Bài tập lớn sức bền vật liệu - Phạm Tường Minh

Chia sẻ: L Le Dinh Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

746
lượt xem 205
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề bài: Bánh đai D quay đều với tốc độ n (v/ph) theo chiều lực căng 2t . Nó nhận một công suất N(kw) từ động cơ và truyền cho trục công tác ABC. Bánh răng Z1 và Z2 lần lượt nhận từ trục đó các công suất với nó. Lực tác dụng vào các bánh răng lấy theo tỷ lệ: T = 0,364P ; A = KP (với P là lực vòng; T là lực hướng kính ở các ' bánh răng và A là lực dọc trục đối t Z2 với bánh răng nón Z2 ; K...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập lớn sức bền vật liệu - Phạm Tường Minh

Created by Duong Pham Tuong Minh – Luong Viet Dung BÀI TẬP LỚN SỨC BỀN VẬT LIỆU Đề bài: Bánh đai D quay đều với tốc độ n (v/ph) theo chiều lực căng 2t . Nó nhận một công suất N(kw) từ động cơ và truyền cho trục công tác ABC. Bánh răng Z1 và Z2 lần 1 2 lượt nhận từ trục đó các công suất N , N và truyền cho bánh răng Z1' , Z 2 ăn khớp ' 3 3 với nó. Lực tác dụng vào các bánh răng lấy theo tỷ lệ: T = 0,364P ; A = KP (với P là lực vòng; T là lực hướng kính ở các bánh răng và A là lực dọc trục đối Z2' t với bánh răng nón Z2 ; K là hệ số tỷ lệ về lực). Sơ đồ tổng quát ăn khớp của các bánh răng được biểu diễn α như hình vẽ. Z2 1. Vẽ các biểu đồ mô men uốn D2 D1 D và mô men xoắn nội lực cho trục Z1 siêu tĩnh đã cho. 2. Từ điều kiện bền xác định Z1' đường kính của trục. 2t 3. Tính độ võng của trục tại α điểm lắp bánh răng Z2. Biết E = 2.107 N/cm2. Các số liệu khác lấy theo bảng 10. Bảng 10: Các số liệu dùng chung cho các sơ đồ từ 1 đến 10. Số N N D D1 D2 a α [σ ] liệu (KW) (v/ph) (mm) (mm) (mm) (mm) K (N/mm2) (độ) 1 7 200 500 70 90 60 90 0,14 60 2 8 180 400 80 100 50 180 0,15 70 3 9 220 600 90 120 60 270 0,13 65 4 10 250 500 100 180 70 0 0,14 70 5 11 150 400 70 140 50 180 0,15 60 6 12 130 500 80 120 60 90 0,12 55 7 5 120 600 70 110 70 270 0,14 70 8 6 160 400 70 100 50 0 0,15 60 9 7 100 500 80 120 70 180 0,14 65 10 9 150 600 80 100 60 90 0,16 70 -1-
Created by Duong Pham Tuong Minh – Luong Viet Dung Bµi tËp lín (S¬ ®å 10- sè liÖu 2,5,9) PhÇn 1: S¬ ®å ho¸ I- ThiÕt lËp b¶n vÏ tÝnh to¸n: - Đặt lực tại vị trí ăn khớp - Chuyển lực về đường trục - Phân lực về các mặt phẳng. + Mặt phẳng thẳng đứng yoz. + Mặt phẳng nằm ngang xoz. + Mặt phẳng xoy. Z 1′ ′ Z2 D Z2 C A Z1 B t P1 T1 T2 P2 A2 2t a 2a 2a a a -2-
Created by Duong Pham Tuong Minh – Luong Viet Dung II. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ c¸c lùc 1. T¹i vÞ trÝ b¸nh ®ai: N ( KW ) - M« men g©y xo¾n: M D = 9550 ( N .m) = n(v / ph) 2M D - Lùc c¨ng ®ai: t = = ; 3t = D 2. T¹i vÞ trÝ b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng Z1: - M« men g©y xo¾n: Bá qua tæn thÊt do ma s¸t, ta cã: MD M1 = = 3 2M 1 - Lùc tiÕp tuyÕn: P1 = = D1 - Lùc h−íng kÝnh: T1 = 0,364.P1 = 3. T¹i vÞ trÝ b¸nh r¨ng nãn Z2: - M« men g©y xo¾n: Bá qua tæn thÊt do ma s¸t, ta cã: 2M D M2 = = 3 - Lùc tiÕp tuyÕn: 2M 2 P2 = = D2 - Lùc h−íng kÝnh: T2 = 0,364.P2 = - Lùc däc trôc: A2 = k .P2 = - M« men do lùc däc trôc g©y nªn: A2 .D2 M A2 = = 2 -3-
Created by Duong Pham Tuong Minh – Luong Viet Dung PhÇn 2: VÏ biÓu ®å m« men cho dÇm siªu tÜnh I. VÏ biÓu ®å m« men Mxst: 1. HÖ c¬ b¶n hîp lÝ: T−ëng t−îng c¾t dêi dÇm t¹i vÞ trÝ c¸c gèi vµ nèi chóng l¹i b»ng mét khíp, ta gi¶i phãng ®−îc liªn kÕt chèng xoay. 2. HÖ tÜnh ®Þnh t−¬ng ®−¬ng: §Æt t¶i träng vµ m« men liªn kÕt t¹i khíp. Víi ®iÒu kiÖn gãc xoay t−¬ng ®èi gi÷a 2 mÆt c¾t s¸t khíp b»ng kh«ng, ta ®−îc hÖ tÜnh ®Þnh t−¬ng ®−¬ng. 3. Ph−¬ng tr×nh 3 m« men: ⎛ Ω .a Ω .b ⎞ l1 .M 0 + 2(l1 + l 2 )M 1 + l 2 .M 2 + 6.⎜ 1 1 + 2 2 ⎟ = 0 ⎜ l ⎝ 1 l2 ⎟⎠ Trong ®ã: l1 = l2 = M0 = M2 = ⎛ Ω .a Ω .b ⎞ 6.⎜ 1 1 + 2 2 ⎟ = ⎜ l ⎝ 1 l2 ⎟⎠ Thay vµo ph−¬ng tr×nh 3 m« men vµ gi¶i ra ta ®−îc: M1 = 4. VÏ biÓu ®å m« men: - Thay gi¸ trÞ m« men M1 vµo hÖ tÜnh ®Þnh t−¬ng ®−¬ng. - VÏ biÒu ®å m« men M1 - VÏ biÓu ®å m« men M2 - ¸p dông nguyªn lÝ céng t¸c dông, vÏ biÓu ®å Mxst -4-
Created by Duong Pham Tuong Minh – Luong Viet Dung A B C a 2a 2a a a HCB HTĐTĐ MP M1 Mxst -5-
Created by Duong Pham Tuong Minh – Luong Viet Dung II. VÏ biÓu ®å m« men Myst: 1. HÖ c¬ b¶n hîp lÝ: T−ëng t−îng c¾t dêi dÇm t¹i vÞ trÝ c¸c gèi vµ nèi chóng l¹i b»ng mét khíp, ta gi¶i phãng ®−îc liªn kÕt chèng xoay. 2. HÖ tÜnh ®Þnh t−¬ng ®−¬ng: §Æt t¶i träng vµ m« men liªn kÕt t¹i khíp. Víi ®iÒu kiÖn gãc xoay t−¬ng ®èi gi÷a 2 mÆt c¾t s¸t khíp b»ng kh«ng, ta ®−îc hÖ tÜnh ®Þnh t−¬ng ®−¬ng. 3. Ph−¬ng tr×nh 3 m« men: ⎛ Ω .a Ω .b ⎞ l1 .M 0 + 2(l1 + l 2 )M 1 + l 2 .M 2 + 6.⎜ 1 1 + 2 2 ⎟ = 0 ⎜ l ⎝ 1 l2 ⎟⎠ Trong ®ã: l1 = l2 = M0 = M2 = ⎛ Ω .a Ω .b ⎞ 6.⎜ 1 1 + 2 2 ⎟ = ⎜ l ⎝ 1 l2 ⎟⎠ Thay vµo ph−¬ng tr×nh 3 m« men vµ gi¶i ra ta ®−îc: M1 = 4. VÏ biÓu ®å m« men: - Thay gi¸ trÞ m« men M1 vµo hÖ tÜnh ®Þnh t−¬ng ®−¬ng. - VÏ biÒu ®å m« men M1 - VÏ biÓu ®å m« men M2 - ¸p dông nguyªn lÝ céng t¸c dông, vÏ biÓu ®å Myst -6-
Created by Duong Pham Tuong Minh – Luong Viet Dung B C A a 2a 2a a a HCB HTĐTĐ MP M1 Myst -7-
Created by Duong Pham Tuong Minh – Luong Viet Dung Iii. VÏ biÓu ®å m« men Mzst: Dùa vµo s¬ ®å lùc, ta vÏ ®−îc biÓu ®å Mz trªn h×nh vÏ: a 2a 2a a a Mzst PhÇn 3: X¸c ®Þnh ®−êng kÝnh trôc siªu tÜnh: Dùa c¸c vµo biÓu ®å m« men trªn h×nh vÏ, ta cã: A B C D E F a 2a 2a a a Mxst Myst Mzst -8-
Created by Duong Pham Tuong Minh – Luong Viet Dung 1.X¸c ®Þnh mÆt c¾t nguy hiÓm: Theo thuyÕt bÒn thÕ n¨ng biÕn ®æi h×nh d¸ng cùc ®¹i, ta cã: M td = M x2 + M y2 + 0,75.M z2 ¸p dông c«ng thøc ta cã: - T¹i A: Mtd = - T¹i D: Mtd = - T¹i B: Mtd = - T¹i E: Mtd = - T¹i C: Mtd = - T¹i F: Mtd = MÆt c¾t nguy hiÓm lµ mÆt c¾t cã Mtd lín nhÊt. Theo kÕt qu¶ tÝnh trªn, ta cã mÆt c¾t nguy hiÓm lµ mÆt ®i qua ®iÓm …… cã Mtd = 2. X¸c ®Þnh ®−êng kÝnh: Theo ®iÒu kiÖn bÒn, ta cã: ≤ [σ ] M td M td σ td = = Wx 0,1.d 3 max M td nªn: d ≥ 3 = 0,1.[σ] -9-
Created by Duong Pham Tuong Minh – Luong Viet Dung PhÇn IV: X¸c ®Þnh chuyÓn vÞ t¹i ®iÓm l¾p b¸nh r¨ng z2 1. TÝnh chuyÓn vÞ theo ph−¬ng th¼ng ®øng fy: Mxst a 2a 2a a a Mkcb Theo phÐp nh©n biÓu ®å Veresaghin, ta cã: f y = (M xst )(M kx ) . cb VÏ biÓu ®å Mxst (h×nh vÏ). T¹i ®iÓm cÇn tÝnh chuyÓn vÞ, ®Æt lùc PK =1 theo ph−¬ng th¼ng ®øng lªn hÖ c¬ b¶n vµ coi ®ã lµ t¶i träng, vÏ biÓu ®å m« men ®¬n vÞ (h×nh vÏ). TÝnh chuyÓn vÞ: ( )( f y = M x . M kx = st cb ) 1 EJ x (………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………..……………………………….……… ) víi Jx = 0,05.d4 = Ta tÝnh: fy = - 10 -
Created by Duong Pham Tuong Minh – Luong Viet Dung 2. TÝnh chuyÓn vÞ theo ph−¬ng ngang fx: Myst a 2a 2a a a Mkcb Theo phÐp nh©n biÓu ®å Veresaghin, ta cã: f x = (M yst )(M ky ) . cb VÏ biÓu ®å Myst (h×nh vÏ). T¹i ®iÓm cÇn tÝnh chuyÓn vÞ, ®Æt lùc PK =1 theo ph−¬ng n»m ngang lªn hÖ c¬ b¶n vµ coi ®ã lµ t¶i träng, vÏ biÓu ®å m« men ®¬n vÞ ( h×nh vÏ). TÝnh chuyÓn vÞ: ( )( f x = M y . M ky = st cb ) 1 EJ y (………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………... ) víi Jy = 0,05.d4 = Ta tÝnh: fx = 3. TÝnh chuyÓn vÞ toµn phÇn: f = f x2 + f y2 = - 11 -