Сталь горячекатная. Швеллеры.

Обозначение:

h- высота швеллера; b- ширина швеллера

d- толщина стенки; t-средняя толщина полки

А- площадь швеллера

J- момент инерции

W- момент сопротивления

i – радиус инерции

S – статический момент полусечения

Z₀- расстояние от оси у до наружной грани стенки

Таблица 1

 

Сталь горячекатная. Балки двутавровые.

Обозначение:

h- высота балки;b- ширина балки

d- толщина стенки; t-средняя толщина полки

А- площадь сечения; J- момент инерции

W- момент сопротивления

i – радиус инерции

S – статический момент полусечения

Таблица 2

Сталь прокатная угловая равнополочная.

Обозначение:

b- ширина полки;

d- толщина полки;

А- площадь уголка;

W- момент сопротивления

i – радиус инерции

Z₀- расстояние от оси у до наружной грани полки

J- момент инерции

 

 

Таблица 3

 

Продолжение таблицы 3

 

Практическая работа №10

Тема: Расчет балок на прочность и жесткость

Время выполнения работы – 2 часа

Основные положения расчётов при кручении

Распределение касательных напряжений по сечению при кручении (рисунок 8.1).

Касательное напряжение в точке А:

, где ρ_А- расстояние от точки А до центра сечения.

Условие прочности при кручении

Рисунок 8.1

М_к - крутящий момент в сечении, Н*м

W_p – момент сопротивления при кручении, м³

- допускаемое напряжение при кручении, Н/м²

Проектировочный расчёт, определение размеров поперечного сечения

Сечение-круг:

Сечение – кольцо:

где d – наружный диаметр круглого сечения;

d_вн- внутренний диаметр кольцевого сечения; с= d_вн/ d

Определение рационального расположения колёс на валу

Рациональное расположение колес – расположение, при котором максимальное значение крутящего момента на валу – наименьшее из возможных.

Для экономии металла сечение бруса рекомендуется выполнять кольцевым.

Условие жесткости при кручении

G – модуль упругости при сдвиге, Н/м²

E – модуль упругости при растяжении, Н/м²

– допускаемый угол закручивания,

- полярный момент инерции в сечении, м⁴

Проектировочный расчёт, определение наружного диаметра сечения

Рекомендации по выполнению расчетно-графической работы

1. Построить эпюру крутящих моментов по длине вала для предложенной в задании схемы.

2. Выбрать рациональное расположение колес на валу и дальнейшие расчеты проводить для вала с рационально расположенными шкивами.

3. Определить потребные диаметры вала круглого сечения из расчета на прочность и жесткость и выбрать наибольшее из полученных значений, округлив величину диаметра. 4. Сравнить затраты металла для случая круглого и кольцевого сечений. Сравнение провести по площадям поперечных сечений валов.

Площади валов рассчитать в наиболее нагруженном сечении (по максимальному крутящему моменту на эпюре моментов).

Расчетно-графическая работа

Для стального вала круглого поперечного сечения определить значения внешних моментов, соответствующих передаваемым мощностям, и уравновешенный момент.

Построить эпюру крутящих моментов по длине вала.

Рациональным расположением шкивов на валу добиться уменьшения значения максимального крутящего момента на валу.

Построить эпюру крутящих моментов для этого случая.

Дальнейшие расчеты вести для вала с рациональным расположением шкивов.

Определить диаметры вала по сечениям из расчетов на прочность и жесткость. Полученный больший результат округлить до ближайшего четного или оканчивающегося на 5 числа.

При расчете использовать следующие данные: вал вращается с угловой скоростью 25 рад/ с; материал вала — сталь, допускаемое напряжение кручения 30 МПа, модуль упругости при сдвиге 8-104 МПа; допускаемый угол закручивания = 0, 02 рад/ м.

Провести расчет для вала кольцевого сечения, приняв с = 0,9.

Сделать выводы о целесообразности выполнения вала круглого или кольцевого сечения, сравнив площади поперечных сечений.

Рисунок 8.2

Практическая работа №11