Эпюра крутящего момента схемы вала

Пример построения эпюры крутящих моментов при кручении вала

Пусть прямолинейный стержень нагружен внешними сосредоточенными крутящими моментами Mкв1 = -30кН·м, Mкв2=50 кН·м, и распределенным моментом m1=10кН.

Реакции левой опоры можно не определять, т.к. в этом примере можно ограничиться рассмотрением лишь сил, приложенных к правым оставленным частям (справа от сечений).

Эпюра крутящего момента схемы вала

Для заданного консольного стержня вычисления удобно вести, идя справа налево, начав их с 1–го сечения.

Проведем сечение 1. Определим крутящий момент в текущем сечении:

Проведем сечение 2. Отбросим левую часть, заменим ее действие крутящим моментом M к2 и составим уравнение равновесия в моментах относительно оси бруса. Из уравнения равновесия получаем выражение для крутящего момента в сечении 2:

M к2 = M к1 = M кв2 = 50 кНм

Проведем сечение 3, отбрасываем левую часть, составляем уравнение равновесия и получаем:

M к3 = M кв2 – m 1*4 = 50 – 10*4 = 10 кНм

Аналогично для сечения 4:

Также для сечения 5:

M к5= M к4-M кв1= 10 – 30 = -20 кНм

Для сечения 6:

По полученным значения строим эпюру крутящих моментов (см. рисунок).

Скачок на левом конце эпюры дает величину опорного момента (реактивного момента в заделке) M к6, так как реактивный момент – это внутреннее усилие, действующее в поперечном сечении, где соединены торец стержня и заделка.

Правила контроля правильности эпюр крутящих моментов

Для эпюр крутящих моментов характерны некоторые закономерности, знание которых позволяет оценить правильность построений.

  • Эпюры крутящих моментов всегда прямолинейные.
  • На участке, где нет распределенных моментов, эпюра M к – прямая, параллельная оси; а на участке с распределенными моментами – наклонная прямая.
  • Под точкой приложения сосредоточенного момента на эпюре M к будет скачок на величину этого момента.

Видео:9.1 Расчет валов приводаСкачать

9.1 Расчет валов привода

Построение эпюр крутящих моментов

Для определения напряжений и деформаций вала необходимо знать значения внутренних крутящих моментов Mk (Mz) в поперечных сечениях по длине вала. Диаграмму, показывающую распределение значений крутящих моментов по длине бруса, называют эпюрой крутящих моментов. Зная величины внешних скручивающих моментов и используя метод сечений, мы можем определить крутящие моменты, возникающие в поперечных сечениях вала.

В простейшем случае, когда вал нагружен только двумя внешними моментами (эти моменты из условия равновесия вала ΣMz=0 всегда равны друг другу по величине и направлены в противоположные стороны), как показано на рис. 5.1, крутящий момент Mz в любом поперечном сечении вала (на участке между внешними моментами) по величине равен внешнему моменту |M1|=|M2|.

В более сложных случаях, когда к валу приложено несколько внешних моментов, крутящие моменты Mk в поперечных сечениях различных участков вала неодинаковы.

На основании метода сечений крутящий момент в произвольном поперечном сечении вала численно равен алгебраической сумме внешних скручивающих моментов, приложенных к валу по одну сторону от рассматриваемого сечения.

При расчетах на прочность и жесткость знак крутящего момента не имеет никакого значения, но для удобства построения эп. Mk примем следующее правило знаков: крутящий момент считается положительным, если при взгляде в торец отсеченной части вала действующий на него момент представляется направленным по ходу часовой стрелки (рис.5.2).

В технике употребляется терминология « винт с правой нарезкой» или «…с левой нарезкой…», причем правый винт наиболее распространен, являясь стандартом. Полезно заметить, что при навинчивании гайки на правый винт мы прикладываем положительный момент Mкр , а при свинчивании гайки – отрицательный.

При наличии распределенной моментной нагрузки m (рис.5.3) крутящие моменты МК связаны дифференциальной зависимостью

из которой вытекает следующая формула:

где – крутящий момент в начале участка.

Согласно формуле (5.2) на участках с равномерно распределенной нагрузкой m крутящий момент изменяется по линейному закону. При отсутствии погонной нагрузки (m = 0) крутящий момент сохраняет постоянное значение (МК = МКо = const). В сечениях, где к валу приложены сосредоточенные скручивающие моменты, на эпюре МК возникают скачки, направленные вверх, если моменты направлены против часовой стрелки, либо вниз – при обратном направлении моментов.

На рис. 5.4, а изображен стержень, жестко защемленный в правом концевом сечении, к которому приложены три внешних скручивающих момента.

В нашем случае крутящие моменты в их поперечных сечениях удобно выражать через внешние моменты, приложенные со стороны свободного конца бруса.

Это позволяет определять крутящие моменты, не вычисляя реактивного момента, возникающего в заделке.

Крутящий момент Mz1 в сечении I численно равен M1=200 нм и, согласно принятому правилу знаков, положителен.

Крутящий момент Mz2 в сечении II численно равен алгебраической сумме моментов M1 и M1, т.е. Mz2 =200-300=-100 нм, а его знак зависит от соотношения этих моментов.

Аналогичным образом вычисляется крутящий момент Mz3 в сечении III: Mz3 =200-300+500=400 нм.

Изменение крутящих моментов по длине вала покажем с помощью эпюры крутящих моментов. На рис. 5.4, б показана такая эпюра для стержня, изображенного на рис. 5.4, а.

Каждая ордината эп. Mk в принятом масштабе равна величине крутящего момента, действующего в том поперечном сечении бруса, которому соответствует эта ордината.

В сечении, в котором к брусу приложен внешний скручивающий момент, ордината эпюры изменяется скачкообразно на величину, равную значению этого момента.

Следует учитывать, что наибольший внешний скручивающий момент, приложенный к брусу, не всегда равен наибольшему крутящему моменту, по которому ведется расчет бруса на прочность и жесткость.

Построить эпюру крутящих моментов для жестко защемленного стержня (рис.5.4.1, а).

Следует отметить, что алгоритм и принципы построения эпюры крутящих моментов полностью совпадают с алгоритмом и принципами построения эпюры продольных сил.

1. Намечаем характерные сечения.

2. Определяем крутящий момент в каждом характерном сечении.

3. По найденным значениям строим эпюру (рис.5.4.1, б).

Рассмотрим расчетную схему ва­ла, нагруженного двумя сосредоточенными моментами М и 2М и распределенными по длине: т (рис. 5.4.2).

Читайте также: Компрессор кондиционера фольксваген поло седан 2011 года

Эпюра крутящего момента схемы вала

Рис. 5.4.2. Построение эпюры внутренних крутящих моментов:

а – расчетная схема; б – первый участок, левая часть; в – второй участок, левая часть;

г – третий участок, правая часть; д – эпюра внутренних крутящих моментов

В исходных сечениях 1–1; 2–2; 3–3 задаются положительными зна­чениями внутренних крутящих мо­ментов М1, М2, М3. Пусть .

Для первого участка (рис. 5.4.2, б):

Для второго участка (рис. 5.4.2, в):

Для третьего участка (рис. 5.4.2, г):

Границы измерения параметра х3 в следующей системе координат:

Отмеченные значения ординат откладываются на эпюре внутренних крутящих моментов (рис. 5.4.2, д).

На рис. 5.4.3 дан пример определения по методу сечений внутренних крутящих моментов по участкам и внизу (ри.5.4.3, с) изображена суммарная эпюра Мкр.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Рис.5.4.3. a) заданный стержень с нагрузкой; b) отсеченные части стержня;

с) эпюра крутящих моментов.

В данном случае для консольного стержня вести вычисления удобно, идя справа налево, начав их с 3–го участка.

Участок 3(рис. 5.4.3, b). Неизвестный момент Mкр3 прикладываем к отсеченной части как положительный, после чего пишем условие равновесия отсеченной части:

Участок 2(рис. 5.4.3, b). Положение сечения фиксируем с помощью местной координаты z2 :

Участок 1(рис. 5.4.3, b):

Найдем реактивный момент в заделке M0 из условия равновесия всего стержня Σmz =0, это дает M0 +3∙4+5+5-15=0 и M0 = -7 тм, что совпадает с Mкр1 , найденным на участке 1 по методу сечений. Этого конечно следовало ожидать, так как по существу реактивный момент – это внутреннее усилие, действующее в поперечном сечении, где соединены торец стержня и заделка.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот.

Эпюра крутящего момента схемы вала

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право.

Эпюра крутящего момента схемы вала

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Видео:Расчет вала на прочность и жесткость. Эпюра крутящих моментовСкачать

Расчет вала на прочность и жесткость. Эпюра крутящих моментов

iSopromat.ru

Эпюра крутящего момента схемы вала

Пример решения задачи на построение эпюры скручивающих моментов при кручении вала по силовым участкам методом сечений.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Задача
Построить эпюру крутящих моментов для следующей расчетной схемы вала:

На рассматриваемом валу можно выделить два силовых участка.

Границами участков являются сечения, в которых приложены скручивающие моменты.

Используя метод сечений и правило знаков при кручении, определяем величины крутящих моментов на I и II участках:
Эпюра крутящего момента схемы вала
Эпюра крутящего момента схемы вала
Следует отметить, что значения крутящего момента не зависят от того, правую или левую от проведенного сечения часть вала мы рассматриваем.

Например, для второго участка, рассматривая правую от сечения часть вала, получим:
Эпюра крутящего момента схемы вала
По полученным значениям строится эпюра крутящих моментов:
Эпюра крутящего момента схемы вала
Если к валу приложены только сосредоточенные скручивающие моменты, эпюра крутящего момента в пределах каждого участка вычерчивается прямыми, параллельными базовой линии.

В тех сечениях, где к валу приложены крутящие моменты mi, на эпюре T имеют место скачки, по модулю равные величине моментов mi.

Уважаемые студенты!
На нашем сайте можно получить помощь по техническим и другим предметам:
✔ Решение задач
✔ Выполнение учебных работ
✔ Помощь на экзаменах

Видео:КРУЧЕНИЕ ВАЛА. Касательные напряжения. Сопромат.Скачать

КРУЧЕНИЕ ВАЛА. Касательные напряжения. Сопромат.

ПроСопромат.ру

Видео:6.2 Кинематический расчет приводаСкачать

6.2 Кинематический расчет привода

Технический портал, посвященный Сопромату и истории его создания

Видео:ПЗ Часть 1 Построение эпюры крутящего моментаСкачать

ПЗ Часть 1  Построение эпюры крутящего момента

Архив рубрики: Задачи на кручение

Видео:ПЗ Часть 3 Эпюра крутящего моментаСкачать

ПЗ Часть 3  Эпюра крутящего момента

Проверочный и проектный расчеты при кручении

Эпюра крутящего момента схемы вала

Задача. Для заданного стального бруса d=50мм (материал – сталь Ст3) построить эпюры крутящих моментов, углов поворота поперечных сечений. Проверить прочность бруса, если допускаемое касательное напряжение [τ]=30МПа. Подобрать для бруса кольцевое сечение при . Сравнить сечения по расходу материала.

Эпюра крутящего момента схемы вала

1.Расставляем сечения на характерных участках. Начинаем расчет от свободного конца бруса, рассматривая правую часть и отбрасывая оставшуюся левую часть с заделкой. Каждое сечение рассматриваем отдельно, определяя в нем значение крутящего момента.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

Строим эпюру МК

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

2.Строим эпюру углов поворота сечений. Углы поворота сечений определяем по формуле

Расчет ведем по сечениям от неподвижного конца – стены А, в которой угол поворота равен нулю φА=0. В формуле обязательно следует учитывать знаки крутящих моментов.

Модуль сдвига для Ст3 G = 0,8·10 5 МПа = 0,8·10 8 кПа.

Определим полярный момент инерции для круглого сечения:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Вычисляем углы поворота сеченийот стены А.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Если требуется перейти к градусной мере, то:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Далее вычисляем все последующие углы поворота, учитывая ранее найденные:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Строим эпюру φ

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

3.Проверим прочность бруса по формуле

Максимальный крутящий момент с эпюры МК = 0,75 кНм.

Определим полярный момент сопротивления сечения:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

Тогда —прочность обеспечена.

Эпюра крутящего момента схемы вала

4.Подбираем кольцевое сечение для вала с .

Наружный диаметр кольца определим по формуле проектного расчета для кольцевого сечения:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Тогда d = 0,8 · 60 = 48 мм.

Проверим прочность подобранного сечения. Полярный момент сопротивления для кольца:

5. Сравним варианты – круглое и кольцевое – по расходу материала

Эпюра крутящего момента схемы валаЭпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

В задаче площадь круглого вала А = 19,6 см 2 , а у кольцевого сечения (полого) А = 10,7 см 2 , что позволяет говорить об экономии материала почти в два раза. Т.о. брус (вал) кольцевого сечения экономичнее равнопрочного сплошного.

Видео:Прочность и жесткость валов. Часть 6: Эпюры моментов выходного вала (цилиндрическая передача).Скачать

Прочность и жесткость валов. Часть 6: Эпюры моментов выходного вала (цилиндрическая передача).

Задача на кручение

Эпюра крутящего момента схемы вала

Для вала определить диаметр, построить эпюры крутящих моментов и углов закручивания.

1) Определяем величины внутренних крутящих моментов M. Для этого разбиваем стержень на участки (I, II, III, IV) и производим расчёт M со свободного конца стержня. Крутящий момент M в сечении равен алгебраической сумме моментов, действующих на стержень с одной стороны (справа) от рассматриваемого сечения.

Читайте также: Допуск при центровке валов

Расчёт M соответственно по участкам IV, III, II, I:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Зная числовые значения крутящих моментов M, строится эпюра M, при этом положительные значения M откладываются вверх, а отрицательные – вниз от горизонтальной линии.

2) Определяем диаметр стержня из условия прочности: Эпюра крутящего момента схемы валаВыразим Эпюра крутящего момента схемы валаполярный момент сопротивления при кручении круглого стержня через диаметр:Эпюра крутящего момента схемы валатогда получим: Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

берётся из эпюры M по абсолютному значению. Диаметр стержня d округляется до большей величины.

3) Производим расчет жесткости вала при крученииЭпюра крутящего момента схемы вала, где Эпюра крутящего момента схемы валамодуль сдвига, а Эпюра крутящего момента схемы вала(см 4 ) – полярный момент инерции сечения.

4) Производим расчет Эпюра крутящего момента схемы валауглов закручивания концов участков стержня, начиная от закреплённого конца стержня, где Эпюра крутящего момента схемы вала,(рад):Эпюра крутящего момента схемы валаЗначения крутящих моментов на участках берутся из эпюры крутящих моментов с учётом их знака. Получив численные значения Эпюра крутящего момента схемы вала, строят эпюру Эпюра крутящего момента схемы вала. Примерная эпюра Эпюра крутящего момента схемы валапоказана на рисунке.

Видео:БАЛКА - 90 СТУДЕНТОВ САМОСТОЯТЕЛЬНО СТРОЯТ ЭПЮРЫ после просмотра этого видео!Скачать

БАЛКА - 90 СТУДЕНТОВ САМОСТОЯТЕЛЬНО СТРОЯТ ЭПЮРЫ после просмотра этого видео!

Задача

Ступенчатый стержень нагружен крутящим моментом Т .При каком отношении Эпюра крутящего момента схемы валавыполняется условие одинаковой прочности по всей длине стержня, если Эпюра крутящего момента схемы вала Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

Условие одинаковой прочности на участках будет выполнено в том случае ,если касательные напряжения будут одинаковы.

Определим касательные напряжения, обозначив крутящий момент в левой стене как Эпюра крутящего момента схемы вала, а в правой как Эпюра крутящего момента схемы вала:

Эпюра крутящего момента схемы валаОпределим полярные моменты сопротивления сечений : Эпюра крутящего момента схемы валаТогда найдем соотношение между Эпюра крутящего момента схемы валаи Эпюра крутящего момента схемы вала:

Теперь составим уравнение деформаций — углов поворота. Начнем от правой стены В, в которой Эпюра крутящего момента схемы вала. Внутренний крутящий момент во втором сечении будет равен Эпюра крутящего момента схемы вала, а крутящий момент в первом сечении будет равен Эпюра крутящего момента схемы вала. Тогда уравнение углов поворота: Эпюра крутящего момента схемы вала(2)

Полярные моменты инерции:Эпюра крутящего момента схемы вала Подставим эти значения в уравнение (2) и найдем соотношение между Эпюра крутящего момента схемы валаи Эпюра крутящего момента схемы вала:

Составим уравнение статики для заданной схемы:Эпюра крутящего момента схемы валаТогда: Эпюра крутящего момента схемы вала(4)

Эпюра крутящего момента схемы вала

Теперь, решая (4) , (3) и (1), получим отношение . Задача решена.

Видео:КРУЧЕНИЕ. ЭПЮРЫ ЗАКРУЧИВАНИЯ. Углы поворота. СопроматСкачать

КРУЧЕНИЕ. ЭПЮРЫ ЗАКРУЧИВАНИЯ. Углы поворота. Сопромат

Задача на расчет вала на прочность и жесткость при кручении

Эпюра крутящего момента схемы вала

Для стального вала, нагруженного внешними крутящими моментами, построить эпюры внутренних крутящих моментов, определить размеры поперечного сечения в виде кольца (d/D=0,85) из условий прочности и жесткости, построить эпюры максимальных касательных напряжений, абсолютных и относительных углов поворота поперечных сечений.

Определим внутренние крутящие моменты. Расчет внутренних крутящих моментов проводится с помощью метода сечений.

Участок LK: МL= М4 = 5 кНм; МК4=5кНм.

Покажем эпюру крутящих моментов на рис.б.

Эпюра крутящего момента схемы валаЭпюра крутящего момента схемы вала

Определяем размеры поперечного сечения вала из условия прочности и жесткости:Эпюра крутящего момента схемы вала, где полярный момент сопротивления сечения и полярный момент инерции сечения равны:Эпюра крутящего момента схемы валаМаксимальный внутренний крутящий момент:Эпюра крутящего момента схемы вала

Тогда из условия прочности:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

А из условия жесткости: Окончательно принимаем D=90мм.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Для подобранного сечения вала его геометрические характеристики:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Рассчитаем касательные напряжения для участков:

Построим эпюру касательных напряжений на рис.в.

Расчет относительных углов поворота на участках:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Сначала определим жесткость сечения вала при кручении:

Эпюра θ показана на рис. г.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Определение угловых перемещений характерных сечений (идем от опоры В, в которой угол поворота равен 0):

Эпюра φ представлена на рис.д.

Видео:Структурный анализ, поэтажная схема, эпюры моментов и сил много пролетной балкиСкачать

Структурный анализ, поэтажная схема, эпюры моментов и сил много пролетной балки

Задача на температурные напряжения при кручении

Эпюра крутящего момента схемы вала

Стальные стержни 1 и 2 нагреваются на . Площадь стержней А.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Определить максимальные напряжения.

Эпюра крутящего момента схемы вала

При нагреве стержней на возникнут температурные напряжения.

Напряжения, вызванные изменением температуры в стержне постоянного сечения, не зависят от его длины, площади поперечного сечения, а зависят от модуля упругости, коэффициента линейного расширения Эпюра крутящего момента схемы валаи разности температур Эпюра крутящего момента схемы вала.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эти напряжения создадут усилия:

Эпюра крутящего момента схемы валаТогда крутящий момент:Эпюра крутящего момента схемы вала

Касательные напряжения:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Следует помнить, что при нагреве стержней в них возникают сжимающие напряжения, а при охлаждениирастягивающие. Эти напряжения, суммируясь с напряжениями от силовых факторов, могут значительно превышать допускаемые. Это обстоятельство следует учитывать при проектировании элементов конструкций.

Видео:Построение эпюры крутящих моментовСкачать

Построение эпюры крутящих моментов

Задача

Эпюра крутящего момента схемы вала

К стальному валу приложены три известных момента:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Требуется: 1) установить, при каком значении Х угол поворота правого крайнего сечения вала равен нулю; 2) для найденного значения Х построить эпюру крутящих моментов; 3) при заданном значении [τ] определить диаметр вала из расчета на прочность и округлить его до ближайшей большей величины, соответственно равной 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 мм; 4) построить эпюру углов поворота; 5) найти наибольший относительный угол закручивания (в градусах на 1м длины).

Решение: Обозначим границы участков русскими буквами А,……,Д.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

I.Записываем условие, что угол поворота крайнего правого сечения (Д) вала равен нулю – исходя из условий задачи.

Данный угол поворота является суммой углов поворота вала на каждом участке:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Угол поворота на участке определяется по формуле:

Эпюра крутящего момента схемы вала

, где М к — крутящий момент на данном участке, l — длина участка,

Эпюра крутящего момента схемы вала

G — модуль сдвига , — для стали

Эпюра крутящего момента схемы валаполярный момент инерции Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

Таким образом, , и с учетом условия задачи:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Так как вал имеет постоянное поперечное сечение, то

Определяем внутренние крутящие моменты на участках методом сечений. Идем от свободного конца вала, на каждом участке мысленно проводим сечение и рассматриваем равновесие всегда правой отсеченной части:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Подставляем найденные значения моментов в уравнение (1) :

Эпюра крутящего момента схемы вала

2. Строим эпюру крутящих моментов. Для этого подставляем в выражения для моментов Мк найденные значения Х.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Полученные значения откладываем в виде ординат на эпюре

Эпюра крутящего момента схемы вала

3.Определяем диаметр вала из условия прочности:

Эпюра крутящего момента схемы вала, где Эпюра крутящего момента схемы валамаксимальное касательное напряжение,

Эпюра крутящего момента схемы вала

максимальный крутящий момент (берется с эпюры Мкр по модулю),

Эпюра крутящего момента схемы вала

полярный момент сопротивления сечения

[τ]=80 МПа — допускаемое касательное напряжение

Эпюра крутящего момента схемы вала

Определяем диаметр:

Принимаем диаметр вала d=45 мм=4,5 см

4. Построение эпюры углов поворота начинаем от опоры и строим нарастающим итогом. Предварительно посчитаем жесткость вала:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

Угол поворота в левой опоре равен нулю, поскольку в заделке поворота быть не может:

Читайте также: Как снять внутреннюю обойму подшипника с вала без съемника ступицы

Эпюра крутящего момента схемы вала

В последней точке угол поворота должен получиться равным нулю (по условию задачи), таким он и получился. Строим эпюру углов поворота.

5. Наибольший относительный угол закручивания определим по формуле:

Эпюра крутящего момента схемы валаПолученный результат переведем в градусы на метр длины: Эпюра крутящего момента схемы вала

Видео:11. Кручение ( практический курс по сопромату )Скачать

11. Кручение ( практический курс по сопромату )

Статически неопределимые задачи при кручении. Задача2

Требуется: 1) Построить эпюру крутящих моментов и подобрать размеры поперечных сечений заданной формы, соблюдая следующие соотношения между ними:

Эпюра крутящего момента схемы вала

2) Построить эпюру углов поворота.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Сначала составляем уравнение статики для всего бруса:

Здесь два неизвестных, следовательно, требуется еще одно уравнение. Его получим, если сформулируем условие совместности деформаций всех трех участков бруса. Оно заключается в том, что поворот правого опорного сечения относительно левого опорного сечения для рассматриваемого бруса невозможен, поскольку оба его концы жестко защемлены:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

Сократим на , тогда будет:

Выразим моменты инерции сечений разных форм с учетом заданных соотношений размеров:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Итак, все моменты инерции выражены через один параметр с, что позволит довести до числа решение уравнения (2′):

Эпюра крутящего момента схемы вала

или после сокращения на с 4 :

С помощью метода сечений выразим неизвестные крутящие моменты через один из реактивных опорных моментов, например, через МА:

С учетом (а), (б) и (в) уравнение (2′′), будет:

Эпюра крутящего момента схемы вала

откуда находим значение МА:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Тогда из (а), (б) и (в) найдем:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эти результаты показаны в виде эпюры крутящих моментов.

Подбор размеров сечений производится по условиям прочности:

— на первом участке

Эпюра крутящего момента схемы вала

Для круглого сечения

Эпюра крутящего момента схемы вала

При заданном соотношении d=c:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

— на втором участке

Эпюра крутящего момента схемы вала

Для кольцевого сечения

Эпюра крутящего момента схемы вала

Здесь мы должны учесть соотношения размеров, при которых и найдены внутренние усилия, то – есть

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

— на третьем участке

Эпюра крутящего момента схемы вала

Для прямоугольного сечения Эпюра крутящего момента схемы вала. При соотношениях Эпюра крутящего момента схемы вала

По таблице α=0,246. И тогда Wк=2∙0,246∙с 3 .

Из условия прочности

Эпюра крутящего момента схемы вала

Из трех требуемых значений «с» (0,023м, 0,04м и 0,046м) принимаем наибольшее с=0,046м и тогда проектные значения размеров сечений на разных участках должны быть

— на первом участке: круглое сечение диаметром d=0,046м,

— на втором участке: кольцевое сечение с внутренним диаметром d=0,046м, а внешним Эпюра крутящего момента схемы валау которого Эпюра крутящего момента схемы вала

— на третьем участке: прямоугольное сечение шириной b=c=0,046м

и высотой h=2b=2∙0,046=0,092 м,

у которого Iк=β∙hb 3 =0,229∙0,092∙0,046 3 =205∙10 -8 м 4 .

2. Построение эпюры углов поворота.

Для этого вычисляются углы поворота сечений, расположенных на границах участков бруса (эти сечения на схеме обозначены цифрами в кружочках), они откладываются в виде ординат, вершины которых соединяются прямыми линиями. Так:

α0=0, поскольку крайнее левое сечение жестко защемлено и поворачиваться вокруг продольной оси z не может,

Эпюра крутящего момента схемы вала

Равенство нулю угла поворота крайнего правого сечения, тоже жестко защемленного, служит контролем правильности всего решения задачи.

Видео:Сопромат. Практическое занятие №1.4Скачать

Сопромат. Практическое занятие №1.4

Статически неопределимые задачи при кручении. Задача1

Эпюра крутящего момента схемы вала

Уравнение статики для всего бруса:

В этом уравнении два неизвестных (это реактивные моменты в опорах МА и МВ). Следовательно, задача один раз статически неопределима, и для ее решения необходимо составить дополнительное уравнение, выражающее факт совместности деформаций всех участков бруса.

Эпюра крутящего момента схемы вала

Здесь можно рассуждать следующим образом: если удалить одну из опор, то брус станет статически определимым

Теперь крайнее правое сечение получило возможность поворачиваться. Но в заданной системе этот поворот невозможен. Поэтому величину МВ в удаленной опоре следует подобрать так, чтобы угол поворота опорного сечения равнялся нулю:

αВ=0 – это условие деформации.

Раскрывая его, будем иметь:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Тогда условие совместности деформаций (а) превращается в уравнение совместности деформаций:

В этом уравнении три неизвестных крутящих момента (по количеству участков бруса). Для их определения выразим крутящие моменты через заданные внешние скручивающие моменты М1, М2 и реактивные моменты, используя метод сечений. Так в любом сечении первого участка:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Эпюра крутящего момента схемы вала

((b)

Далее, в любом сечении второго участка

Эпюра крутящего момента схемы вала

Наконец, в любом сечении третьего участка:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Подставляя (b), © и (d) в уравнение (2), будем иметь:

Эпюра крутящего момента схемы вала

В этом уравнении содержится одно-единственное неизвестное: это реактивный момент в левой опоре МА. Определив его из решения уравнения (2′), обратной подстановкой в формулы (b), © и (d) определим численные значения крутящих моментов , Таким образом статическая неопределимость задачи будет раскрыта.

Зная крутящие моменты, далее можно решить любую задачу прочности и жесткости бруса.

Видео:Правило знаков при крученииСкачать

Правило знаков при кручении

Кручение бруса тонкостенного замкнутого круглого сечения

Тонкостенное круглое сечение характеризуется средним радиусом Rср и толщиной стенки трубы δ

Считается, что касательные напряжения по толщине стенки распределяются равномерно и равны:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Угол закручивания

Эпюра крутящего момента схемы вала

Видео:9.4. Расчет валов и осейСкачать

9.4.  Расчет валов и осей

Кручение бруса прямоугольного сечения

Опыт показывает, что при кручении брусьев некруглого поперечного сечения сами сечения не остаются плоскими, то есть происходит депланация поперечных сечений. Исследовать напряженное и деформированное состояние таких брусьев при кручении методами сопротивления материалов не представляется возможным, так как в основе их лежит гипотеза плоских сечений (гипотеза Бернулли).

Задача о кручении бруса некруглого, в частности, прямоугольного сечения решена с помощью метода теории упругости, и на основе этого решения предложены простые расчетные формулы, имеющие ту же структуру, что и формулы для бруса круглого сечения, а именно:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Здесь: Wк=α∙hb 2 – момент сопротивления при кручении,

В этих формулах: b – меньшая из сторон прямоугольника,

h – большая сторона,

α, β – коэффициенты, значения которых приводятся в таблице в зависимости от отношения сторон h/b (эта таблица содержится в рубрике «Кручение», «Таблицы» или в любом учебнике сопротивления материалов).

Распределение касательных напряжений по прямоугольному сечению тоже отличается от распределения в круглом сечении:

Эпюра крутящего момента схемы вала

Значения коэффициента γ Запись опубликована 05.09.2014 автором admin в рубрике Задачи, Задачи на кручение.

  • Свежие записи
    • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
    • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
    • Какие моторы бывают у стиральных машин
    • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
    • Как снять стопорную шайбу с вала


    📽️ Видео

    Расчетная схема ведомого валаСкачать

    Расчетная схема ведомого вала

    Кручение. Часть 1 Общие сведенияСкачать

    Кручение. Часть 1  Общие сведения

    Понимание напряжений в балкахСкачать

    Понимание напряжений в балках

    Изгиб с кручениемСкачать

    Изгиб с кручением
Поделиться или сохранить к себе:
Технарь знаток