3. Подготовить исходные данные в пакетном режиме для счета на пэвм.
4. Ввести данные и выполнить статический расчет на ПЭВМ.
5. Подобрать поперечные сечения стержней, считая adm = 160 МПа для горизонтальных стержней и adm = 100 МПа для вертикальных стержней.
6. Поперечные сечения горизонтальны стержней принять в виде двутавра, а вертикальных в виде двух равнополочных уголков.
7. Проверить устойчивость сжатых стержней
(коэффициент запаса k = 1,7)
Дано:
a=2,6
F1=0
F2=8,0
q1=1,2
q2=0
Шарнир в сечении 2
Подбор поперечного сечения для вертикальных и горизонтальных элементов плоской рамы
1) Выписываем из таблицы усилий наибольший изгибающий момент, возникающий в поперечном сечении горизонтальных элементов.
Мmax = 38,6 кНм; Gmax = 160 МПа;
Подберем размеры поперечного сечения горизонтального элемента в виде двутавра.
По сортаменту
ГОСТ 8239-89 подбираем прокатный двутавр №24
где: А = 34,8 cm2;
Jx = 3460cm4;
Wx = 289 cm3;
Определим максимальное напряжение, возникающее в поперечном сечении двутавра.
2) Выписываем из таблицы усилий наибольшее сжимающие усилие возникающие в поперечном сечении вертикальных элементов, произведём расчёт стойки на устойчивость. Определим поперечное сечение стержня, найдем величину критической силы и коэффициент запаса на устойчивость.
N = 686 H;
L = 7,8м;
Gadm = 160MПа.
Определим геометрические характеристики сечения, выразим их через d.
Гибкость стержня
равна:
Выполним приближение. Примем коэффициент продольного изгиба φ1 = 0,5.
Проводим расчет
на устойчивость:
Находим размеры поперечного сечения:
Определим значения коэффициента продольного изгиба от гибкости.
Выполним второе приближение:
Выполним, третье приближение:
Выполним четвертое приближение:
В ходе выполненного
четвертого приближения коэффициент
продольного изгиба φ полученный в конце
совпал с принятым в начале, принимаем
размеры поперечного сечения стойки.
Определим критическую силу и наибольшее напряжение:
Определим критическую силу:
Находим коэффициент
запаса на устойчивость:
Принимаем для
горизонтальных стержней плоской рамы
прокатный
двутавр №24, а
для вертикальных стержней размеры
поперечного сечения стойки
|
Перемещения |
||||
|
Узел |
Загружение |
Значения |
||
|
|
|
X |
Z |
Uy |
|
2 |
1 |
63,487 |
9,422 |
60,045 |
|
3 |
1 |
214,404 |
18,844 |
89,671 |
|
4 |
1 |
393,43 |
28,266 |
88,876 |
|
5 |
1 |
541,248 |
37,689 |
57,661 |
|
6 |
1 |
541,248 |
-18,923 |
30,795 |
|
7 |
1 |
541,248 |
-45,916 |
12,094 |
|
8 |
1 |
541,248 |
-53,905 |
1,559 |
|
9 |
1 |
541,248 |
-53,507 |
-0,811 |
|
10 |
1 |
541,248 |
-53,302 |
-0,48 |
|
11 |
1 |
541,248 |
-53,177 |
-0,311 |
|
12 |
1 |
541,248 |
-53,089 |
-0,248 |
|
13 |
1 |
541,248 |
-53,01 |
-0,239 |
|
14 |
1 |
542,829 |
-40,13 |
-0,811 |
|
15 |
1 |
544,409 |
-26,753 |
-0,811 |
|
16 |
1 |
545,99 |
-13,377 |
-0,811 |
|
17 |
1 |
547,571 |
0 |
-0,811 |
|
Минимакс перемещений |
|||||||
|
Фактор |
Максимальные значения |
Минимальные значения |
|||||
|
|
Значение |
Узел |
Загружение |
Значение |
Узел |
Загружение |
|
|
X |
547,571 |
17 |
1 |
63,487 |
2 |
1 |
|
|
Z |
37,689 |
5 |
1 |
-53,905 |
8 |
1 |
|
|
Uy |
89,671 |
3 |
1 |
-0,811 |
9 |
1 |
|
|
Усилия и напряжения |
||||||||||||||
|
Элемент |
Сечение |
Загружение |
Значения |
|||||||||||
|
|
|
|
N |
M |
Q |
|||||||||
|
1 |
1 |
1 |
4,832 |
38,592 |
-8 |
|||||||||
|
1 |
2 |
1 |
4,832 |
34,692 |
-8 |
|||||||||
|
1 |
3 |
1 |
4,832 |
30,792 |
-8 |
|||||||||
|
1 |
4 |
1 |
4,832 |
26,892 |
-8 |
|||||||||
|
1 |
5 |
1 |
4,832 |
22,992 |
-8 |
|||||||||
|
2 |
1 |
1 |
4,832 |
22,992 |
-8 |
|||||||||
|
2 |
2 |
1 |
4,832 |
7,392 |
-8 |
|||||||||
|
3 |
1 |
1 |
4,832 |
7,392 |
-8 |
|||||||||
|
3 |
2 |
1 |
4,832 |
-8,208 |
-8 |
|||||||||
|
4 |
1 |
1 |
4,832 |
-8,208 |
-8 |
|||||||||
|
4 |
2 |
1 |
4,832 |
-23,808 |
-8 |
|||||||||
|
5 |
1 |
1 |
-8,527e-013 |
23,808 |
-4,832 |
|||||||||
|
5 |
2 |
1 |
-8,527e-013 |
22,237 |
-4,832 |
|||||||||
|
5 |
3 |
1 |
-8,527e-013 |
20,667 |
-4,832 |
|||||||||
|
5 |
4 |
1 |
-8,527e-013 |
19,096 |
-4,832 |
|||||||||
|
5 |
5 |
1 |
-8,527e-013 |
17,526 |
-4,832 |
|||||||||
|
6 |
1 |
1 |
-8,527e-013 |
17,526 |
-4,832 |
|||||||||
|
6 |
2 |
1 |
-8,527e-013 |
11,245 |
-4,832 |
|||||||||
|
7 |
1 |
1 |
-8,527e-013 |
11,245 |
-4,832 |
|||||||||
|
7 |
2 |
1 |
-8,527e-013 |
4,963 |
-4,832 |
|||||||||
|
8 |
1 |
1 |
-6,821e-013 |
4,963 |
-4,832 |
|||||||||
|
8 |
2 |
1 |
-6,821e-013 |
-1,318 |
-4,832 |
|||||||||
|
9 |
1 |
1 |
-6,821e-013 |
-1,318 |
2,028 |
|||||||||
|
9 |
2 |
1 |
-6,821e-013 |
-1,159 |
1,901 |
|||||||||
|
9 |
3 |
1 |
-6,821e-013 |
-1,009 |
1,774 |
|||||||||
|
9 |
4 |
1 |
-6,821e-013 |
-0,87 |
1,648 |
|||||||||
|
9 |
5 |
1 |
-6,821e-013 |
-0,741 |
1,521 |
|||||||||
|
10 |
1 |
1 |
0 |
-0,741 |
1,521 |
|||||||||
|
10 |
2 |
1 |
0 |
-0,623 |
1,394 |
|||||||||
|
10 |
3 |
1 |
0 |
-0,515 |
1,267 |
|||||||||
|
10 |
4 |
1 |
0 |
-0,417 |
1,141 |
|||||||||
|
10 |
5 |
1 |
0 |
-0,33 |
1,014 |
|||||||||
|
11 |
1 |
1 |
4,547e-013 |
-0,33 |
1,014 |
|||||||||
|
11 |
2 |
1 |
4,547e-013 |
-0,252 |
0,887 |
|||||||||
|
11 |
3 |
1 |
4,547e-013 |
-0,185 |
0,76 |
|||||||||
|
11 |
4 |
1 |
4,547e-013 |
-0,129 |
0,634 |
|||||||||
|
11 |
5 |
1 |
4,547e-013 |
-0,082 |
0,507 |
|||||||||
|
12 |
1 |
1 |
0 |
-0,082 |
0,507 |
|||||||||
|
12 |
2 |
1 |
0 |
-0,046 |
0,38 |
|||||||||
|
12 |
3 |
1 |
0 |
-0,021 |
0,253 |
|||||||||
|
12 |
4 |
1 |
0 |
-0,005 |
0,127 |
|||||||||
|
13 |
1 |
1 |
-6,86 |
4,575e-013 |
2,32e-013 |
|||||||||
|
13 |
2 |
1 |
-6,86 |
5,123e-013 |
2,32e-013 |
|||||||||
|
13 |
3 |
1 |
-6,86 |
5,67e-013 |
2,32e-013 |
|||||||||
|
13 |
4 |
1 |
-6,86 |
6,218e-013 |
2,32e-013 |
|||||||||
|
13 |
5 |
1 |
-6,86 |
6,766e-013 |
2,32e-013 |
|||||||||
|
14 |
1 |
1 |
-6,86 |
6,324e-013 |
7,638e-014 |
|||||||||
|
14 |
2 |
1 |
-6,86 |
6,679e-013 |
7,638e-014 |
|||||||||
|
15 |
1 |
1 |
-6,86 |
3,922e-013 |
1,312e-013 |
|||||||||
|
15 |
2 |
1 |
-6,86 |
4,661e-013 |
1,312e-013 |
|||||||||
|
16 |
1 |
1 |
-6,86 |
1,428e-013 |
-5,351e-014 |
|||||||||
|
16 |
2 |
1 |
-6,86 |
1,692e-013 |
-5,351e-014 |
|||||||||
|
Минимакс усилий и напряжений |
||||||||||||||
|
Фактор |
Максимальные значения |
Минимальные значения |
||||||||||||
|
|
Значение |
Элемент |
Сечение |
Загружение |
Значение |
Элемент |
Сечение |
Загружение |
||||||
|
N |
4,832 |
1 |
1 |
1 |
-6,86 |
13 |
1 |
1 |
||||||
|
M |
38,592 |
1 |
1 |
1 |
-23,808 |
4 |
2 |
1 |
||||||
|
Q |
2,028 |
9 |
1 |
1 |
-8 |
2 |
1 |
1 |
||||||
ЗАДАЧА 4
Тема «РАСЧЁТ ВАЛА ПРИ ИЗГИБЕ С КРУЧЕНИЕМ»
Шестерня диаметром Д, с углом наклона
силы
к горизонту
,
делает, делает
об/мин и передает мощность N
квт. Две других шестерни имеют диаметр
,
угол наклона сил
к горизонту
и передают мощность
.
Для расчёта вала требуется:
1. Определить силы, Изгибающие вал в горизонтальной и вертикальной плоскости.