	3	-0,0036	-0,074	0,002442
	4	-0,0036	-0,053	0,00019
	Σ			0.0032928

 

 

 

Определим углы поворота в местах расположения опор:

Определение угла поворота в вертикальной() и горизонтальной () плоскостях, полный угол поворота () сечений вала в месте расположения опор, считая диаметр вала постоянным:

 

;

;

 

Прикладываем в точках А и С единичные моменты 1Нм;

 

Плоскость	J	ωPj, кН·м²	MjB, м	MjD, м	MjB·ωPj, кН·м³	MjD·ωPj, кН·м³
XAY(ЭMz)	1	0.0023	0	0	0	0
	2	0.0047	0	0	0	0
	3	0.0141	0.2	0.8	0.00282	0.0113
	4	-0,0012	0.74	0.25	-0,00089	-0.0003
	5	-0.0012	0.867	0.133	-0,00104	-0.00016
	Σ				0.00089	0,010
XAZ(ЭMy)	1	0,011	0	0	0	0
	2	0,033	0.18	0.789	0,0059	0.026
	3	-0,0036	0.73	0.267	-0,0026	-0.00096
	4	-0.0036	0.845	0.133	-0,00304	-0.00047
	Σ				0.00026	0.0245

 

 

Проверка жесткости вала:

 

;

 

Условие жесткости:

<   условие жесткости не выполняется

>   условие жесткости выполняется

<   условие жесткости не выполняется

Пересчёт диаметра вала из условия жесткости:

 

По :

По :

По :

Из условия жесткости принимаем

 

Конструирование вала

 

 

Оценка динамической нагрузки на брус

 

Расчёт вала на прочность и жёсткость при крутящем ударе

 

Определим динамический крутящий момент:

 

 ;

;

;

 

 

Построение эпюры :

 

Проверим прочность:

 

<

> условие прочности не выполняется

 

Проверим жёсткость:

 

 

условие жесткости не выполняется.