Расчет вала на кручение

Расчет позполяет вычислить внутренние моменты на участках вала, построить эпюру крутящих моментов, вычислить касательные напряжения и углы закручивания участков а также построить эпюру углов закручивания.

При необходимости предварительно раскрывается статическая неопределимость для вала, закрепленного с обоих концов.




Момент в конце вала M = Нм
Моменты "от себя" указывайте с минусом

Расчетная схема №1919502

Поскольку эта схема не Ваша, Вы не можете ее редактировать. Для редактирования создайте новую схему.


Подробный ход решения - расчет вала на кручение

Моменты инерции сечений вала

Jk1 = β×b4 = 0.141×24 = 2.26 см4

Jk2 = β×b4 = 0.141×64 = 183 см4

Jk3 = β×b4 = 0.141×24 = 2.26 см4

Моменты сопротивления сечений вала

Wk1 = α×b3 = 0.208×23 = 1.66 см3

Wk2 = α×b3 = 0.208×63 = 44.9 см3

Wk3 = α×b3 = 0.208×23 = 1.66 см3

Схема статически неопределима. Решение такой схемы предполагает раскрытие статической неопределимости.

Отбросим условно левую опору и определим моменты и углы закручивания на участках вала без учета левой опоры

Моменты на участках вала определяем, используя метод сечений

- первый участок

M1 = = 0Нм

- второй участок

M2 = -50 = -50Нм

- третий участок

M3 = -50 = -50Нм

Угол закручивания на одном участке определяется по формуле

$$ \phi = \frac{M*l}{G*J_k} $$

- первый участок

φ1 = 0

- второй участок

φ2 = -50×0.035 / 78000×106×183×10-8 = -1.226E-5 рад

- третий участок

φ3 = -50×0.05 / 78000×106×2.26×10-8 = -0.001418 рад

Общий угол закручивания вала от приложенной нагрузки

φM = -0.00143 рад

Угол закручивания вала от действия отброшенной реакции опоры R

φR = + R×0.05 / 78000×106×2.26×10-8 + R×0.035 / 78000×106×183×10-8 + R×0.05 / 78000×106×2.26×10-8 = 5.7E-5 × R

Поскольку угол закручивания вала должен быть равен нулю, то

φM + φR = -0.00143 + 5.7E-5 × R = 0

Отсюда находим реакцию отброшенной левой опоры

R = 0.00143 / 5.7E-5 = 25.1 Нм

Теперь, имея реакцию левой опоры, расчитываем вал как статически определимый

Моменты на участках вала

- первый участок

M1 = +25.1 = 25.1Нм

- второй участок

M2 = +25.1 -50 = -24.9Нм

- третий участок

M3 = +25.1 -50 = -24.9Нм

Углы закручивания участков

φ1 = 25.1×0.05 / 78000×106×2.26×10-8 = 0.0007122 рад

φ2 = -24.9×0.035 / 78000×106×183×10-8 = -6.104E-6 рад

φ3 = -24.9×0.05 / 78000×106×2.26×10-8 = -0.000706 рад


Посмотреть примеры
Не получается решить задачу? Есть вопросы? Нужна помощь? Обратитесь к авторам сайта через ВКонтакте Telegram: sopromat_xyz WhatsApp: +380936422175