Инженер начинается в школе

Кручение

В технике на кручение работают многие детали: шпин­дели станков, различные валы, обыкновенный ключ двер­ного замка. Все эти детали передают крутящий момент от источника движения — двигателя или руки — к исполни­тельному механизму.

Кручение

Р НА БОЛТАХ

Кручение

Рис. 19. Соединение деревянных деталей врубкой.

НА ХОМУТАХ

Крутящий момент — это произведение силы, выражен­ной в килограммах, на расстояние (плечо) этой силы от оси

Кручение

Рис. 20. Замена сплошного вала полым.

Вращения, выраженное в метрах или в сантиметрах. Изме­ряется крутящий момент в кгм или кгсм (в системе Си— в Н-м).

При передаче крутящего момента в сечении вала возни­кают внутренние напряжения, но если при растяжении на­пряжения по своей величине одинаковы во всех точках се­чения, то при кручении дело обстоит по-другому: на оси вала они равны нулю, в точках, близких к оси, весьма малы и возрастают по мере удаления от оси, достигая своего мак­симального значения у наружного диаметра. Таким обра­зом, материал средней части вала при передаче крутящего момента почти не нагружен и практически не используется. Значит, валы и стержни можно изготавливать пустотелыми без ущерба для их прочности, но зато значительно меньшего веса. Например, у вала с наружным диаметром 48 мм с тол­щиной стенки 5 мм прочность такая же, как у сплошного вала диаметром 40 мм, но в два раза легче его (рис. 20).

Расчеты показывают, что такая замена позволяет зна­чительно снизить вес конструкций. Это особенно важно при изготовлении различных транспортных средств, где снижение веса конструкции позволяет экономить металл и использовать мощность двигателя для увеличения веса перевозимого груза. Поэтому-то рамы велосипедов, мото­циклов и многие другие конструкции изготавливают из труб. Пустотелые стержни вместо сплошных широко приме­няют и в станкостроении. Например, пустотелый шпиндель токарного и револьверного станков дает возможность из­готавливать детали из прутка, а это значительно уменьшает количество отходов. Через пустотелые шпиндели фрезерных станков проходят стержни, с помощью которых достига­ется надежное крепление в шпинделе оправок для фрез.

Конструкции из труб применяют и юные техники, на­пример, при изготовлении картов (рис. 21).

Использование труб вместо сплошного стержня должно, разумеется, производиться без малейшего ущерба для проч-

Кручение

Рис. 21. Карт.

Ности конструкции, поэтому такую замену можно произво­дить лишь после предварительной тщательной проверки расчетом.

Прочность любого вала будет в пределах нормы, если возникающие в нем при кручении внутренние напряжения не превысят допускаемых. При кручении величину допус­каемого напряжения обычно принимают равной 0,5—0,6 допускаемого напряжения на растяжение. Для мягкой ста­ли допускаемое напряжение при кручении /?^=200 кг! см2, А для твердой стали =300-7-1200 кг! см2, в зависимости от характера нагрузки и сечения вала

Кручение

А наружный диаметр пустотелого вала по формуле:

Кручение

1 Если на валу есть гнезда для шпонок, то возникает концентрация местных напряжений, снижающая прочность вала.

Зная величину крутящего момента и допускаемые на­пряжения, необходимый диаметр сплошного вала опреде­ляют по формуле:

Где:

^внутр.

А = - т--------- ; Л7кр—крутящии момент на валу.

"наружн.

Если вал передает вращение от двигателя мощностью N киловатт и делает при этом п оборотов в минуту, то крутящий момент на валу, выраженный в килограммо-сан - тиметрах, будет равен:

N

МКГ) =97360 — кгсм.

Кр. п

Пример. Определить диаметр стального вала, передаю­щего вращение от электродвигателя мощностью 2 кет при я =1000 об /мин.

Мкр. = 97 360 = 195 кгсм.

Принимая допускаемое напряжение равным 200 кг! см2, Находим диаметр вала сплошного:

D= 18 мм = 18-Ю-3 м.

Приняв a=^ritL = 0,8,

"наружн.

Определим диаметры полого вала равной прочности:

З / 195

Снаружи. = 1.7. У (1-0,8)4 200^2>0сл* = 2() ** = 2'10-а dBHyTp.= 20-0,8 =16 лип = 16. ю-3 м.

Иначе говоря, пустотелый вал диаметром 20 мм при толщине стенки 2 мм по прочности на скручивание равен сплошному валу диаметром 18 мм. Но он в 2,2 раза легче!

Инженер начинается в школе

Формулировка предмета изобретения

Формула изобретения. 1. Дыхательный автомат аква­ланга, содержащий камеру с клапаном и кинематически сочлененной с ним системой ры­чагов мембраной, служащей для подачи в камеру свежего воздуха при вдохе, и компенсатор давления …

Пример заявки на изобретение

Наименование предприятия-заявителя или фами­лия, имя и отчество автора (авторов), если послед­ний являетсяJ заявителем. Название изобретений. Вводная часты область техники, к которой относится предполагаемое изобретение «ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АВТОМАТ АКВАЛАНГА. Изобретение от­носится к …

Звездные часы&quot

Если взглянуть на проблему становления человечества исторически, то можно утверждать: человек начался с изоб­ретательства. Изобретательство — самое древнейшее заня­тие человечества, потому что само человечество только через последовательную цепь изобретений и …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.