Задача 2.3. Расчет на прочность и жесткость вала круглого поперечного сечения

Стальной вал круглого поперечного сечения нагружен системой крутящих моментов (схему вала и значения нагрузок взять из КР №1, задача 1.2). Подобрать из условия прочности допускаемый диаметр вала [ d ]. Проверить выполнение условия жесткости. Спроектировать брус равного сопротивления и провести обоснование его экономичности. Исходные данные – в табл. 2.2.

 

План решения

1. Используя эпюру крутящего момента М_z (задача 1.2), подобрать из условия прочности допускаемый диаметр вала [ d ].

 

2. Построить эпюру абсолютных углов закручивания φ и проверить выполнение условия жесткости по абсолютным углам закручивания ([ φ ] = 1°, G = МПа).

 

3. Спроектировать вал равного сопротивления и вычертить его в масштабе.

 

4. Сравнить по экономичности спроектированный Вами равнопрочный вал и вал заданной формы.

 

Таблица 2.3. Исходные данные вариантов

1. Варианты схем	2. Варианты материалов	3. Варианты коэффициентов запаса
№ вар.	№ вар.	Материал	, МПа	№ вар.
		Сталь 40			1, 8
		Сталь 50Г			2, 0
		Сталь 5			1, 5
		Сталь 30ХМ			1, 9
		Сталь 45Х			2, 0
		Сталь 3			1, 3
		Сталь 12ХН3А			1, 7
		Сталь 40Х			1, 4
		Сталь 45			2, 0
		Сталь 20Х			1, 6

 

Содержание

Тема 1. Построение эпюр внутренних силовых факторов................. 3

Тема 1.1. Построение эпюры продольной силы N................... 3

Тема 1.2. Построение эпюры внутреннего крутящего момента M_z.... 6

Тема 1.3. Построение эпюры внутренней поперечной силы

и изгибающего момента при прямом изгибе балок................. 11

Тема 2. Расчет на прочность и жесткость при растяжении-сжатии..... 20

Тема 3. Геометрические характеристики плоских сечений................ 26

Тема 4. Расчет на прочность балок при прямом изгибе................... 33

Тема 5. Расчет на жесткость балок при прямом изгибе.................. 40

Тема 6. Расчет на прочность и жесткость при кручении вала круглого

поперчного сечения................................................. 47

Приложения....................................................... 54

Приложение 1. Определение реакций опор статически определимых

балок........................................................ 55

Приложение 2. Тестовый материал.............................. 65

Приложение 3. Ответы к тестам............................... 98

Приложение 4. Задания для выполнения контрольных работ......... 99

Учебное издание

 

Т.Ф. Гаврилова, Е.П. Гордиенко, А.А. Разуваев