Задача № 4 Розрахунок на міцність та жорсткість валів сільськогосподарських машин при сумісній дії згину та кручення
Мета: виконати чисельний розрахунок вала на міцність та жорсткість при сумісній дії згину та кручення за допомогою програмного комплексу Ліра.
Необхідно з умови рівноваги вала визначити невідоме колове зусилля;
визначити скручуючі моменти, які діють на вал;
побудувати розрахункову схему вала;
побудувати епюру крутних моментів;
побудувати епюри поперечних сил і згинальних моментів в горизонтальній та вертикальній площинах;
побудувати епюру сумарного згинального моменту;
визначити небезпечний переріз та величину максимального розрахункового моменту за третьою теорією міцності;
визначити діаметр вала виходячи з третьої теорії міцності.
Вихідні дані: На шарнірно обіпертий вал сільськогосподарської машини надіто три зубчастих колеса, на які діють колові зусилля (рис. 4.1). Чисельні дані наведені в табл. 4.1.
Контрольні запитання:
1. Навести приклади валів сільськогосподарських машин, які працюють на згин та кручення водночас.
2. Який тип скінченних елементів використовувався в роботі при моделюванні вала?
3. Яким чином задаються в'язі та навантаження на вузли вала в ПК Ліра?
4. Чи впливає форма поперечного перерізу вала на його міцність або жорсткість при сумісній дії згину та кручення?
Табл. 4.1. Чисельні дані задачі
№ |
Відстані, см |
Колові сили, кН |
Діаметри коліс, см |
σadm, МПа |
|||||
a |
b |
F1 |
F2 |
F3 |
D1 |
D2 |
D3 |
||
1 |
20 |
40 |
6 |
10 |
- |
20 |
40 |
30 |
140 |
2 |
20 |
40 |
- |
10 |
8 |
30 |
20 |
20 |
150 |
3 |
20 |
40 |
6 |
8 |
- |
20 |
30 |
30 |
160 |
4 |
40 |
20 |
8 |
10 |
- |
30 |
30 |
20 |
180 |
5 |
50 |
50 |
5 |
10 |
- |
40 |
20 |
30 |
190 |
6 |
60 |
20 |
6 |
12 |
- |
15 |
10 |
50 |
160 |
7 |
70 |
40 |
7 |
- |
14 |
20 |
10 |
40 |
190 |
8 |
80 |
40 |
- |
8 |
16 |
40 |
20 |
10 |
140 |
9 |
90 |
50 |
- |
9 |
18 |
20 |
10 |
40 |
160 |
10 |
100 |
40 |
10 |
- |
6 |
20 |
40 |
30 |
150 |
11 |
20 |
100 |
11 |
5 |
- |
30 |
50 |
10 |
140 |
12 |
40 |
60 |
12 |
6 |
- |
10 |
30 |
40 |
160 |
13 |
50 |
40 |
13 |
5 |
- |
20 |
40 |
30 |
140 |
14 |
30 |
50 |
- |
14 |
7 |
30 |
30 |
40 |
150 |
15 |
50 |
20 |
15 |
- |
5 |
10 |
40 |
60 |
140 |
16 |
80 |
40 |
16 |
- |
8 |
40 |
30 |
50 |
160 |
17 |
40 |
40 |
10 |
10 |
- |
30 |
40 |
20 |
150 |
18 |
30 |
60 |
8 |
6 |
- |
20 |
60 |
10 |
140 |
19 |
40 |
50 |
9 |
8 |
- |
10 |
40 |
50 |
160 |
20 |
50 |
30 |
- |
10 |
8 |
20 |
60 |
30 |
140 |
21 |
40 |
60 |
10 |
5 |
- |
20 |
40 |
20 |
130 |
22 |
50 |
50 |
- |
11 |
8 |
30 |
30 |
10 |
160 |
23 |
40 |
60 |
10 |
4 |
- |
30 |
30 |
20 |
150 |
24 |
50 |
40 |
12 |
- |
6 |
40 |
10 |
10 |
140 |
25 |
30 |
60 |
13 |
6 |
- |
40 |
20 |
30 |
160 |
Рис. 4.1
МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ
ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧНОЇ МЕХАНІКИ ТА ОПОРУ МАТЕРІАЛІВ
РОЗРАХУНКОВО-ПРОЕКТУВАЛЬНА РОБОТА З ДИСЦИПЛІНИ