Курсовая работа Геометрическое черчение Проекционное черчение Изучение резьбовых соединений Соединение деталей Эскизы и рабочие чертежи деталей Техническая механика

Курс лекций Инженерная графика Детали машин и основы конструирования

Анализ нагруженности сечений стержня.

В вертикальной плоскости стержень нагружен продольной сжимающей силой, поперечной силой и изгибающим моментом, в горизонтальной плоскости поперечной силой, крутящим моментом и изгибающим моментом. Стержень подвергнут сжатию, поперечному изгибу и кручению. Наиболее нагруженным является сечение стержня, совпадающее с точкой приложения внешних сил. Проводим расчёт стержня на прочность в этом сечении.

4. Расчёт стержня на прочность.

Напряжения сжатия  во всех точках сечения стержня одинаковы и определяются выражением ,

где  Н – продольная сила; А – площадь сечения стержня, .

 (см. рис. 1.9).

.

МПа.

Для расчёта стержня на изгиб и кручение необходимо определить моменты инерции его сечения относительно центральных осей и полярный момент инерции. Для этого нужно определить положение центральных осей сечения.

4.1. Определение положения центральных осей сечения (рис. 1.9).

 

Рис. 1.9

Сечение стержня симметрично относительно горизонтальной оси , поэтому проводим ось , поделив размер  пополам.

Положение оси  сечения определяется координатой относительно оси (см. рис. 1.9) ,

где   статический момент сечения относительно оси

Для определения  разбиваем сечение на два одинаковых по размерам горизонтальных прямоугольника и один вертикальный прямоугольник, центры тяжести которых легко определяются (см. рис. 1.9).

Тогда

 .

 мм.

4.2. Определение моментов инерции сечения.

Момент инерции сечения относительно оси

Момент инерции сечения относительно оси

Полярный момент инерции сечения

4.3. Определение напряжений изгиба.

Стержень испытывает поперечный изгиб, при котором в поперечных сечениях стержня возникают не только нормальные, но и касательные напряжения. При поперечной силе, изменяющейся вдоль оси стержня, формулы чистого изгиба дают для нормальных напряжений изгиба некоторую погрешность, но эта погрешность по сравнению с единицей имеет порядок  для изгиба в вертикальной плоскости и  для изгиба в горизонтальной плоскости, где   длина стержня. Поэтому для расчёта стержня на изгиб используем формулы чистого изгиба.

При изгибе стержня в вертикальной плоскости (относительно оси ) напряжения в крайних верхних и нижних волокнах сечения будут одинаковы в связи с равным удалением их от центральной оси

 МПа.

При изгибе стержня в горизонтальной плоскости (относительно оси ) напряжения в крайних правых волокнах сечения составляют следующую величину:

 76,3 МПа;

в крайних левых волокнах сечения :

  45,3 МПа.

Рис. 1.10. Эпюры нормальных напряжений в сечении стержня

Суммарные нормальные напряжения:

в точке I  МПа;

в точке II  МПа;

в точке III  МПа;

в точке IV  МПа.

Максимальные нормальные напряжения в IV точке сечения.

Касательные напряжения от крутящего момента в точках сечения пропорциональны расстояниям этих точек от центра сечения стержня. Наибольшее удаление от центра тяжести сечения имеют точки II и IV

 =50,96 мм,

напряжения кручения в этих точках  МПа.

Эквивалентное напряжение в самой нагруженной точке сечения IV по 4-й теории прочности  МПа.

5. На основании проведённых расчётов делаем вывод, что стержень может быть изготовлен из материала, для которого допускаемые нормальные напряжения выше 133 Мпа.

Конструирование соединений

Траверса для подъема и перемещения длинномерных изделий

Шестерня прямозубой цилиндрической передачи

Основные расчетные случаи для моделей деталей в форме стержня (бруса)

В типовых заданиях на курсовое проектирование деталей машин указывается кинематическая схема привода к конвейеру, смесителю, кормораздатчику и другим устройствам, эксплуа­тируемым в режиме, близком к постоянному. К исходным данным относятся эксплуатационные, загрузочные и энергетические характеристики.

Размерные линии можно проводить между линиями контура, центровыми и выносными (фиг. 232). Расстояния между параллельными размерными линиями должны быть не менее 5 им, а расстояния от размерных линий до линий контура—не менее 4 мм. Размерные линии должны быть ограничены стрелками.

Линии контура, осевые, центровые и выносные не должны быть использованы в качестве размерных. Исключение допускается лишь при указании координат точек криволинейного контура, когда размерные линии могут служить выносными (фиг. 233).

8.  Размерные линии не должны служить продолжением линий контура, осевых, центровых и выносных.

9.  Размерную линию следует проводить параллельно тому отрезку, размер которого указывается (фиг. 234).

10.  Выносные линии должны быть перпендикулярны к размерной линии. Проведение выносных линий под углом к размерной линии (фиг. 235) допускается как исключение. Выносные линии должны несколько выходить за концы стрелок размерных линий (приблизительно на 2 мм).

11.  Размерные и выносные линии следует проводить тонкими, сплошными согласно ГОСТ 3456-46.

12.  При отсчёте линейных размеров от некоторой базы размерные линии наносят параллельно

(фиг. 232 и 236). Допускается проведение одной общей размерной линии по образцу фиг. 237.

13.   При разрыве изображения размерную линию следует проводить полностью (фиг. 238). Если вид (или разрез) вычерчен только до оси симметрии (фиг. 239) или с обрывом (фиг. 240), то размерную линию проводят несколько дальше оси или линии обрыва.


На главную