. Для цього необхідно визначити опорні реакції вала.
Розглянемо сили, що діють на вал у вертикальній площині.
Малюнок - Сили, що діють на вал у вертикальній площині
==
=3576,81 Н;
==
=3693,78 Н;
Перевірка:
;
, 81 + 3693,78 - 2? 2757,96 - 1754,67=7270,59 - 7270,59=0.
Побудова епюри Mx.
? z? 1,8 (0)=0; (1,8)=F2y? 1,8=4964,33 Н? М;
, 8? z? 3,2 (3,2)=F2y? 3,2 -? 1,4=2757,96? 3,2 - 3693,78? 1,4=3654,2 Н? М;
Якщо взяти 0 з правого кінця валу, отримаємо:
? z? 1,8 (0)=0; (1,8)=F2y? 1,8=4964,33 Н? М;
, 8? z? 3,4 (3,4)=F2y? 3,4 -? 1,6=2757,96? 3,4 - 3576,81? 1,6=3654,2 Н? М;
Малюнок - Епюра згинальних моментів Mx
Розглянемо сили, що діють на вал в горизонтальній площині.
Малюнок - Сили, що діють на вал в горизонтальній площині
==
=616,57 Н;
==
=477,19 Н;
Перевірка:
;
, 76 - 3184,73 + 2090,97=3184,73 - 3184,73=0.
Побудова епюри My.
0? z? 1,8 (0)=0; (1,8)=F2x? 1,8=2866,25 Н? М;
, 8? z? 3,2 (3,2)=F2x? 3,2 -? 1,4=5095,55 - 668,07=4427,25 Н? М;
Якщо взяти 0 з правого кінця валу, отримаємо:
0? z? 1,8 (0)=0; (1,8)=F2x? 1,8=2866,25 Н? М;
, 8? z? 3,4
My (3,4)=F2x? 3,4 -? 1,6=5414,02 - 986,51=4427,5 Н? м;
Малюнок - Епюра згинальних моментів My
) Епюра сумарних згинальних моментів будується за значеннями Mx і My. Скористаємося формулою:
;
=0;
5731,95;
5740,21;
5731,95;
=0;
Будуємо епюру по отримано значення:
Малюнок - Епюра сумарних згинальних моментів Mu
) Зі знайдених епюр видно, що небезпечне перетин знаходиться в положенні ведучого шківа. У небезпечному перерізі діють наступні силові фактори:
5740,21, Мкр1=0,318 кН? м.
Розрахунковий момент дорівнює:
== 5748,8 Н? м.
8) Діаметр валу визначаємо з умови міцності при спільній дії вигину і крутіння:
,
де.
Так як дано тільки розрахункове напруження, у формулу, дану вище, замість підставимо. З цього випливає:
===0,094 м.
) Еквівалентна напруга знаходиться з формули, записаної вище.
== 70,54 МПа.
Можна взяти іншу формулу для розрахунку еквівалентного напруги:
,
де, а.
Тоді,=0,000163м3. =1,95 МПа,
== 70,11 МПа.
Проведемо дослідження - як буде змінюватися при збільшенні діаметру.
Візьмемо d=0,095 м.
Тоді,== 68,36 МПа;
=0,000168м3;
=1,896 МПа;
===70,10МПа.
Нехай d=0,098 м.
Тоді,== 62,22 МПа;
=0,000185м3;
=1,72 МПа;
===70,08МПа.
Нехай d=0,01 м.
Тоді,== 58,6 МПа;
=0,000196м3;
=1,62 МПа;
===70,07МПа.
Висновок
Таким чином, вивчивши досить багато теоретичного матеріалу по спільному дії згину та кручення, вирішивши завдання і провівши аналіз напруженого стану можна з упевненістю сказати, що при збільшенні діаметра вала зменшується вплив на вал всіх процесів, які на нього діють, залишаючись незмінними. Слід також зробити висновок, що при збільшенні сил, що діють на вал, еквівалентне напруження буде збільшуватися. В даному випадку вал працює не на межі своїх можливост...
