Задача 10
В сечениях щеки и шейки стального коленчатого вала (рис.10.1) возникают внутренние силовые факторы, значения которых приведены в табл.10.1.
Требуется:
проверить прочность щеки и шейки по указанной в табл.10.1 гипотезе прочности, приняв допускаемое напряжение МПа.
Указания к выполнению задачи
1. Изобразить заданную деталь с указанием размеров и внутренних силовых факторов, возникающих в сечениях (рис.10.1).
A A
по А – А
Рис.10.1
2.
Определить максимальные напряжения,
возникающие в сечениях щеки; коленчатого
вала:
,
соответствующие продольной силе
;
,
соответствующие изгибающему моменту
;
,
соответствующие изгибающему моменту
.
3.
Построить эпюры напряжений
,
,
(рис.10.2,
а,
б,
в).
4.
Определить касательные напряжения,
возникающие в сечениях щеки коленчатого
вала:
,
соответствующие поперечной силе
,
возникающей при изгибе;
,
соответствующие крутящему моменту
.
Момент сопротивления
прямоугольного сечения при кручении
определить по формуле:
,
где
– большая сторона прямоугольника.
Касательные напряжения
и
,
возникающие при кручении в серединах
большей и меньшей сторон сечения,
определить по формулам:
;
.
Коэффициенты
,
приведены в табл.10.2.
5. Построить эпюры касательных напряжений (рис.10.2, г, д).
6. Для характерных точек А, В, С, D (рис.10.2, г, д) поперечного сечения щеки найти суммарные значения нормальных и касательных напряжений. Проверить прочность щеки в соответствии с заданной гипотезой прочности.
7.
Определить максимальное нормальное
напряжение
,
возникающее в полой шатунной шейке
коленчатого вала при одновременном
действии моментов
и
.
8.
Определить максимальное касательное
напряжение
,
соответствующее крутящему моменту
.
9. Построить эпюры и (рис.10.3, а, в), указав положение опасной точки в поперечном сечении шейки коленчатого вала и проверить прочность шейки по указанной гипотезе прочности.
Графическое оформление задачи 10 приведено на рис.10.2.
Рис.10.2
Рис.10.3
Таблица 10.1
Последняя цифра шифра |
Внутренние силовые факторы |
Размеры щеки шейки |
Гипотезы прочности |
||||||||||
кН |
, кН |
, кН м |
, кН м |
, кН м |
кН м |
кН м |
кН м |
см |
, см |
см |
c = d/D |
||
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 |
32 34 31 30 36 33 34 30 32 35 |
22 20 22 24 20 23 20 21 25 20 |
0,6 0,7 0,8 1,0 0,9 0,7 0,8 0,75 0,85 0,95 |
0,2 0,3 0,4 0,25 0,5 0,35 0,6 0,35 0,4 0,45 |
0,45 0,4 0,38 0,35 0,4 0,32 0,29 0,3 0,4 0,43 |
0,2 0,18 0,19 0,16 0,21 0,2 0,19 0,17 0,13 0,18 |
0,14 0,1 0,12 0,13 0,15 0,14 0,1 0,11 0,12 0,13 |
0,25 0,3 0,9 0,24 0,25 0,3 0,26 0,28 0,21 0,29 |
3,0 3,5 4,0 3,0 4,0 3,5 2,5 3,0 3,5 3,0 |
12 10 8 9 11 12 14 10 11 12 |
5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 6,0 5,0 4,5 5,0 5,5 |
0,7 0,5 0,6 0,5 0,4 0,6 0,5 0,4 0,5 0,8 |
III III IV IV III III IV IV III IV |
,
,
,
,
,
Таблица 10.2
|
1,0 |
1,2 |
1,25 |
1,5 |
1,75 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
|
0,208 |
0,219 |
0,221 |
0,231 |
0,239 |
0,246 |
0,258 |
0,267 |
0,282 |
0,291 |
0,299 |
|
1,0 |
0,93 |
0,91 |
0,86 |
0,79 |
0,77 |
0,74 |
0,74 |
0,74 |
0,74 |
0,74 |
