Võlli tugevusarvutus painde ja väände koosmõjule (0)

MHE0011 TUGEVUSÕPETUS I
Variant nr.
A - 3
B - 8
Töö nimetus:
Võlli tugevusarvutus painde ja väände koosmõjule
Üliõpilane (matrikli nr ja nimi)
Rühm:
MAHB - 41
Juhendaja :
Priit Põdra
Töö esitatud:
Töö parandada:
Arvestatud:

1. Rihmülekande ühtlane võll

Algandmed
Võlliga ülekantav võimsus on P = 5.5 kW
Väikese rihmaratta efektiivläbimööt
Materjal: teras E335 ( voolepiir tõmbel )
Varutegur S = 5
Tõmbejõudude F ja f seos on F
2,5f
D2 = 1,6D1, α = 160°
Võlli pöörded: n = 1200 min-1

2. Võlli aktiivsed koormused

2.1 Väänav koormus

– võlliga ülekantav võimsus
- võlli pöörlemise nurkkiirus
rad/s
Leitakse ka D2
Kuna F
2,5f siis
D2 = 1.6*140 = 224 mm

2.2 Painutavad koormused

PAINUTAVAD koormused = rihmaharude tõmbejõu
Rihmade poolt rihmarattale ülekantav moment
M = FR − fR = (F − f )R
F - Vedava rihmaharu tõmbejõud
f - Veetava rihmaharu tõmbejõud
R - Rihmaratta “ tinglik ” raadius (kiilrihma puhul rihma keskmine radius
Suure rihmaratta tinglik radius
Väikese rihmaratta tinglik raadius
2.2.1 Seos rihmaharude jõudude vahel
Selles ülesandes ei analüüsita rihmülekande konstruktsiooni, seega
2.2.2 Rihmaharude tõmbejõud
Rihmarataste poolt võllile ülekantav moment
M = (F – f) R = (2 f − f )R = fR =>
; F = 2f
Suure rihmaratta rihmade jõud
F1 = 2f = 2*390 = 780 N
Väikese rihmaratta rihmade jõud
F2 = 2f = 2*624 = 1248 N
2.2.3 Võlli painutavad koormused
Suurema rihmaratta painutav koormus
Väiksema rihmaratta painutav koormus
2.2.4 Võlli keskpeatasandite valik
Koormuste komponendid telgedel y ja z
Kuna
= 160 ning ka jooniselt on loetav :
ja..

3. Võlli sisejõudude analüüs

3.1 Väändemoment
Arvestatud ei ole laagrite höördemomente
3.2 Paindemoment kesk-peatasandis xy (1)
Varda toereaktsioonid y telje sihis
Leitakse
(tegelikkuses joonisega võrreldes vastupidise märgiga)
Vastus tuleb negatiivne kuna rihmaratta A jõud mõjuvad zx tasapinna suhtes paralleelselt, kuid rihmaratta B jõud zx tasapinnast ülespoole.
Leitakse
(tegelikkuses joonisega võrreldes vastupidise märgiga)
3.2 Paindemoment kesk-peatasandis xy (2)
Varda paindemomendid telje z sihis
Varda otstes põõrdemomente ei teki, paindemoment M ei teki
Paindemomendi epüür
Varda paine xy tasapinnas vaadates võiks välja näha midagi taolist nagu ülaltoodud joonisel
Põikjõu Q epüürist võib loobuda, kuna Q mõju painde tugevusanalüüsis on tavaliselt väike.
3.3 Paindemoment kesk-peatasandis zx (1)
Varda toereaktsioonid telje z sihis
3.3 Paindemoment kesk-peatasandis zx (2)
Varda otstes momente ei teki, seega
Leitakse moment
Leitakse moment
Paindemomendi epüür koostatakse lõikemeetodiga

4. Ümarvõlli ristlõike pingete analüüs

4.1 Ümarristlõike paindepinged
See on kesk-peateljestik, mison määratud nulljoonega, nulljoone suhtes on paine tasapinnaline.
4.2 Ümarristlõike suurimad paindepinged
Selle paindemomendi M tasand valitakse kesk-peatasandiks
4.3 Ümarristlõike ohtlikud punktid
4.4 Ümarristlõike ohtlike punktide võrdpinge
4.5 Ümarristlõike ekvivalentne paindemoment
4.6 Ümarristlõike ohtlik ristlõige
Varda ekvivalentsed paindemomendid
Ekvivalentse paindemomendi epüür
Ühtlase ÜMARvõlli ohtlik ristlõige on = 1836,8 Nm

5. Ümarvõlli tugevusarvutus

5.1 Ühtlase ümarvõlli läbimõõt
Võlli läbimõõt
Lubatav tõmbepinge:
Valides eelisarvude reast R10“, saadakse võlli ohutuks läbimõõduks 80 mm
5.2 Tugevuskontroll ristlõikes H
Suurim väändepinge
Suurim summaarne paindepinge
Ühtlase võlli tugevus on tagatud
Paindepinge ja väändepinge epüürid

Vastus

Võll läbimõõduga 80 mm on piisavalt tugev antud mehhanismile.