21. Определение нормальных напряжений при плоском поперечном изгибе
При расчете балки на изгиб одной из важнейших является задача определения ее прочности. Плоский изгиб называется поперечным, если в поперечных сечениях балки возникает два внутренних силовых фактора: М – изгибающий момент и Q – поперечная сила, и чистым, если возникает только М.
В поперечном изгибе силовая плоскость проходит через ось симметрии балки, являющейся одной из главных осей инерции сечения.
При изгибе балки одни слои ее растягиваются, другие сжимаются. Между ними находится нейтральный слой, который лишь искривляется, не изменяя при этом своей длины.
Линия пересечения нейтрального слоя с плоскостью поперечного сечения совпадает со второй главной осью инерции и называется нейтральной линией (нейтральной осью).
От действия изгибающего момента в поперечных сечениях балки возникают нормальные напряжения, определяемые по формуле
где М – изгибающий момент в рассматриваемом сечении; I – момент инерции поперечного сечения балки относительно нейтральной оси; у – расстояние от нейтральной оси до точки, в которой определяются напряжения.
Как видно из формулы (8.1), нормальные напряжения в сечении балки по ее высоте линейны, достигая максимального значения в наиболее удаленных точках от нейтрального слоя.
где W – момент сопротивления поперечного сечения балки относительно нейтральной оси.
41. Фрикционные передачи
Принцип работы фрикционных передач основан на трении. в связи с чем фрикционные передачи имеют отличительную особенность – необходимость поджатия одного диска передаточного устройства к другому, для чего один из дисков устанавливают на несмещаемой опоре (Рис. IX. 2).
Рис. IX. 2
Сила P, передающаяся от ведущего диска 1 к ведомому диску 2, связана с усилием поджатия F в соотношении:
,
где f – коэффициент трения дисков;
β – коэффициент запаса передаваемого усилия.
Передаточное отношение фрикционной передачи зависит от соотношения диаметров ведущего 1 и ведомого 2 колес:
.
Достоинствами фрикционных передач являются простота устройства, бесшумность работы и плавность движения. Однако они используются в механизмах, передающих небольшие усилия, что связано с эффектом проскальзывания одного диска по другому. Вызванное этим непостоянство передаточного отношения, а также необходимость использования больших усилий поджатия, является основным недостатком фрикционных передач с точки зрения кинематики.
38.Расчет поперечного сечения вала при кручении по условию прочности. Проверка сечения по условию жесткости.
Условие прочности при кручении с учетом принятых обозначений формулируется следующим образом: максимальные касательные напряжения, возникающие в опасном сечении вала, не должны превышать допускаемых напряжений и записывается в виде
τ = Mкmax/Wр ≤ [τк],
где
[τк] - берется либо на основании опытных данных, либо (при отсутствии нужных опытных характеристик) по теориям прочности, соответствующим материалу;
Mкmax - максимальный крутящий момент в сечении вала;
Wр - полярный момент сопротивления.
Условие прочности может служить основой для трех видов расчетов:
1. Проверка прочности (проверочный расчет), когда известны наибольший крутящий момент и размеры поперечного сечения вала. Расчет производится непосредственно по формуле τ = Mкmax/Wр ≤ [τк].
2. Подбор сечения (проектный расчет). Получим формулу для определения полярного момента сопротивления Wр, а значит диаметра вала, исходя из условия прочности:
Wр ≥ Mкmax/[τк]
Требуемый диаметр вала при найденном Wр. Значении диаметра определяется из формулы:
Wр = π·d3/16