Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов. Определение эквивалентного момента.
Под действием внешних сил, реакций в опорах и моментах в сечениях вала возникают внутренние крутящие и изгибающие моменты. Таким образом, вал испытывает сложную деформацию – изгиб с кручением. Как известно из курса «Сопротивление материалов» расчет вала на прочность можно выполнять на основании принципа независимости действия сил. В этом случае необходимо определить напряжения от каждой силы или момента, после чего рассчитать эквивалентный момент, согласно третьей теории прочности [6, с.275-276].
;
Му – изгибающий момент в горизонтальной плоскости;
МZ - изгибающий момент в вертикальной плоскости;
Т – крутящий момент.
Далее можно вычислить эквивалентное напряжение для круглых валов
Ϭэкв= Мэкв / W ≤ [Ϭ],
где W – осевой момент сопротивления.
[Ϭ] – допускаемое напряжение на изгиб.
При этом расчет ведут как для изгиба (без кручения), но не по изгибающему, а по эквивалентному моменту.
Для определения эквивалентного момента строим эпюры внутренних крутящих моментов, а также эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскости (рис.13).
На входном участке вала от полумуфты до полюса зацепления действует постоянный вращающий момент Т1. При зацеплении шестерни с зубчатым колесом крутящий момент передается на колесо, и далее посредством шпоночного соединения – на тихоходный вал. Поэтому внутренний крутящий момент на участке от полюса зацепления до опоры В равен нулю.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости:
- на участке от опоры А до точки зацепления (слева от сечения) эпюра изгибающего момента строится по уравнению:
МИГ = RAх ∙ z ; где 0 ≤ z ≤ l1
При z = 0 МИГ = 0; при z = l1 МИГ = Ft ∙ l1 / 2.
-на участке от опоры В до точки зацепления (справа от сечения):
МИГ = RВх∙ z ; где 0 ≤ z ≤ l1
При z = 0 МИГ = 0; при z = l1 МИГ = Ft ∙ l1 / 2.
Изгибающий момент в вертикальной плоскости:
- на участке от опоры А до точки зацепления (слева от сечения)
МИВ = RAу ∙ z ; где 0 ≤ z ≤ l1
При z = 0 МИВ = 0; при z = l1 МИВ = Fr ∙ l1 / 2 + Fа∙ d1 / 4 .
- на участке от опоры В до точки зацепления (справа от сечения):
МИВ = RВу∙ z ; где 0 ≤ z ≤ l1
При z = 0 МИВ =0; при z = l1 МИВ = Fr ∙ l1 / 2 - Fа∙ d1 / 4 .
Рис.13. Построение эпюр крутящего и изгибающих моментов
Дата добавления: 2021-06-28; просмотров: 679;