Короткі теоретичні відомості. Розрахунок стержня проводимо в такій послідовності:

Розрахунок стержня проводимо в такій послідовності:

Рис.1.

(ділянка 3)

N3

L

L1

L2

P2

P3

P1

N1

N2

(ділянка 1)

(ділянка 2)

N

DL1

DL2

DL3

DL

 

1. Розбиваємо стержень на три ділянки (рис.1.) починаючи з вільного кінця, приймаємо границями ділянок прерізи, в яких прикладено зовнішні сили P_i. Визначаємо повздовжні сили N_i на ділянках стержня шляхом додавання зовнішніх сил P_i які діють на кожній ділянці:

 

(ділянка 1): ;

 

(ділянка 2): ;

 

(ділянка 3): .

 

За даними розрахунків поздовжніх сил будуємо епюру поздовжніх сил (рис.1.).

2. Визначаємо допустимі напруження. Для цього, приймаємо коефіцієнт безпеки [n]=1,0…3. Тоді допустимі напруження будуть визначатись як:

 

при стиску ; при розтягу . (1)

 

3. Виходячи з умови міцності при розтягненні (стисканні), визначаємо площі поперечних перерізів А та діаметри D і d стержня на ділянках:

 

, звідки ; (2)

 

, звідки . (3)

 

Площа поперечного перерізу кільця визначається як:

 

; (4)

 

Підставивши у формулу (4) площу А_і та діаметр D визначаємо d.

За даними розрахунків діаметра стержня, креслимо його ескіз (рис.1.).

4. Визначаємо абсолютну деформацію Dl окремих ділянок стержня:

 

; (5)

 

де: L_i – довжина відповідної ділянки стержня, (м).

За даними розрахунків абсолютної деформації стержня, будуємо його епюру деформацій (рис.1.).

5. Згідно епюри деформацій визначаємо повне подовження (скорочення) стержня:

 

. (6)

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

 

Тема: Розрахунок на міцність, та визначення деформацій вала при скручуванні.

Мета: Навчитись методиці розрахунку геометричних параметрів валів за умов дії крутних моментів.

 

Порядок виконання роботи

1. Згідно свого варіанту, для вала (табл.1.), (табл.2.), (табл.3.), на якому знаходяться зубчасті колеса, що сприймають та передають крутні моменти, знайти:

- величину невідомого крутного моменту Т₀ який передає одне із зубчастих коліс;

- величини крутних моментів на кожній ділянці вала та побудувати епюру крутних моментів Т;

- діаметр D вала на кожній ділянці, враховуючи умову міцності та жорсткості;

- абсолютний кут закручування j, кожної ділянки вала та побудувати епюру абсолютного кута закручування j кожної ділянки.

Якщо: матеріал стержня "сталь 30"; межа міцності s_в=400МПа; модуль пружності другого роду G=8,1×10⁴МПа; допустимий відносний кут закручування валу [q]=0,0035рад/м; довжина прольоту вала а=1м.

2. Відповідно до проведених розрахунків оформити згідно вимог звіт по роботі, в якому подати порядок розрахунків та розрахункові схеми.

 

Таблиця 1

Варіанти завдань

 

Номер залікової книжки	Варіант рисунка	Варіант завдання	Номер залікової книжки	Варіант рисунка	Варіант завдання
Продовження табл.1.

 

Таблиця 2

Значення величин (Т₁, Т₂, Т₃, Т₄) та варіанти завдання

(значення моментів в (кН))

 

Величини

Варіант завдання

Т1

Т2

Т3

Т4

Величини

Варіант завдання

Т1

Т2

Т3

Т4

Величини

Варіант завдання

Т1

Т2

Т3

Т4

 

Таблиця 3

Варіант рисунка

 

3a 0,5a a a T4 T0 T3 T2 T1 Варіант №1

3a a a 1,5a T4 T0 T3 T2 T1 Варіант №2

3a a 1a a T4 T0 T3 T2 T1 Варіант №3

3a a 0,1a a T4 T0 T3 T2 T1 Варіант №4

3a a a a T4 T0 T3 T2 T1 Варіант №5

a 2a 0,1a 2a T4 T0 T3 T1 T2 Варіант №6

1a 0,5a 0,5a 2a T2 T0 T4 T1 T3 Варіант №7

Продовження табл.3.

1,2a 0,5a 2,5a 2a T2 T0 T1 T4 T3 Варіант №8

1,2a 0,9a 1,5a a T1 T0 T2 T3 T4 Варіант №9

1a 0,8a a 2a T4 T0 T3 T2 T1 Варіант №10

1,4a 1,2a 2a 0,2a T1 T2 T0 T3 T4 Варіант №11

1a 0,7a a 0,2a T1 T4 T0 T3 T2 Варіант №12

0,4a a a 0,2a T1 T3 T0 T4 T2 Варіант №13

0,1a a 0,2a 0,2a T1 T3 T0 T4 T2 Варіант №14

a 3a 0,9a 0,1a T3 T1 T0 T4 T2 Варіант №14

Продовження табл.3.

a 2a 0,9a 0,9a T3 T2 T0 T4 T1 Варіант №15

a 1,1a 0,3a a T3 T2 T4 T0 T1 Варіант №16

a 1,1a a 1,2a T3 T2 T4 T0 T1 Варіант №17

0,7a 1,1a a 2a T3 T1 T4 T0 T2 Варіант №18

0,7a 1,3a 2a 3a T3 T4 T1 T0 T2 Варіант №19

1,7a 1,6a 2,4a 3a T4 T3 T1 T0 T2 Варіант №20

1a 1,4a 2a 2,3a T4 T3 T1 T0 T2 Варіант №21

1,1a 1,9a 2,2a 2,3a T4 T3 T1 T2 T0 Варіант №22

Продовження табл.3.

0,1a 0,9a 2a a T4 T3 T1 T2 T0 Варіант №23

0,1a a a a T4 T3 T2 T1 T0 Варіант №24

a a a a T3 T4 T2 T1 T0 Варіант №25

a a 0,2a 1,4a T3 T4 T1 T2 T0 Варіант №26

a 0,7a 2a 1,8a T3 T2 T1 T4 T0 Варіант №27

0,2a 2,1a 2a 1,1a T4 T2 T1 T3 T0 Варіант №28

0,2a 1a 0,2a 1a T4 T0 T1 T3 T2 Варіант №29

0,7a a a 1,5a T1 T0 T4 T3 T2 Варіант №30

Продовження табл.3.

0,9a a 0,3a 2a T3 T0 T4 T1 T2 Варіант №31

a 0,5a 0,3a 2a T3 T0 T4 T2 T1 Варіант №32

3a 0,8a 0,9a a T4 T0 T1 T3 T2 Варіант №33

1,6a a a 1,2a T3 T0 T1 T4 T2 Варіант №34

3a 2a 0,9a 2a T2 T0 T3 T4 T1 Варіант №35

3a 0,5a 0,1a a T3 T0 T4 T2 T1 Варіант №36