Võlli arvutus väändele (0)

Kodutöö nr 2 õppeaines TUGEVUSÕPETUS ( MES0240 )
Variant
Töö nimetus
A
B
Võlli arvutus väändele
8
2
Üliõpilane
Üliõpilaskood
Esitamise kuupäev
Õppejõud
Ühtlasele võllile on paigaldatud üks vedav ja neli veetavat rihmaratast. Teada on võlliga käitatavad võimsused P1 ... P4.
Arvutada ühtlase võlli läbimõõt (kui võll on täis ja kui võll on õõnes), kui võll valmistatakse terasest E295 (voolepiir tõmbel y = 295 MPa) ja varuteguri nõutav väärtus [S] = 8. Painde ning võimalike pingekontsentraatorite ja väsimuse mõju on arvesse võetud nõutava varuteguri väärtuse valikul .
Võlli pöörlemissagedus on 500 min-1 (pööret minutis ).
Võlli skeem valida vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A. Koormused valida vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B.
Vajalikud etapid:

Koostada võlli väändemomendi epüür;

Tuvastada detaili ohtlik ristlõige (ohtlik lõik) ja koostada tugevustingimus väändele;

Arvutada täisvõlli ohutu läbimõõt, valides tulemuse eelisarvude reast R10’’;

Arvutada täisvõlli tegelik varutegur väändel ning kontrollida võlli tugevust;

Arvutada õõnesvõlli sise- ja välisläbimõõt, võttes sise- ja välisläbimõõdu ligikaudesks suhteks 0,6 (välisläbimõõt valida eelisarvude reast R10’’, siseläbimõõt ümardada täismillimeetriteks);

Arvutada õõnesvõlli tegelik varutegur väändel ning kontrollida võlli tugevust;

Koostada mõlema võlli väändenurga epüür võttes kõikide elementide (laagerdused, rihmarattad) keskkohtade kauguseks üksteisest 4-kordne täisvõlli läbimõõt;

Analüüsida kahe saadud lahenduse erinevusi ning eeliseid ja puudusi (jäikus, mass, hind jm).
Võlli koormusskeem vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Võlli koormused vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B
Võimsused
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
P1, kW
5
6
1
7
10
3
6
9
4
1,5
P2, kW
12
1
0,7
15
10
2
9
5
1,5
2
P3, kW
7
3
2
4
8
1
11
8
2
1
P4, kW
10
5
1
9
4
1,5
3
8
0,5
1
Algandmed :
Võlli poolt käitavad võimsused:
P1= 6 kW
P2= 1 kW
P3= 3 kW
P4= 5 kW
Võlli pöörlemissagedus:
n = 500 p/min
Materjali voolepiir:
σy = 295MPa
Nõutav varutehgur: [S] = 8

Epüür
Pöördemoment ratastel on leitav valemist: 𝑀 =
, kus nurkkiirus 𝜔 = =
= 52,36 rad/s (n – pöörete arv minutis). Leian pöördemomendid:
M1 = 6000/52,36 114,6 Nm
M2 = 1000/52,36 19,1 Nm
M3 = (6+1+3+5)*10^3/52,36 286,5 Nm
M4 = 3000/52,36
57,3 Nm
M5 = 5000/52,36
95,5 Nm
2. Ohtlik lõik, tugevustingimus väändele
Ohtlik lõik on M3 M4 vahel, väändemoment antud lõigul on 𝑇𝑚𝑎x = 152,8 Nm
Lubatav väädnepinge [𝜏] =
= 36,75 MPa
3. Pingete analüüs täisvõllile, ohutu diameetri määramine
Ring-ristlõikega võllis mõjub suurim pinge perimeetril (seal on jõuõlg on suurim). Võllile ohutu välisdiameetri määramiseks kasutan suurimat väändepinget. Võllile mõjuv suurim väändepinge peab olema väiksem, kui lubatav pinge.
Suurim väändepinge 𝜏𝑚𝑎𝑥 =
= , 𝜏𝑚𝑎𝑥
[𝜏] =>
Eelisarvude reast R10’’ on sobivaim diameeter 30mm.
4. Tugevuskontroll