Pratimas
Apvalaus skerspjūvio plieniniam velenui nustatykite išorinių momentų reikšmes, atitinkančias perduodamas galias ir subalansuotą momentą (7.1 lentelė ir 7.2 lentelė).
Sukurkite sukimo momentų schemą išilgai veleno ilgio.
Remdamiesi stiprumo ir standumo skaičiavimais, nustatykite veleno skersmenis pagal skerspjūvį. Gautą didesnį rezultatą suapvalinkite iki artimiausio lyginio skaičiaus arba iki 5.
Skaičiuodami naudokite šiuos duomenis: velenas sukasi 25 rad/s kampiniu greičiu; veleno medžiaga - plienas, leistinas sukimo įtempis 30 MPa, šlyties tamprumo modulis 8 10 4 MPa; leistinas sukimo kampas = 0,02 rad/m.
Atlikti žiedinio skerspjūvio veleno skaičiavimus, imant Su= 0,9. Palygindami skerspjūvio plotus, padarykite išvadas apie apvalaus arba žiedinio skerspjūvio veleno gaminimo tikslingumą.
Darbo tikslas - išmokti atlikti statiškai determinuotų sistemų apvalių sijų projektinius ir patikros skaičiavimus bei standumo testą.
Teorinis kontekstas
Sukimas – tai apkrova, kai sijos skerspjūvyje atsiranda tik vienas vidinės jėgos faktorius – sukimo momentas. Išorinės apkrovos taip pat yra dvi priešingos krypties jėgų poros.
Tangentinių įtempių pasiskirstymas pjūvyje sukimosi metu (7.1 pav.)
Šlyties įtempis taške A:
7.1 pav
(7.1)
kur yra atstumas nuo taško A prieš
sekcijos centras.
Sukimo stiprumo būklė
; 
(apskritimas), (7.2)
(žiedas), (7.3)
čia M k sukimo momentas ruože, N-m, N-mm;
Wp- pasipriešinimo momentas sukimo metu, m 3, mm 3;
[t k] – leistinas sukimo įtempis, N/m 2, N/mm 2.
Projektinis skaičiavimas, skerspjūvio matmenų nustatymas
(7.4)
Kur d- apskrito sekcijos išorinis skersmuo;
d B n- žiedinės sekcijos vidinis skersmuo; c = d BK/d.
Racionalios rato veleno padėties nustatymas
Racionalus ratų išdėstymas yra toks išdėstymas, kai maksimali sukimo momento vertė ant veleno yra mažiausia įmanoma.
Sukimo standumo būklė
; G ≈ 0,4E(7.5)
Kur G- šlyties tamprumo modulis, N/m 2, N/mm 2;
E- tamprumo tempimo modulis, N/m 2, N/mm 2.
[φо] - leistinas posūkio kampas, [φо] = 0,54-1 laipsnis/m;
Jp- polinis inercijos momentas pjūvyje, m 4, mm 4.
 (7.6)
|
Projektinis skaičiavimas, pjūvio išorinio skersmens nustatymas
Darbo tvarka
1. Sukurkite užduotyje pasiūlytos grandinės sukimo momentų išilgai veleno ilgio diagramą.
2. Pasirinkite racionalų ratų išdėstymą ant veleno ir atlikite tolesnius skaičiavimus velenui su racionaliai išdėstytais skriemuliais.
3. Pagal stiprumą ir standumą nustatykite reikiamus apskrito veleno skersmenis ir pasirinkite didžiausią iš gautų verčių, suapvalindami skersmenį.
4. Palyginkite metalo sąnaudas apvalių ir žiedinių profilių atveju. Palyginimas atliekamas pagal velenų skerspjūvio plotus.
1. Kokios deformacijos atsiranda sukimo metu?
2. Kokios hipotezės teisingos dėl sukimo deformacijos?
3. Ar po sukimo pasikeičia veleno ilgis ir skersmuo?
4. Kokie vidinės jėgos veiksniai atsiranda sukimosi metu?
5. Koks racionalus ausų išdėstymas ant koto?
6. Koks yra polinis inercijos momentas? Kokią fizinę reikšmę turi šis kiekis?
7. Kokiais vienetais jis matuojamas?
Vykdymo pavyzdys
Tam tikros sijos (7.1 pav.) Sudarykite sukimo momentų diagramas, naudodami racionalų skriemulių išdėstymą ant veleno, kad sumažintumėte didžiausio sukimo momento reikšmę. Sukurkite sukimo momentų schemą su racionaliu skriemulių išdėstymu. Iš stiprumo sąlygos nustatykite kietųjų ir žiedinių sekcijų velenų skersmenis, imdami c =. Palyginkite gautus rezultatus pagal gautus skerspjūvio plotus. [τ] = 35 MPa.
Sprendimas
Skyrius 2 (7.2b pav.):
Skyrius 3 (7.3c pav.):
7.2 pav
A B C
7.3 pav
- Sudarome sukimo momentų schemą. Sukimo momento vertes nuleidžiame nuo ašies, nes neigiamas akimirkas. Maksimali veleno sukimo momento vertė šiuo atveju yra 1000 Nm (7.1 pav.).
- Parinkime racionalų skriemulių išdėstymą ant veleno. Tinkamiausias skriemulių išdėstymas yra toks, kad didžiausios teigiamos ir neigiamos sukimo momento vertės sekcijose būtų kuo panašesnės. Dėl šių priežasčių varomasis skriemulys, perduodantis 1000 Nm sukimo momentą, yra dedamas arčiau veleno centro, varomieji skriemuliai 1 ir 2 dedami į kairę nuo varančiojo skriemulio, kurio sukimo momentas yra 1000 Nm, skriemulys 3 lieka įjungtas. ta pati vieta. Sudarome pasirinkto skriemulių išdėstymo sukimo momentų schemą (7.3 pav.).
Maksimali veleno sukimo momento vertė pasirinktam skriemulio išdėstymui yra 600 N*m.
7.4 pav
Sukimo momentas:
Veleno skersmenis nustatome sekcijomis:
Gautas reikšmes apvaliname: , ,
- Veleno skersmenis nustatome sekcijomis, jei sekcija yra žiedas
Pasipriešinimo momentai išlieka tie patys. Pagal sąlygą
Žiedo poliarinis pasipriešinimo momentas: 
Žiedinio veleno išorinio skersmens nustatymo formulė:
Skaičiavimą galima atlikti naudojant formulę: 
Veleno skersmenys tarp sekcijų:
Žiedinio veleno išoriniai skersmenys išliko beveik nepakitę.
Žiedinei sekcijai: , ,
- Norėdami padaryti išvadą apie metalo taupymą pereinant prie žiedinės pjūvio, palyginkime skerspjūvio plotus (7.4 pav.)
Su sąlyga, kad skerspjūvis yra apskritimas (7.4a pav.)
Tvirta apvali dalis:
Jei skerspjūvis yra žiedas, (7.4b pav.)
Žiedo skyrius:
Lyginamasis rezultatų vertinimas:
Vadinasi, perėjus iš apskrito į žiedinę, metalo svoris sutaupys 1,3 karto.
7.4 pav
7.1 lentelė
 |  |  |
 |  |  |
 |  |  |
 |
7.2 lentelė
| Parinktis | Galimybės | |||
| a = b = s, m | Р1,kW | Р2,kW | Р3,kW | |
| 1,1 | 2,1 | 2,6 | 3,1 | |
| 1,2 | 2,2 | 2,7 | 3,2 | |
| 1,3 | 2,3 | 2,8 | 3,3 | |
| 1,4 | 2,4 | 2,9 | 3,4 | |
| 1,5 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | |
| 1,6 | 2,6 | 3,1 | 3,6 | |
| 1,7 | 2,7 | 3,2 | 3,7 | |
| 1,8 | 2,8 | 3,3 | 3,8 | |
| 1,9 | 2,9 | 3,4 | 3,9 | |
| 2,0 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | |
| 1,1 | 3,1 | 3,4 | 4,1 | |
| 1,2 | 3,2 | 3,3 | 4,2 | |
| 1,3 | 3,3 | 3,2 | 4,3 | |
| 1,4 | 3,4 | 3,1 | 4,5 | |
| 1,5 | 3,5 | 2,8 | 2,9 | |
| 1,3 | 2,1 | 2,6 | 3,1 | |
| 1,4 | 2,2 | 2,7 | 3,2 | |
| 1,5 | 2,3 | 2,8 | 3,3 | |
| 1,6 | 2,4 | 2,9 | 3,4 | |
| 1,7 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | |
| 1,8 | 2,6 | 3,1 | 3,6 | |
| 1,9 | 2,7 | 3,2 | 3,7 | |
| 2,0 | 2,8 | 3,3 | 3,8 | |
| 1,1 | 2,9 | 3,4 | 3,9 | |
| 1,2 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | |
| 1,3 | 3,1 | 3,4 | 4,1 | |
| 1,4 | 3,2 | 3,3 | 4,2 | |
| 1,5 | 3,3 | 3,2 | 4,3 | |
| 1,4 | 3,4 | 3,1 | 4,5 | |
| 1,9 | 3,5 | 2,8 | 2,9 |
A PRIEDAS
Apvalaus skerspjūvio strypo sukimasis – probleminė būklė
Plieniniam pastovaus skerspjūvio velenui (3.8 pav.) taikomi keturi išoriniai sukimo momentai: kN m; kN m; kN m; kNm. Strypų sekcijų ilgiai: m; m, m, m Reikalinga: sudaryti sukimo momentų schemą, nustatyti veleno skersmenį kN/cm2 ir sukonstruoti strypo skerspjūvių posūkio kampų schemą.
Apvalaus strypo sukimas - projektavimo schema
Ryžiai. 3.8
Apvalaus strypo sukimo problemos sprendimas
Nustatykite reaktyvųjį sukimo momentą, atsirandantį standžiajame sandariklyje
Nurodykime momentą įterpime ir nukreipkime jį, pavyzdžiui, prieš laikrodžio rodyklę (žiūrint į z ašį).
Užrašykime veleno balanso lygtį. Šiuo atveju naudosime sekančią taisyklęženklai: išoriniai sukimo momentai (aktyvūs momentai, taip pat reaktyvusis momentas sandariklyje), veleno sukimas prieš laikrodžio rodyklę (žiūrint į z ašį), laikomi teigiamais.
Pliuso ženklas gautoje išraiškoje rodo, kad atspėjome reaktyviojo sukimo momento, atsirandančio plomboje, kryptį.
Sudarome sukimo momentų schemą
Prisiminkime, kad vidinis sukimo momentas, atsirandantis tam tikrame strypo skerspjūvyje, yra lygus išorinių sukimo momentų, taikomų bet kuriai nagrinėjamai strypo daliai (tai yra, veikiančių į kairę arba į dešinę), algebrinei sumai. padarytos dalies). Šiuo atveju išorinis sukimo momentas, kuris sukasi nagrinėjamą strypo dalį prieš laikrodžio rodyklę (žiūrint į skerspjūvį), į šią algebrinę sumą įtraukiamas su „pliuso“ ženklu, o pakeliui – su „minusu“. “ ženklas.
Atitinkamai teigiamas vidinis sukimo momentas, neutralizuojantis išorinius sukimo momentus, nukreipiamas pagal laikrodžio rodyklę (žiūrint į skerspjūvį), o neigiamas - prieš laikrodžio rodyklę.
Strypo ilgį padaliname į keturias dalis (3.8 pav., a). Atkarpų ribos yra tos atkarpos, kuriose taikomi išoriniai momentai.
Padarome po vieną sekciją atsitiktinėje vietoje kiekvienoje iš keturių strypo sekcijų.
1 – 1 skyrius. Išmeskime mintyse (arba uždenkime popieriumi) kairė pusė strypas. Norint subalansuoti sukimo momentą kN m, strypo skerspjūvyje turi susidaryti vienodas ir priešingos krypties sukimo momentas. Atsižvelgiant į pirmiau minėtą ženklų taisyklę
kNm.
2–2 ir 3–3 skyriai:
4-4 skyriai. Norėdami nustatyti sukimo momentą, 4-4 skyriuose išmetame dešinę strypo pusę. Tada
kNm.
Nesunku įsitikinti, kad gautas rezultatas nepasikeis, jei dabar išmesime ne dešinę, o kairę meškerės dalį. Mes gauname
Norėdami sudaryti sukimo momentų diagramą, išilgai ašies nubrėžkite ploną liniją, lygiagrečią strypo ašiai z (3.8 pav., b). Iš šios ašies brėžiamos apskaičiuotos sukimo momentų vertės pasirinktoje skalėje ir atsižvelgiant į jų ženklą. Kiekvienoje strypo sekcijoje sukimo momentas yra pastovus, todėl atrodo, kad atitinkamą sekciją „nuspalviname“ vertikaliomis linijomis. Prisiminkime, kad kiekvienas „perėjimo“ segmentas (diagramos ordinatės) pagal priimtą skalę nurodo sukimo momento vertę atitinkamame strypo skerspjūvyje. Gautą diagramą nubrėžiame stora linija.
Atkreipkite dėmesį, kad tose vietose, kur diagramoje taikomi išoriniai sukimo momentai, mes gavome staigų vidinio sukimo momento pokytį atitinkamo išorinio sukimo momento verte.
Pagal stiprumo sąlygą nustatykite veleno skersmenį
Sukimo stiprumo sąlyga turi formą
,
Kur 
– polinis pasipriešinimo momentas (pasipriešinimo momentas sukimo metu).
Didžiausia absoliuti sukimo momento vertė atsiranda antroje veleno dalyje: 
kN cm
Tada pagal formulę nustatomas reikalingas veleno skersmuo
cm.
Suapvalinus gautą vertę iki standartinės vertės, veleno skersmuo yra lygus mm.
Nustatome skerspjūvių A, B, C, D ir E posūkio kampus ir sudarome posūkio kampų diagramą
Pirmiausia apskaičiuojame strypo sukimo standumą, kur G yra šlyties modulis ir 
– polinis inercijos momentas. Mes gauname
Atskirų strypo dalių posūkio kampai yra lygūs:
džiaugiuosi;
džiaugiuosi;
džiaugiuosi;
džiaugiuosi.
Posūkio kampas įtvirtinime lygus nuliui, tai yra. Tada
Sukimo kampų diagrama parodyta fig. 3.8, c. Atkreipkite dėmesį, kad kiekvienos veleno dalies ilgio posūkio kampas keičiasi pagal tiesinį dėsnį.
„Apvalaus“ strypo sukimo problemos pavyzdys savarankiškam sprendimui
„Apvalaus“ strypo sukimo problemos sąlygos
Apvalaus skerspjūvio plieninis strypas (šlyties modulis kN/cm2), viename gale standžiai suspaustas, sukamas keturiais momentais (3.7 pav.).
Reikalinga:
· sukonstruoti sukimo momentų schemą;
· esant tam tikram leistinam šlyties įtempiui kN/cm2, pagal stiprumo sąlygą, nustatykite veleno skersmenį, suapvalindami jį iki artimiausio iš šių verčių 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200 mm;
· sudaryti strypo skerspjūvių posūkio kampų schemą.
Apvalaus strypo sukimo problemos skaičiavimo schemų variantai savarankiškam sprendimui
Apvalaus strypo sukimo problemos pavyzdys - pradinės sąlygos savarankiškam sprendimui
| Schemos numeris | ||||||||
|
5.1 (08 parinktis)
Nurodymai: paimkite pavarų galią P 2 =0,5P 1, P 3 =0,3P 1 ir P 4 =0,2P1. Gautą apskaičiuotą skersmens reikšmę (mm) suapvalinkite iki artimiausio didesnio skaičiaus, kuris baigiasi 0, 2, 5, 8 arba ST SEV 208-75 [τ]=30 MPa.
20 lentelė. Pradiniai duomenys
| Užduotis Nr ir diagramos 35 pav | R, kW | ω, rad/s | Atstumas tarp skriemulių, m | ||
| l 1 | l 2 | l 3 | |||
| 100.X | 28 | 26 | 0,2 | 0,1 | 0,3 |
Atsakymas: d 1 =45,2 mm, d 2 = 53,0 mm, d 3 = 57,0 mm, φ I =0,283º, φ II =0,080º, φ III =0,149º.
5.2
d) nustatyti veleno skersmenį, imant [σ]=60 N/mm² (117 uždavinyje) ir darant prielaidą, kad F r =0,4F t. 117 uždavinyje skaičiavimas atliekamas pagal didžiausių tangentinių įtempių hipotezę. 
22 lentelė. Pradiniai duomenys
| Užduotis Nr ir diagramos 37 pav | Parinktis | R, kW | ω 1, rad/s |
| 117.VII | 08 | 8 | 35 |
Atsakymas: R By = 7145 H, R Ay = 3481 H, d = 51 mm.
5.3 Plieniniam pastovaus skerspjūvio velenui (7.17 pav.), perduodančio galią P (kW) kampiniu greičiu ω (rad/s) (šių dydžių skaitines vertes savo versijai paimkite iš 7.4 lentelės):
a) nustatyti vertikalius ir horizontalius guolių reakcijos komponentus;
b) sudaryti sukimo momentų diagramą;
c) sudaryti lenkimo momentų vertikalioje ir horizontalioje plokštumose diagramas;
d) nustatyti veleno skersmenį, imant [σ]=70 MPa (41, 43, 45, 47, 49 uždaviniuose) arba [σ]=60 MPa (42, 44, 46, 48, 50 uždaviniuose). Krumpliaratį veikiančioms jėgoms imti F r =0,36F t, diržo įtempimui S 1 =2S 2. 42, 44, 46, 48, 50 uždaviniuose skaičiavimas atliekamas pagal formos kitimo potencialios energijos hipotezę, o 41, 43, 45, 47, 49 uždaviniuose pagal didžiausių tangentinių įtempių hipotezę. 
22 lentelė. Pradiniai duomenys
| Užduoties numeris ir diagramos 7.17 pav | Parinktis | R, kW | ω, rad/s |
| 45 uždavinys, V schema | 47 | 30 | 24 |
Atsakymas: R By = 4000 H, R Ay = 14000 H, d = 64 mm.
5.4 Vienai iš schemų (35 pav., 20 lentelė) sukonstruoti sukimo momento diagramą; nustatykite veleno skersmenį kiekvienoje sekcijoje ir visą posūkio kampą.
Nurodymai: paimkite pavarų galią P 2 =0,5P 1, P 3 =0,3P 1 ir P 4 =0,2P 1. Gautą apskaičiuotą skersmens reikšmę (mm) suapvalinkite iki artimiausio didesnio skaičiaus, kuris baigiasi 0, 2, 5, 8 arba ST SEV 208-75 [τ]=30 MPa. 
20 lentelė
| Užduoties Nr. ir diagrama 35 pav | Parinktis | R, kW | ω, rad/s | Atstumas tarp skriemulių, m | ||
| l 1 | l 2 | l 3 | ||||
| 91.I | 29 | 20 | 30 | 0,2 | 0,9 | 0,4 |
Atsakymas: d 1 = 28,5 mm, d 2 = 43,2 mm, d 3 = 48,5 mm, φ I = 0,894º, φ II = 0,783º, φ III =0,176º.
5.5 Plieniniam pastovaus skerspjūvio velenui su viena pavara (37 pav.), perdavimo galia P (kW) kampiniu greičiu ω 1 (rad/s) (šių dydžių skaitines vertes savo versijai paimkite iš 22 lentelės ):
a) nustatyti vertikalius ir horizontalius guolių reakcijos komponentus;
b) sudaryti sukimo momentų diagramą;
c) sudaryti lenkimo momentų vertikalioje ir horizontalioje plokštumose diagramas;
d) nustatyti veleno skersmenį, imant [σ]=70 N/mm² (112 uždavinyje) ir darant prielaidą, kad F r =0,4F t. 112 uždavinyje skaičiavimas atliktas pagal formos kitimo potencialios energijos hipotezę. 
22 lentelė
| Užduoties Nr. ir diagrama 37 pav | Parinktis | R, kW | ω 1, rad/s |
| 112.II | 29 | 20 | 50 |
Atsakymas: R By = 1143 H, R Ay = 457 H, d = 40,5 mm.
Pagal stiprumo sąlygą pasirinkite veleno skerspjūvio matmenis (1 pav.). Sekcijose nuo 1 iki 3 sekcijos ir nuo 5 iki 6 sekcijų išorinis veleno skersmuo dėl projektavimo priežasčių turi būti tokio pat dydžio.
Atkarpoje nuo 1 iki 2 sekcijų velenas yra žiedinio skerspjūvio, kurio n=d B /d=0,4. Sekcijose nuo 3 iki 5 sekcijų velenas parenkamas tik pagal stiprumo sąlygas.
M = 1 kN∙m, [τ ] = 80 MPa.
Sprendimas
Veleną padalijame į galios dalis ir sudarome sukimo momento schemą (1 pav., b).
Nustatykite veleno skersmenis. I, II ir V sekcijose išorinis veleno skersmuo yra toks pat. Jiems negalima iš anksto nurodyti didžiausios tangentinės įtempio vertės, nes skirtingose atkarpose yra Įvairių tipų skerspjūvis: I pjūvis – apskritas, II ir V – vientisas apvalus.
Būtina atskirai, atsižvelgiant į stiprumo sąlygą, nustatyti kiekvieno tipo skerspjūvio skersmenis labiausiai apkrautai galios sekcijai (tai yra ta, kurią veikia didžiausia absoliuti sukimo momento vertė). Galiausiai priimsime didžiausią gautą skersmenį.
Skyriui su žiedo skerspjūviu:
Kieto skerspjūvio velenui
Galiausiai priimame didžiausią gauto skersmens vertę, suapvalintą iki artimiausios sveikos vertės:
d 1 = d 2 = d 5 = 61 mm;
d B1 = n∙d 1 = 0,4∙61 = 24,4 mm.
Aukščiausia įtampa, veikianti šiose srityse:
Veleno skersmuo III skyriuje (M K3 = 5M = 5 kNm).
1 pavyzdys. Iš stiprumo ir standumo skaičiavimų nustatykite reikalingą veleno skersmenį, kad būtų galima perduoti 63 kW galią 30 rad/s greičiu. Veleno medžiaga - plienas, leistinas sukimo įtempis 30 MPa; leistinas santykinis posūkio kampas [φ o ]= 0,02 rad/m; šlyties modulis G= 0,8 * 10 5 MPa.
Sprendimas
1. Skerspjūvio matmenų nustatymas pagal stiprumą.
Sukimo stiprumo sąlygos:
Sukimo momentą nustatome pagal sukimosi galios formulę:
Iš stiprumo sąlygos nustatome veleno pasipriešinimo momentą sukimo metu
Vertes pakeičiame niutonais ir mm.
Nustatykite veleno skersmenį:
2. Skerspjūvio matmenų nustatymas pagal standumą.
Sukimo standumo sąlyga:
Iš standumo sąlygos nustatome sekcijos inercijos momentą sukimo metu:
Nustatykite veleno skersmenį:
3. Reikiamo veleno skersmens parinkimas pagal stiprumo ir standumo skaičiavimus.
Norėdami užtikrinti tvirtumą ir standumą vienu metu, mes pasirenkame didesnę iš dviejų rastų verčių.
Gauta vertė turėtų būti suapvalinta naudojant pageidaujamų skaičių diapazoną. Praktiškai gautą reikšmę apvaliname taip, kad skaičius baigtųsi 5 arba 0. Imame veleno reikšmę d = 75 mm.
Norint nustatyti veleno skersmenį, patartina naudoti standartinį skersmenų diapazoną, nurodytą 2 priede.
2 pavyzdys. Sijos skerspjūvyje d= 80 mm didžiausias šlyties įtempis τ maks= 40 N/mm2. Nustatykite šlyties įtempį 20 mm atstumu nuo sekcijos centro.
Sprendimas
b. Akivaizdu,
3 pavyzdys. Vamzdžio skerspjūvio vidinio kontūro taškuose (d 0 = 60 mm; d = 80 mm) susidaro tangentiniai įtempiai, lygūs 40 N/mm 2. Nustatykite didžiausius šlyties įtempius, atsirandančius vamzdyje.
Sprendimas
Tangentinių įtempių skerspjūvyje diagrama parodyta fig. 2.37, V. Akivaizdu,
4 pavyzdys.Žiediniame sijos skerspjūvyje ( d 0= 30 mm; d = 70 mm) atsiranda sukimo momentas M z= 3 kN-m. Apskaičiuokite šlyties įtempį 27 mm atstumu nuo pjūvio centro.
Sprendimas
Tangentinis įtempis savavališkame skerspjūvio taške apskaičiuojamas pagal formulę
Nagrinėjamame pavyzdyje M z= 3 kN-m = 3-10 6 N mm,
5 pavyzdys. Plieninis vamzdis(d 0 = l00 mm; d = 120 mm) ilgis l= 1,8 m posūkių momentai T, taikomas jo galinėse dalyse. Nustatykite vertę T, kuriame sukimo kampas φ = 0,25°. Kai randama vertė T apskaičiuokite didžiausią šlyties įtempį.
Sprendimas
Vienos sekcijos posūkio kampas (laipsniais/m) apskaičiuojamas pagal formulę
Tokiu atveju
Pakeitę skaitines reikšmes, gauname
Apskaičiuojame didžiausią šlyties įtempį:
6 pavyzdys. Tam tikram spinduliui (2.38 pav., A) sudaryti sukimo momentų, didžiausių šlyties įtempių ir skerspjūvių sukimosi kampų diagramas.
Sprendimas
Pateikta sija turi sekcijas I, II, III, IV, V(2. 38 pav., A). Prisiminkime, kad pjūvių ribos yra pjūviai, kuriuose taikomi išoriniai (sukimo) momentai, ir vietos, kuriose keičiasi skerspjūvio matmenys.
Naudojant santykį
Sudarome sukimo momentų schemą.
Diagramos konstravimas M z Pradedame nuo laisvo sijos galo:
sklypams III Ir IV
svetainei V
Sukimo momentų diagrama parodyta 2.38 pav. b. Sukonstruojame didžiausių tangentinių įtempių išilgai sijos ilgio diagramą. Sąlygiškai priskiriame τ patikrinkite tuos pačius ženklus kaip ir atitinkami sukimo momentai. Vieta įjungta aš
Vieta įjungta II
Vieta įjungta III
Vieta įjungta IV
Vieta įjungta V
Didžiausių tangentinių įtempių diagrama parodyta fig. 2.38, V.
Sijos skerspjūvio sukimosi kampas esant pastoviam (kiekvienoje sekcijoje) skerspjūvio skersmeniui ir sukimo momentui nustatomas pagal formulę
Sukonstruojame skerspjūvių sukimosi kampų schemą. Sekcijos sukimosi kampas A φ l = 0, nes spindulys yra fiksuotas šioje atkarpoje.
Skerspjūvių sukimosi kampų schema parodyta fig. 2.38, G.
7 pavyzdys. Ant skriemulio IN laiptuotas velenas (2.39 pav., A) galia perduodama iš variklio N B = 36 kW, skriemuliai A Ir SU atitinkamai perduoti galią mašinoms N A= 15 kW ir N C= 21 kW. Veleno greitis P= 300 aps./min. Patikrinkite veleno stiprumą ir standumą, jei [ τ K J = 30 N/mm2, [Θ] = 0,3 laipsnio/m, G = 8,0-10 4 N/mm2, d 1= 45 mm, d 2= 50 mm.
Sprendimas
Apskaičiuokime išorinius (sukimo) momentus, taikomus velenui:
Sudarome sukimo momentų schemą. Šiuo atveju, judėdami nuo kairiojo veleno galo, sąlyginai apskaičiuojame momentą, atitinkantį N Ak, teigiamas Nc- neigiamas. M z diagrama parodyta fig. 2.39, b. Didžiausi įtempiai pjūvio AB skerspjūviuose
kuris yra mažesnis [tk]
Santykinis pjūvio AB posūkio kampas
kuris yra žymiai didesnis nei [Θ] ==0,3 laipsnio/m.
Didžiausi įtempiai pjūvio skerspjūviuose Saulė
kuris yra mažesnis [tk]
Santykinis pjūvio posūkio kampas Saulė
kuris yra žymiai didesnis nei [Θ] = 0,3 laipsnio/m.
Vadinasi, veleno tvirtumas užtikrinamas, bet nelankstumas.
8 pavyzdys. Nuo elektros variklio naudojant diržą iki veleno 1 perduodama galia N= 20 kW, Iš veleno 1 patenka į šachtą 2 galia N 1= 15 kW, o darbo mašinoms - galia N 2= 2 kW ir N 3= 3 kW. Iš veleno 2 maitinimas tiekiamas darbo mašinoms N 4= 7 kW, N 5= 4 kW, N 6= 4 kW (2.40 pav., A). Iš stiprumo ir standumo sąlygų nustatykite velenų skersmenis d 1 ir d 2, jei [ τ K J = 25 N/mm2, [Θ] = 0,25 laipsnio/m, G = 8,0-10 4 N/mm2. Veleno sekcijos 1 Ir 2 laikoma pastovia per visą ilgį. Variklio veleno greitis n = 970 aps./min., skriemulio skersmenys D 1 = 200 mm, D 2 = 400 mm, D 3 = 200 mm, D 4 = 600 mm. Nepaisykite paslydimo diržo pavaroje.
Sprendimas
Fig. 2.40, b vaizduoja veleną aš. Jis gauna galią N ir iš jo atimama galia Nl, N 2 , N 3.
Nustatykime veleno sukimosi kampinį greitį 1 ir išoriniai sukimo momentai
