Расчет статически определимого вала на прочность
И жесткость при кручении
Вариант А
Задаются:
Схема нагружения вала (рис. 1), величины внешних моментов, размеры вала (таблица 1). При расчетах принять: [t] = 80МПа; m=200н×м/м; l = 0,5м; М = ml; G = 0,8×105МПа; D1/d1= 1,5; D2/d2 = D3/d3 = D4/d4= ∞; D5/d5 = 2; [Q] = 0,25град/м; 1МПа=106Па=1Н/мм2=106Н/м2.
Требуется:
1) построить эпюры крутящих моментов МК, касательных напря-жений tmaxи углов закручивания j;
2) из условия прочности и условия жесткости определить размеры поперечных сечений вала;
3) выполнить эскиз вала в соответствии с заданными соотношениями;
4) реализовать машинный вариант выполнения РПР.
М2 М3 М4
М1 m3 m4
m1 m2 m5 М5
 |
 | |||||||||||||
 | |||||||||||||
 | |||||||||||||
 | |||||||||||||
 |  | ||||||||||||
 | |||||||||||||
l1 l2 l3 l4 l5
Рис. 1. Обобщенная расчетная схема вала к варианту А.
Таблица 1
| № Вар | l1;.l2; l3; l4; l5 в долях l | D1; D2; D3; D4; D5 в долях d | m1; m2; m3; m4; m5 в долях m | M1; M2; M3; M4; M5 в долях M |
| 1; 7; 6; 2; 8 2; 8; 5; 3; 9 3; 9; 4; 4; 9 4; 9; 3; 5; 8 5; 8; 2; 6; 7 6; 7; 1; 7; 6 7; 6; 1; 8; 5 8; 5; 2; 9; 4 9; 4; 3; 9; 3 9; 3; 4; 8; 2 8; 2; 5; 7; 1 7; 1; 6; 6; 1 6; 1; 7; 5; 2 5; 2; 8; 4; 3 4; 3; 9; 3; 4 3; 4; 9; 2; 5 2; 5; 8; 1; 6 1; 6; 7; 1; 7 1; 7; 6; 2; 8 2; 8; 5; 3; 9 3; 9; 4; 4; 9 4; 9; 3; 5; 8 5; 8; 2; 6; 7 6; 7; 1; 7; 6 1; 8; 3; 6; 5 2; 7; 4; 5; 6 3; 6; 5; 4; 7 4; 5; 6; 3; 8 5; 4; 7; 2; 9 6; 3; 8; 1; 9 7; 2; 9; 2; 8 8; 1; 9; 3; 7 9; 1; 8; 4; 6 9; 2; 7; 5; 5 8; 3; 6; 6; 6 7; 4; 5; 7; 7 6; 5; 4; 8; 8 5; 6; 3; 9; 8 4; 7; 2; 9; 9 3; 8; 1; 8; 9 2; 9; 1; 7; 8 1; 9; 2; 6; 7 2; 8; 3; 5; 6 3; 7; 4; 4; 5 4; 6; 5; 3; 4 5; 5; 6; 2; 3 6; 4; 7; 1; 8 7; 3; 8; 1; 8 8; 2; 9; 2; 7 9; 1; 8; 3; 7 9; 2; 7; 4; 6 1; 8; 3; 6; 5 2; 7; 4; 5; 6 3; 6; 5; 4; 7 4; 5; 6; 3; 8 5; 4; 7; 2; 9 6; 3; 8; 1; 9 7; 2; 9; 1; 8 8; 1; 9; 2; 7 9; 1; 8; 3; 6 9; 2; 7; 4; 5 8; 3; 6; 5; 4 7; 4; 5; 6; 3 6; 5; 4; 7; 2 5; 6; 3; 8; 1 4; 7; 2; 9; 1 3; 8; 1; 9; 2 2; 9; 1; 8; 3 1; 9; 2; 7; 4 1; 8; 3; 6; 5 2; 7; 4; 5; 6 3; 6; 5; 4; 7 4; 5; 6; 3; 8 5; 4; 7; 2; 9 6; 3; 8; 1; 9 7; 2; 9; 1; 8 8; 1; 9; 2; 7 9; 1; 8; 3; 6 9; 2; 7; 4; 5 1; 8; 2; 5; 9 2; 7; 3; 4; 8 3; 6; 4; 3; 7 4; 5; 5; 2; 6 5; 4; 6; 1; 5 6; 3; 7; 2; 4 7; 2; 8; 3; 3 8; 1; 9; 4; 2 9; 2; 9; 5; 1 9; 3; 8; 6; 1 8; 4; 7; 7; 2 7; 5; 6; 8; 3 6; 6; 5; 9; 4 5; 7; 4; 8; 5 4; 8; 3; 7; 6 3; 9; 2; 6; 7 2; 9; 1; 5; 8 1; 8; 2; 4; 9 1; 8; 3; 3; 8 2; 7; 4; 2; 7 6; 6; 5; 9; 4 | 2; 6; 9; 4; 5 2; 7; 8; 3; 6 2; 7; 8; 3; 6 2; 7; 8; 3; 6 2; 7; 8; 3; 6 3; 6; 7; 2; 6 3; 6; 7; 2; 7 3; 6; 7; 2; 7 3; 6; 7; 2; 7 3; 6; 7; 2; 7 4; 7; 6; 3; 8 4; 7; 6; 3; 8 4; 7; 6; 3; 8 4; 7; 6; 3; 8 4; 7; 6; 3; 8 5; 8; 5; 4; 9 5; 8; 5; 4; 9 5; 8; 5; 4; 9 5; 8; 5; 4; 9 5; 8; 5; 4; 9 6; 9; 4; 5; 8 6; 9; 4; 5; 8 6; 9; 4; 5; 8 6; 9; 4; 5; 8 2; 7; 6; 4; 7 2; 7; 5; 4; 7 2; 7; 5; 4; 7 2; 8; 5; 4; 7 2; 8; 5; 4; 7 3; 8; 5; 5; 6 3; 8; 4; 5; 6 3; 8; 4; 5; 6 3; 9; 4; 5; 6 3; 9; 4; 5; 6 4; 9; 4; 6; 5 4; 9; 3; 6; 5 4; 9; 3; 6; 5 4; 8; 3; 6; 5 4; 8; 3; 6; 5 5; 8; 3; 6; 5 5; 8; 2; 7; 4 5; 8; 2; 7; 4 5; 7; 2; 7; 4 5; 7; 2; 7; 4 6; 7; 2; 7; 4 6; 7; 3; 8; 3 6; 7; 3; 8; 3 6; 6; 3; 8; 3 6; 6; 3; 8; 3 7; 6; 3; 8; 3 7; 6; 3; 8; 3 2; 4; 7; 8; 5 2; 4; 7; 8; 5 2; 5; 7; 8; 5 2; 5; 7; 8; 5 2; 5; 8; 8; 5 2; 5; 8; 8; 5 2; 5; 8; 8; 5 2; 5; 8; 8; 5 2; 5; 8; 7; 5 2; 5; 8; 7; 5 3; 5; 8; 7; 4 3; 5; 8; 7; 4 3; 6; 8; 7; 4 3; 6; 8; 7; 4 3; 6; 8; 7; 4 3; 6; 8; 6; 4 3; 6; 9; 7; 4 3; 6; 9; 7; 4 3; 6; 9; 6; 4 3; 6; 9; 6; 4 4; 6; 9; 6; 4 4; 6; 9; 6; 4 4; 7; 9; 6; 3 4; 7; 9; 6; 3 4; 7; 9; 6; 3 4; 7; 9; 6; 3 4; 7; 8; 6; 3 4; 7; 8; 6; 3 9; 6; 3; 5; 4 9; 6; 3; 5; 4 9; 6; 3; 5; 4 9; 6; 3; 5; 4 9; 6; 3; 5; 4 9; 6; 3; 5; 4 9; 6; 3; 5; 4 9; 6; 2; 7; 5 9; 6; 2; 7; 5 9; 6; 2; 7; 5 8; 5; 2; 7; 5 8; 5; 2; 7; 5 8; 5; 2; 7; 5 8; 5; 3; 8; 2 8; 5; 3; 8; 2 8; 5; 3; 8; 2 8; 5; 3; 8; 2 8; 5; 3; 8; 2 8; 5; 3; 8; 2 8; 5; 3; 8; 2 8; 5; 2; 7; 5 | 1; -3; 0; 4; 0 1; -3; 0; 4; 0 1; -3; 0; 4; 0 1; -3; 0; 4; 0 1; -3; 0; 4; 0 1; -3; 0; 4; 0 1; -3; 0; 4; 0 1; -3; 0; 4; 0 1; -3; 0; 4; 0 1; -3; 0; 4; 0 2; 4; -1; 0; 0 2; 4; -1; 0; 0 2; 4; -1; 0; 0 2; 4; -1; 0; 0 2; 4; -1; 0; 0 2; 4; -1; 0; 0 2; 4; -1; 0; 0 2; 4; -1; 0; 0 2; 4; -1; 0; 0 2; 4; -1; 0; 0 3; -2; 1; 0; 0 3; -2; 1; 0; 0 3; -2; 1; 0; 0 3; -2; 1; 0; 0 1; -3; 6; 0; 0 1; -3; 6; 0; 0 1; -3; 6; 0; 0 1; -3; 6; 0; 0 1; -4; 0; 5; 0 1; -4; 0; 5; 0 1; -4; 0; 5; 0 1; -4; 0; 5; 0 1; 4; 0; -5; 0 1; 4; 0; -6; 0 1; 4; 0; -6; 0 2; 4; 0; -6; 0 2; 4; 0; -6; 0 2; 4; 0; -6; 0 2; 5; 0; -6; 0 2; 5; -7; 0; 0 2; 5; -7; 0; 0 2; 5; -7; 0; 0 2; 5; -7; 0; 0 2; 5; -7; 0; 0 2; 5; -7; 0; 0 3; -5; 7; 0; 0 3; -5; 7; 0; 0 3; -5; 0; 4; 0 3; -5; 0; 4; 0 3; -6; 0; 4; 0 3; -6; 0; 4; 0 0; 3; 1; -4; 0 0; 3; 1; -4; 0 0; 3; 1; -4; 0 0; 3; 1; -4; 0 0; 3; 1; -4; 0 0; 3; 1; -4; 0 0; 3; 1; -4; 0 0; 3; 2; -4; 0 0; 3; 2; -4; 0 0; 3; 2; -4; 0 1; -4; 2; 0; 0 1; -4; 2; 0; 0 1; -4; 2; 0; 0 1; -4; 2; 0; 0 1; -4; 2; 0; 0 1; -4; 2; 0; 0 1; -4; 2; 0; 0 1; -4; 2; 0; 0 1; -4; 3; 0; 0 1; -4; 3; 0; 0 2; 0; 3; -1; 0 2; 0; 3; -1; 0 2; 0; 3; -1; 0 2; 0; 3; -1; 0 2; 0; 3; -1; 0 2; 0; 3; -1; 0 2; 0; 3; -1; 0 2; 0; 3; -1; 0 3; 0; -1; 1; 0 3; 0; -1; 2; 0 3; 0; -1; 3; 0 3; 0; -1; 4; 0 3; 0; -1; 4; 0 3; 0; -1; 3; 0 3; 0; -2; 2; 0 3; 0; -3; 1; 0 2; -4; 2; 0; 0 2; -4; 3; 0; 0 2; -4; 4; 0; 0 2; -4; 0; 1; 0 2; -4; 0; 2; 0 2; -4; 0; 3; 0 2; -4; 0; 4; 0 -2; 0; 4; 3; 0 -2; 0; 3; 4; 0 -2; 0; 2; 3; 0 -2; 0; 1; 0; 0 -2; 0; 1; 2; 0 2; -4; 0; 1; 0 | 1; -6; 9; 4; 2 2; 7; -8; 3; 3 3; 8; 7; -2; 4 4; 9; 6; 1; -5 5; 0; 5; -1; 6 6; 9; -4; 2; 7 7; -8; 3; 3; 8 -8; 7; 2; 4; 9 9; -6; 1; 5; 0 0; 5; -1; 6; 9 9; 4; 2; -7; 8 8; 3; 3; 8; -7 7; 2; 4; -9; 6 6; 1; -5; 0; 5 5; -1; 6; 9; 4 -4; 2; 7; 8; 3 3; -3; -8; 7; 2 2; 4; 9; -6; 1 1; 5; 0; 5; -2 1; 6; 9; -4; 3 2; 7; -8; 3; 4 3; -8; 7; 2; 5 -4; 9; 6; 1; 6 -5; 0; 5; 1; 7 -1; 9; 2; 6; 5 2; -8; 3; 5; 6 3; 7; -4; 4; 7 4; 6; 5; -3; 8 5; 5; 6; 2; -9 6; 4; 7; -1; 9 7; 3; -8; 2; 8 8; -2; 9; 3; 7 -9; 1; 8; 4; 6 9; -1; 7; 5; 5 8; 2; -6; 6; 4 7; 3; 5; -7; 3 6; 4; 4; 8; -2 5; 5; 3; -9; 1 4; 6; -2; 9; 2 3; -7; 1; 8; 3 -2; 8; 2; 7; 4 1; -9; 3; 6; 5 1; 9; -4; 5; 6 2; 8; 5; -4; 7 3; 7; 6; 3; -8 4; 6; 7; -2; 9 5; 5; -8; 1; 8 6; -4; 9; 1; 7 -7; 5; 9; 2; 6 8; -2; 8; 3; 5 9; 1; -7; 4; 4 1; -4; 7; 9; 3 1; -4; 7; 9; 3 1; -4; 7; 9; 3 1; -4; 7; 9; 3 1; -4; 7; 8; 3 1; -4; 7; 8; -2 1; -4; 7; 8; -2 1; -4; 7; 8; -2 2; 5; -8; 6; -2 2; 5; -8; 6; -2 2; 5; -8; 6; 4 2; 5; -8; 6; 4 2; 5; -8; 6; 4 2; 5; -8; 6; 4 2; 5; -8; 6; 4 2; 5; -8; 6; -2 3; -6; 9; 5; -2 3; -6; 9; 5; -2 3; -6; 9; 5; -2 3; -6; 9; 5; -6 3; -6; 9; 5; -6 3; -6; 9; 5; -6 3; -6; 9; 4; -6 3; -6; 9; 4; 8 4; 7; -9; 4; 8 4; 7; -9; 4; -8 4; 7; -9; 4; -8 4; 7; -9; 4; -8 1; -8; 2; 3; -8 2; -7; 3; 4; -6 3; -6; 4; 5; -4 4; -5; 5; 6; -3 5; -4; 6; 7; -8 6; -3; 7; 6; 5 7; -2; 8; 3; 6 8; -1; 9; 2; 7 9; -1; 8; 4; -3 9; -2; 7; 5; -4 8; -3; 6; 4; -5 7; -4; 5; 3; -6 6; -5; 4; 6; -7 5; -6; 3; 7; -8 4; -7; 2; 8; -9 3; -8; 1; 9; -6 2; -9; 1; 8; 4 1; -9; 2; 7; 5 -1; 9; 3; 6; 6 -2; 8; 4; 6; 7 8; -3; 6; 4; -5 |
Вариант Б
Для ступенчатого бруса в соответствии с заданным вариантом требуется:
1. построить эпюру крутящих моментов 
;
2. из расчета на прочность, приняв 
, определить размеры поперечных сечений бруса;
3. построить эпюру касательных напряжений 
;
4. произвести проверку условия жесткости на отдельных участках бруса (при невыполнении условия жесткости подобрать соответствующие размеры из последнего);
5. выполнить эскиз бруса в соответствии с полученными из расчета размерами.
Последняя цифра варианта соответствует номеру схемы (рис. 2…4).
Данные варианта приведены в таблице 2.
В расчетах принять 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
.
Таблица 2. Данные к варианту Б
| Первая цифра вар-та | М1 | l1 | Вторая цифра вар-та | М2 | l2 | Третья цифра вар-та | М3 | l3 | Четвер-я цифра вар-та | М4 | l4 | k |
| 0 2М l 1 2М 2l 2 4М l 3 4М 2l 4 3М l 5 3М 2l 6 2М l 7 М 2l 8 2М 2l 9 М 4l | 0 М l 1 2М 3l 2 М l 3 2М l 4 3М 2l 5 3М 2l 6 4М 2l 7 4М 3l 8 2М 4l 9 М 2l | 0 4М l 1 М 2l 2 4М l 3 2М 2l 4 3М l 5 3М 2l 6 2М l 7 2М 2l 8 М 2l 9 2М 4l | 0 М l 0,8 1 3М l 0,7 2 1,5М 3l 0,6 3 2,5М 2l 0,7 4 0,5М l 0,8 5 4М l 0,6 6 3М 2l 0,7 7 2 М l 0,8 8 М l 0,6 9 2М 2l 0,7 |
 |  | ||||
 | |||||
 |  |
Рис. 2
 |  |
 |  |
Рис. 3
 |  |
| |  | ||||
 | |||||
Рис.4
Дата добавления: 2015-03-26; просмотров: 1173;