Индивидуальное задание.

Решить задачу аналогичную рассмотренной выше. Расчеты провести для болта М36. Параметры резьбы приведены в таблице 1 строка 4.

Отчет по практическому занятию.

Студент должен приобрести прочные знания по устройству и конструированию разъемных соединений, а также устойчивые навыки расчета резьбовых соединений деталей машин.

Занятие №2

(Модуль "Механические передачи")

Тема: «Проектный и проверочный расчеты валов»

Цель занятия: Закрепление лекционного материала по расчетам валов и выработка навыков проведения проектного и проверочного расчетов вала.

Продолжительность занятия: 2 часа

Вопросы для подготовки к занятию:

1. Почему расчет вала разделяют на два этапа: проектный и проверочный?

2. Каковы задачи проектного расчета валов?

3. Как составляют расчетную схему вала при проверочном расчете?

4. Почему вал рассчитывают на усталость даже при постоянной нагрузке?

5. Какие факторы влияют при определении запаса сопротивления усталости вала, и по каким напряжениям его рассчитывают?

6. Каковы задачи проверочного расчета вала на статическую прочность и жесткость вала?

Задача 1. Для заданной схемы нагружения вала (рис.2):

• построить эпюры крутящих моментов;

• найти опасное сечение;

• выполнить проектный расчет вала;

• построить эпюры крутящих моментов и углов закручивания вала

Заданы: M = 50 , МПа, м.

Методические указания к решению задания:

• разбиваем вал на участки;

• применяем метод сечений на каждом из участков вала для определения крутящих моментов;

• определяем опасное сечение вала;

• выполняем проектный расчет вала;

• строим эпюры крутящих моментов и углов закручивания вала.

Данный алгоритм реализуем при решение задачи:

1. Разбиваем вал на участки, учитывая изменение нагрузки на каждом из них: первый -АВ, второй - ВС и третий CD.

2. При кручении в поперечном сечении вала возникает внутренний силовой фактор - крутящий момент, который необходимо найти. Для этого применяется метод сечений. Рассмотрим первый участок АВ. Проводим сечение 1-1 и из условия равновесия отсеченной части определяем крутящий момент в этом сечение. Правило знаков крутящих моментов следующее: если при взгляде со стороны сечения направление крутящего момента против хода

"M_K"

Рис. 2

часовой стрелки, то он считается положительным; в противном случае знак момента отрицательный. Таким образом, на первом участке, в сечении 1-1, имеем крутящий момент:

Проводим на втором участке - ВС сечение 2-2 и определяем крутящий момент в данном сечение:

Аналогично определяем крутящий момент на третьем участке - СД в сечение 3-3:

3. Определяем опасное сечение вала. Вал является гладким, т.е. имеет постоянное поперечное сечение, поэтому опасным является сечение участка с наибольшим крутящим моментом, значит это все сечения участка 2, где

4. Выполняем проектный расчет вала. Находим диаметр вала из условия прочности при кручении:

,

отсюда полярный момент сопротивления

.

Известно, что для вала, т.е. бруса круглого сечения, работающего на кручение, полярный момент сопротивления зависит от диаметра вала d по выражению:

Отсюда находим формулу для диаметра вала и рассчитываем его величину:

мм.

Принимаем диаметр вала равным 190 мм.