ID: 6080

Название работы: Кручение. Понятие о крутящем моменте, внешних нагрузках, вызывающих кручение

Категория: Реферат

Предметная область: Архитектура, проектирование и строительство

Описание: Кручение. Понятие о крутящем моменте, внешних нагрузках, вызывающих кручение Под кручением понимается такой вид нагружения, при котором в поперечных сечениях стержня возникает единственный силовой фактор - крутящий момент Мк. Стержни, работающи...

Язык: Русский

Дата добавления: 2012-12-28

Размер файла: 64 KB

Работу скачали: 15 чел.

Кручение. Понятие о крутящем моменте, внешних нагрузках, вызывающих кручение

Под кручением понимается такой вид нагружения, при котором в поперечных сечениях стержня возникает единственный силовой фактор – крутящий момент Мк. Стержни, работающие на кручение, называют валами.

Кручение возникает под действием внешних моментов (пар сил), действующих в плоскостях, перпендикулярных продольной оси вала. Внешние моменты передаются на вал в местах посадки на него шкивов, зубчатых колес, турбин и т.п.

Часто в технических задачах известны мощность, передаваемая валом, и число оборотов вала. По этим данным может быть вычислен скручивающий внешний момент:      

,    где  ,

или   .

где N – мощность выражена в ваттах, n (об/мин).

Внутренние силовые факторы, эпюра крутящих моментов

Для определения крутящих моментов, возникающих в поперечных сечениях вала под действием внешних скручивающих моментов, применяют метод сечений.

Примем следующее правило знаков при анализе крутящих моментов в сечении: крутящий момент в сечении а-а будем считать положительным, если при взгляде со стороны внешней нормали к сечению скручивающий момент вращает отсеченную часть по часовой стрелке. На рис.5.1 изображен вал, защемленный одним концом и нагруженный на свободном конце внешним моментов М, который вращает отсеченную часть  по часовой стрелке.

Следовательно, согласно принятому правилу знаков, крутящий момент Мк в сечении а-а будет положительным.

При действии на отсеченную часть нескольких внешних моментов, крутящий момент в сечении находится как алгебраическая сумма внешних скручивающих моментов, действующих по одну сторону от сечения.

Для того чтобы судить о характере распределения крутящих моментов по длине вала, строят эпюру этих силовых факторов.

Для упрощения внешние моменты будем условно обозначать в виде двух кружков, соединенных линией. Кружок с точкой обозначает силу, направленную на наблюдателя, с крестиком – от наб-людателя (Рис.5.2а).

Поясним пос-троение эпюры крутящих моментов на следующем примере: рассмотрим вал АЕ (рис.5.2б), опирающийся на подшипники и нагруженный в сечениях А, В, С, D, Е сосредоточенным  крутящими момен-тами, а на участке СD – распределенным крутящим моментом (m). Вал под действием указанных моментов находится в равновесии.

Проведем сече-ние а-а на участке АВ. Из условия равновесия левой от сечения части получаем Мк=200 Нм.

В сечении в-в на участке ВС  Мк= 200 – 400 = - 200 Нм.

В сечении с-с на участке CD  Мк= 200 – 400 – 600 + 100z,   м.

При       z=0  Мк= - 800 Нм, при   z=1 м  Мк= - 700 Нм.

В сечении d-d на участке DE Мк= 200 – 400 – 600 + 100 + 200 = - 500 Нм.

Эпюра крутящих моментов имеет форму прямоугольников, за исключением участка, на котором приложен распределенный крутящий момент. Следует отметить, что в том сечении, где имеется сосредоточенный крутящий момент, ордината эпюры скачкообразно изменяется на величину приложенного здесь момента.

М

а

Z

У

Х

Рис.5.1

М

М

3М

2М

b

2



d

d

с

с

b

а

а

М

Мк

а)

3М

3М

2

/2

М5=500 Нм

М4=200 Нм

500

Е

0,335

z

m=100Hм/м

      с

1м

d

1м

D

С

В

А

 (град)

0,251

0,067

1

700

Мк,

Нм

0,5м

1м

d

с

b

b

а

а

200

М1=200 Нм

М2=400 Нм

200

800

2

3

4

М3=600 Нм

б)

Рис.5.2