Võlli projekteerimine ja arvutus (0)

MHE0042 MASINAELEMENDID lI TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT
4 EAP - 1-1-1- E MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL 2010/2011. õ.a. KEVADSEMESTER
______________________________________________________________________________
MHE0042 MASINAELEMENDID II
Kodutöö nr. 4
Variant nr.
A - 1
B - 7
Töö nimetus: Võlli projekteerimine
Üliõpilane (matrikli nr ja nimi)
094171
Sergei Lakissov
Rühm:
MATB 42
…………………...........
Juhendaja :
.......A.Sivitski..............
.....................................
Töö esitatud:
Töö parandada:
Arvestatud:
Ülesande Püstitus
Projekteerida võll ja läbi viia võlli arvutus väsimusele. Põhjendada võlli materjali ja kuju valikut.
Võlli materjal: karastatud teras C55E (ReH = 420 MPa, Rm = 700 MPa,
 -1 = 0,4 · 700 = 280 MPa,  -1 = 0,22 · 700 = 154 MPa).
D2 = 240 mm
l = 140 mm
Fr = 1.5 kN, Ft = 2.6 kN, Fa = 1.2 kN
Lahendus
Ülekantav pöötdemoment:
m = 312 Nm
Taandatud paindemoment:
M = 144 Nm
Võlli läbimõõdu leiame järgnevalt:
Võtame [τ] = 30 MPa
Siis dmin = 38 mm
Valime dmin = 38 mm
Tapi läbimõõt dt = 43 mm
Rummuga ühendava võlli osa läbimõõt dr = 48 mm
Teised läbimõõdud valime konstruktiivselt.
Nüüd leiame reaktsioonid:
RBy = 1779 N
RAy = – 279 N, märk näitab et jõu suund on vastupidine
RBx = 1300 N
RAx = 1300 N
Koostame epüürid
Suurimad momendid on punktis C, seega see on ohtlikuim punkt.
Arvutame punktis C ekvivalentmoment:
M IVekv = 382 Nm
Nüüd arvutame ekvivalentpinge:
σ IVekv = 35 MPa Nüüd teeme kontrollarvutust, arvestades pingekontsentratsiooni.
Pingekontsentraatoriks on liistupesa mille mõõtmed valitakse vastavalt võlli läbimõõdule. Vaata ka Tabel 3.
Kuna dr = 48 mm, siis liistu mõõtmed b = 14 mm ja t1 = 5,5 mm.
Efektiivsed pingekontsentratsiooni tegurid Kσ ja Kτ saab Tabelist 1 ning
mastaabitegurid Kdσ ja Kdτ – Tabelist 2
Kσ = 1.75
Kτ = 1.6
Kdσ = 0.82 (tegemist on süsinikterasega)
Kdτ = 0.70 (tegemist on süsinikterasega)
Nüüd arvutame varutegur paindele:
Siin parameetrite väärtused on:
KF = 0.95 (töötluse varutegur)
ψσ = 0.2 (empiiriline tegur; meil on süsinikteras )
σa = 20 MPa
Sσ = 6.1
Nüüd varutegur väändele:
ψτ = 0.1 (empiiriline tegur; meil on süsinikteras)
τm = 7 MPa
Sτ = 8.6
S = 5.0
Pidades silmas, et võlli jäikustugevust soovituslik üldvarutegur peaks olema piirises [S] = 2,5 ... 3, projekteeritava võlli väsimustugevus on tagatud. Võll on alakoormatud. Võlli kuju ja mõõtmete optimeerimiseks tuleks vähendada võlli läbimõõtu ja rummu pikkust.
______________________________________________________________________________
Harjutustunnid : Assistent , td. Alina Sivitski, tuba AV-416; [email protected]