Расчет стойки на изгиб онлайн: пошаговая инструкция онлайн – калькулятора

Содержание

пошаговая инструкция онлайн – калькулятора

Расчет стойки на прочность и устойчивость: онлайн – калькулятор.

С помощью онлайн – калькулятора можно рассчитать параметры стойки из металла, по — другому колонны с центрально – нагруженным типом, которая имеет форму круга, прямоугольника, квадрата либо шестигранника.

Расчет стойки на прочность и устойчивость, также гибкость можно выполнить легко, введя необходимые параметры, программа выдаст через несколько минут верные цифры. Таким образом, можно рассчитать значение прочности, также гибкости или устойчивости колонн из Двутавра, либо Тавра, либо Швеллера, либо Уголка.

Общие сведения

Во время проведения проектировочных действий всех конструкций строительства разрабатывают схемы, которые дают гарантию на устойчивость, прочность, также имеют высокий показатель неизменяемости в пространстве всего строения и индивидуальных частей во время монтажа с эксплуатацией.

Важно! Стойки должны обеспечивать устойчивость и прочность всей строительной конструкции, поэтому ее подвергают тщательной проверке, когда она находится под сжимающим воздействием нагрузки.

Колонны подвергаются проверке на:

1.уровень прочности.

2.на уровень устойчивости.

3.на уровень гибкости, которая может быть допустима.

Для проведения расчетов свойств стойки можно воспользоваться онлайн – калькулятором.

Программа рассчитана на вычисление стоек, выполненных из трех материалов:

1.из дерева трех сортов.

2.из стали десяти классов.

3.из бетона девяти классов.

Программа различает такие виды сечения, как:

1.труба,

2.круг.

3.двутавр.

4.швеллер.

5.уголка.

6.сечение в виде квадрата.

7.сечение в виде прямоугольника.

8.труба с квадратным профилем.

Чтобы рассчитать стойку, необходимо ввести в специальные поля размеры диаметров фигур по их геометрии, они показаны на рисунке, также нужно знать значение длины изделия, показатель расчетной крепежной схемы, задают нагрузочный параметр для колонны.

После того, как пустые поля заполнены, нажимают «считать», программой выводится на экран показатели на прочностные свойства колонны и ее устойчивость. Если надо получить расширенную информацию, нажимают «подробнее», тогда на экране появляются значения площади внутри стойки, показатель расчетного сопротивления материла, значение напряжения, значение инерционного радиуса по Х-У оси, значение гибкости по оси, показатель расчетного значения длины изделия, параметры изгибов продольного типа.

Пошаговая инструкция проведения расчета

1.Вводят тип проката: круглый, квадратный, в форме полосы, шестигранника и т.д.

2.Указывают разновидность схемы, по которой крепится стойка: в виде заделки консоли, в виде заделки заделки, в виде заделка шарнир, либо шарнир шарнир.

3.Выбирают материал проката, к примеру: из Стали С235 — Ст3кп2, из Стали С245 — Ст3пс5 либо Ст3сп5.

4.Устанавливают разновидность стойки, ее назначение, к примеру: стойки передающие, служащие для опоры, основные либо второстепенные.

Важно! При отсутствии типа материала в таблице, а показатель его расчетного сопротивления (кг /см 2) известен, значит, следует ввести значение в специальное поле.

Чтобы произвести расчет вводят:

1.Длину стойки — L, выражают в метрах.

2.Размер D либо Dv, либо A, выражают в миллиметрах.

3.Размер B, выражают в миллиметрах.

4.Нагрузку на колонну — P, выражают в килограммах.

По последней версии СНиПа II – 23 – 81 проводя расчет прочности стальных деталей, оснащенных центральным растяжением либо сжатием посредством силы Р вычисляют при помощи следующей формулы:

P : Fp Х Ry Х Yc<=1

Формула состоит из:

1.P – показатель актуальной нагрузки.

2.Fp – значение диаметральной площади, рассчитанный поперек стержня.

3.Ry – параметр подсчетного сопротивления стоечного материла, определяется согласно таблице В5, в приложении СНиП.

4.Yc – значение коэффициента условий функционирования, согласно данным таблицы No1 по СНиПу. Согласно примечаниям, данной таблица калькулятора в пункте No5 имеет показатель Yc равный 1.

Расчет на устойчивость детали, имеющей сплошное сечение с центральным сжатием силой Р вычисляют согласно формуле:

P : Fi х Fp х Ry х Yс<=1

В формуле:

1.Fi – значение коэффициента, указывающий на продольный изгиб, элементов центрально – сжатого типа.

Данный коэффициент компенсирует небольшую не прямолинейность стойки, нехватку крепежной жесткости, также неточность определения нагрузки вдоль двух осей колонны.

Параметр Fi отличается в зависимости от марки стального материла его гибкости, как правило, значение определяют по таблице No 72 из СНиПа II-23-81 за 1990 год, зависит также от показателя сопротивления материала, сжатию при расчете, изгиба и растяжения.

Данное условие делает расчет более простым, но более грубым, потому что в СНиП указаны инженерные формулы, по которым рассчитывают Fi.

Физическая величина – гибкость стойки, по-другому Lambda, определяющая параметры стойки, которые значение длины, поперечное сечение, в том числе значение инерционного радиуса.

LAMBDA = Lr : i

В формуле:

Lr – значение расчётной стержневой длины.

i – значение инерционного радиуса стержневого диаметра поперечного типа.

Данная величина, обозначаемая i вычисляется, как корень квадратный из значения I : Fp, в котором I равен моменту инерции, а Fp равно площади сечения.

Lr=Mu * L,

В формуле:

Mu – коэффициент, определяемый крепежной схемой колонны.

L – значение длины стойки.

Различают следующие виды схем для крепления колонны, у каждой схемы свой коэффициент:

1.тип заделка — консоль со свободным концом, Mu = 2.

2.тип заделка — заделка, Mu = 0. 5.

3.тип заделки – шарнир, Mu = 0.7.

4.тип шарнир – шарнир, Mu = 1.

Важно!

Если у прямоугольника, имеющего два радиуса инерции сечения, вычисляют Lambda, использовать следует наименьший из них.

Гибкость стойки, которую рассчитывают по вышеуказанной схеме, не может быть выше значения 220 согласно таблице No 19 по СНиПу II – 23 – 81, в нем указаны максимальные показатели предельной гибкости стоек центрально-сжатого типа.

Чтобы их правильно применять, следует в калькуляторе выбрать таблицу с названием Вид и назначение стоек, далее определить подвид.

Значение предельной гибкости определяется параметрами геометрических фигур, на величину влияет изгиб продольный, нагрузка, расчетное сопротивление материала изделия, рабочие условия.

Перед тем, как начать работать в калькуляторе онлайн, следует тщательно изучить инструкцию.

Изменения, внесенные в работу калькулятора

Исправления, внесенные от 20 июня 2018 года, стали:

1.включили проверку стоек по значению гибкости.

2.включили возможность расчета уголков спаренного и крестообразного типа.

3.включили функцию расчета швеллера, который имеет форму короба или двутавра.

4.включили проверку уголка согласно главным осям.

Исправления, внесенные от 8 сентября 2018 года включают:

1.добавление проверки локальной устойчивости стенок либо полок в двутавре, или швеллере, или уголке, также металлического профиля.

Исправления, внесенные от 2 декабря 2018 года, включают:

1.исправление расчетного параметра сопротивления деревянного материала на сжатие в разделе СП под названием ”Деревянные конструкции».

2.исправление коэффициентов расчетного значения по длине, применяемые для материала из дерева.

3.исправление замечаний, отображающих итоговые расчеты.

Расчет стойки на прочность и устойчивость

На чтение 4 мин. Просмотров 10.7k. Обновлено

Расположенный ниже онлайн калькулятор предназначен для расчёта центрально-нагруженной стойки (колонны) из стального проката круглого, квадратного, прямоугольного и шестигранного сечения на прочность, устойчивость и изгиб. Если Вам нужно рассчитать онлайн прочность, изгиб и устойчивость стойки из СТАЛЬНЫХ ТРУБ, смотрите ТУТ . Или расчет стойки из ШВЕЛЛЕРА, ДВУТАВРА, ТАВРА и УГОЛКА на прочность, устойчивость и гибкость.

При проектировании строительных конструкций, необходимо принимать схемы, обеспечивающие прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом, а также его отдельных элементов при монтаже и эксплуатации.

Поэтому стойку, находящуюся под действием сжимающей её нагрузки необходимо проверять:

  1. На прочность;
  2. Устойчивость;
  3. Допустимую гибкость.

Для расчета предлагаем вам воспользоваться онлайн калькулятором, специально разработанным для нашего сайта!

Онлайн калькулятор для расчёта стойки (колонны) из стального проката

Материал проката Вид и назначение стоек (колонн)
Сталь С235 (Ст3кп2)Сталь С245 (Ст3пс5,Ст3сп5)Сталь С255 (СтГпс,Ст3Гсп)Сталь С285 (Ст3сп,Ст3Гпс,Ст3Гсп)Сталь С345 (12Г2С,09Г2С)Сталь С345К (10ХНДП)Сталь С375 (12Г2С)Сталь С390 (14Г2АФ)Сталь С390Д (14Г2АФД)Сталь С440 (16ГАФ)Сталь С590 (12Г2СМФ) Стойки и раскосы передаюшие опорные реакции Основные колонныВторостепенные колонны
                                         


Если Вашего материала нет в таблице, но Вам известно рассчётное
сопротивление этого материала, ведите его значение в это поле (кг/см2):
Введите параметры для расчёта

Логика онлайн расчета на прочность и устойчивость стойки из стального проката

Согласно Актуализированной редакция СНиП II-23-81 (CП16.

13330, 2011) рассчитывая на прочность элементов из стали при центральном растяжении или сжатии силой P следует выполнять по формуле:

P / Fp * Ry * Yc <= 1

  • где P – действующая нагрузка.
  • Fp – площадь поперечного сечения колонны.
  • Ry – подсчетное сопротивление материала (стали колонны), выбирается по таблице В5 Приложения “В” того же СНиПа.
  • Yc – коэффициент условий работы по таблице 1 СНиПа (0.9-1.1). В соответствии с примечанием к этой таблице (пункт 5) в калькуляторе принято Yc=1.

Проверку на устойчивость элементов сплошного сечения при центральном сжатии силой P следует выполнять по формуле:

P / Fi * Fp * Ry * Yc <= 1

где Fi – коэффициент продольного изгиба центрально – сжатых элементов.

Коэффициент Fi введён в качестве компенсации возможности некоторой не прямолинейности колонны, недостаточной жесткости её крепления и неточности в приложении нагрузки относительно оси стойки.

Значение Fi зависит от марки стали и гибкости колонны и часто берётся из таблицы 72 СНиП II-23-81 1990г., исходя из гибкости колонны и расчётного сопротивления выбранной стали сжатию, растяжению и изгибу.

Это несколько упрощает и огрубляет вычисления, так как СНиП II-23-81* предусматривает специальные формулы для определения Fi. Гибкость (Lambda) – некоторая величина, характеризующая свойства рассматриваемого стержня в зависимости от его длины и параметров поперечн. сечения, в частности радиуса инерции:

Lambda = Lr / i

  • здесь Lr – расчётная длина стержня,
  • i – радиус инерции поперечного сечения стержня (колонны).

Радиус инерции сечения i равен корню квадратному из выражения I / Fp, где I – момент инерции, Fp – его площадь.

Lr (расчётная длина) определяется как Mu*L; здесь L – длина стойки, а Mu – коэфф., зависящий от схемы её крепления:

  • “заделка-консоль”(свободный конец) – Mu=2;
  • “заделка-заделка” – Mu = 0. 5;
  • заделка – шарнир” – Mu = 0.7;
  • “шарнир – шарнир” – Mu = 1.

Следует иметь ввиду,что при наличии у формы поперечн. сечения 2-ух радиусов инерции (например, у прямоугольника), при вычислении Lambda используется меньший.

Кроме того, сама Lambda (гибкость колонны), рассчитанная по формуле Lambda = Lr / i не должна превышать 220-ти в соответствии с таблицей 19. СНиП II-23-81*; там же содержатся ограничения на предельную гибкость центрально – сжатых стержней.

Для их использования необходимо сделать выбор в таблице онлайн калькулятора “Вид, назначение стоек”. Предельная гибкость стоек, кроме их геометрических параметров, зависит также от коэффициента продольного изгиба (Fi), действующей нагрузки (P), расчётного сопротивления материала стоики (Ry) и условий её работы (Yc).

Предельная гибкость, устойчивость и прочность стоек, кроме их геометрических параметров, зависит также от коэффициента продольного изгиба (Fi), действующей нагрузки (P), расчётного сопротивления материала стойки (Ry) и условий её работы (Yc).

Если возникнут трудности при расчетах онлайн калькулятором прочности и устойчивости, рекомендуем предварительно ознакомиться с инструкцией.

Расчет сечения колонны под действием осевой силы и изгиба

Система, нагружение и внутренние силы

Pисунок 01 - Система, нагружение и внутренние силы

Характеристики сечения

h = 300 мм, b = 360 мм, ts = 12,5 мм, tg = 22,5 мм, r = 27 мм
A = 180,60 см², Iy = 43 190 см4, Wy = 2400 см³
$\begin{array}{l}{\mathrm A}_{\mathrm v}\;=\;\mathrm A\;-\;2\;⋅\;\mathrm b\;⋅\;{\mathrm t}_{\mathrm g}\;+\;({\mathrm t}_{\mathrm s}\;+\;2\;⋅\;\mathrm r)\;⋅\;{\mathrm t}_{\mathrm g}\\{\mathrm A}_{\mathrm v}\;=\;180,60\;-\;2\;⋅\;30\;⋅\;2,25\;+\;(1,25\;+\;2\;⋅\;2,70)\;⋅\;2,25\;=\;60,56\;\mathrm{см}²\end{array}$

Pисунок 02 - Сечение балки HEB 360, S235

Расчет класса сечения

[1] Таблица 5. 2, элементы сечения, опираемые с обеих сторон
Стенка балки: c = 261 мм, t = 12,5 мм
$\mathrm{prov}\;\left(\frac{\mathrm c}{\mathrm t}\right)\;=\;\left(\frac{261}{12,5}\right)\;=\;20,88\;<\;\mathrm{limit}\;\left(\frac{\mathrm c}{\mathrm t}\right)\;\;=\;33\;\cdot\;\mathrm\varepsilon\;=\;33\;\cdot\;1\;=\;33$

Стенка соответствует требованиям к сечению класса 1.

[1] Таблица 5.2, элементы сечения, опираемые с одной стороны
Полка балки: c = 116,8 мм, t = 22,5 мм
$\mathrm{prov}\;\left(\frac{\mathrm c}{\mathrm t}\right)\;=\;\left(\frac{116,8}{22,5}\right)\;=\;5,19\;<\;\mathrm{limit}\;\left(\frac{\mathrm c}{\mathrm t}\right)\;\;=\;9\;\cdot\;\mathrm\varepsilon\;=\;9\;\cdot\;1\;=\;9$

Полка соответствует требованиям к сечению класса 1.

Следовательно, полное сечение может быть классифицировано как сечение класса 1.

Расчет сечения под давлением по 6.2.4

$\begin{array}{l}\frac{{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}}}{{\mathrm N}_{\mathrm c,\mathrm{Rd}}}\;\leq\;1,0\\{\mathrm N}_{\mathrm c,\mathrm{Rd}}\;=\;\frac{\mathrm A\;\cdot\;{\mathrm f}_{\mathrm y}}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}\;=\;\frac{180,60\;\cdot\;23,5}{1,0}\;=\;4244,10\;\mathrm{кН}\\\frac{2000,00}{4244,10}\;=\;0,47\;\leq\;1\;\rightarrow\mathrm{расчет}\;\mathrm{is}\;\mathrm{выполнен}. \end{array}$

Расчет сечения на силу сдвига по оси z по 6.2.6

$\begin{array}{l}{\mathrm V}_{\mathrm c,\mathrm{Rd}}\;=\;{\mathrm V}_{\mathrm{pl},\mathrm{Rd}}\;=\;\frac{{\mathrm A}_{\mathrm v}\;\cdot\;{\displaystyle\frac{{\mathrm f}_{\mathrm y}}{\sqrt3}}}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}\;=\;\frac{60,56\;\cdot\;{\displaystyle\frac{23,5}{\sqrt3}}}{1,0}\;=\;821,66\;\mathrm{кН}\\\frac{\max\;{\mathrm V}_{\mathrm z,\mathrm{Ed}}}{{\mathrm V}_{\mathrm{pl},\mathrm{Rd}}}\;=\;\frac{48,75}{821,66}\;=\;0,06\;\leq\;1\;\rightarrow\;\mathrm{Design}\;\mathrm{is}\;\mathrm{fulfilled}.\\\frac{{\mathrm h}_{\mathrm w}}{{\mathrm t}_{\mathrm w}}=\;\frac{315}{12,5}\;=\;25,2\;\leq\;72\;\cdot\;\frac{\mathrm\varepsilon}{\mathrm\eta}\;=\;72\;\cdot\;\frac{1,0}{1,2}\;=\;60,00\;\rightarrow\;\mathrm{Не требуется}\;\mathrm{расчет}\;\mathrm{на потерю устойчивости}\;\mathrm{при}\;\mathrm{сдвиге}.\end{array}$

Расчет сечения на изгиб, сдвиговую и осевую силу по 6.2.9.1

Осевую силу необходимо учитывать, если:
$\begin{array}{l}{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}}\;\geq\;0,25\;\cdot\;{\mathrm N}_{\mathrm{pl},\mathrm{Rd}}\\{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}}\;=\;2000\;\mathrm{кН}\;>\;0,25\;\cdot\;4244,10\;=\;1061,03\;\mathrm{кН}\end{array}$
и
$\begin{array}{l}{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}\;}\;\geq\;\frac{0,5\;\cdot{\mathrm h}_{\mathrm w}\;\cdot\;{\mathrm t}_{\mathrm w}\;\cdot\;{\mathrm f}_{\mathrm y}}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}\\{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}}\;=\;2000\;\mathrm{кН}\;>\;\frac{0,5\;\cdot\;31,50\;\cdot\;1,25\;\cdot\;23,5}{1,0}\;=\;462,66\;\mathrm{кН}\end{array}$

→ Необходимо принять во внимание осевую силу.

$\begin{array}{l}{\mathrm M}_{\mathrm N,\mathrm y,\mathrm{Rd}}\;=\;630,51\;\cdot\;\frac{\left(1\;-\;0,471\right)}{\left(1\;-\;0,5\;\cdot\;0,252\right)}\;=\;381,62\;\mathrm{кНм}\\\frac{\max\;{\mathrm M}_{\mathrm y,\mathrm{Ed}}}{{{\mathrm M}_{\mathrm N}}_{,\mathrm y,\mathrm{Rd}}}\;=\;\frac{79,22}{381,62}\;=\;0,21\;<\;1,0\;\rightarrow\;\mathrm{расчет}\;\mathrm{is}\;\mathrm{выполнен}.\end{array}$

Pисунок 03 - Расчеты сечения

Расчет конструкций

вернуться на главную страницу

ПРИСТУПАЯ К РАСЧЕТАМ

Обратите внимание, что при расчете сооружений, которые находятся на открытом воздухе (Эстакады, мачты, навесы и т.п.),

необходимо учитывать температурные воздействия. Смотрите температурные нагрузки.

РАСЧЕТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

РАСЧЕТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ — ОКОНЧАНИЕ

Для облегчения этого этапа разработаны следующие разделы:Выполнение различных расчетов конструктивных элементов зданий и сооружений является не только одним из самых ответственных этапов проектирования, но и требует высокого уровня подготовки специалиста, больших знаний, опыта и даже инженерной интуиции. Расчеты строительных конструкций.

1. КЛИМАТОЛОГИЯ

Первое с чего начинается расчет строительных конструкций это определение места положения объекта. Раздел климатология содержит справочную информацию о районировании территории РФ по различным климатическим характеристикам. Удобные карты и таблицы позволяют быстро получить необходимую информацию.

2. СБОР НАГРУЗОК

После определения места нахождения объекта, можно приступить к сбору нагрузок. В этом разделе будут собраны справочные данные и примеры сбора нагрузок на различные типы несущих конструкций.

3. РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

Расчет фундаментов, а также оснований обычно рассчитывают в последнюю очередь, т.к. нагрузки на эти конструкции передаются от расположенных выше конструкций и без их расчета, нельзя получить точных нагрузок на основания и фундаменты. Этот раздел содержит справочные данные для расчета оснований и грунтов.

4. РАСЧЕТ КМ И КЖ

(Расчет металлических конструкций и железобетонных конструкций)

Выполнение расчетов металлических и железобетонных конструкций временно объединим в один раздел, а по мере накопления материала, эти разделы будут разделены.

5. РАСЧЕТ КК И ДК

(Расчет каменных конструкций  и деревянных конструкций)

Выполнение расчетов каменных и деревянных конструкций временно объединим в один раздел, а по мере накопления материала, эти разделы будут разделены

Расчет общей устойчивости внецентренно и центрально сжатых и при изгибе метал. колонн, определение коэффициента фи, фи_е, фи_b, Сmax, C, гибкости коло

Аналога данного расчета изначально нигде не нашел, в том числе на данном сайте в Download. Ни в одном расчете не определяется весь спектр коэффициентов (см. ниже) с проверкой процента использования! А тем более нет расчётов с возможностью просто выбирать нужный профиль, а не забивать отдельно каждую характеристику (лямбда;, mef, A, Ix, Iy, ix,iy и т.д.). Также все файлы, проверенные мною в Download по расчету коэффициента фи_b либо не считали, либо считали не верно (правда таких файлов всего два в Download)! К тому же все имеют на компьютере Excel, но не всегда под рукой спецпрограмма (Lira 9, СКАД). Поэтому считаю что такой расчет должен быть.
Данный расчет оформлен в Excel (для 2010 сохранен в формате .xlsx, для 2003 - в форматах .xls и .xlm - если надо другой говорите, а то я не в теме).

В файле выполняется полный расчет колонн на общую устойчивость согласно СП16.1330.2011 при трёх видах состояний:
1. Расчет на общую устойчивость внецентренно сжатых колонн.
2. Расчет на общую устойчивость при центральном сжатии.
3. Расчет на общую устойчивость при изгибе.
Расчет каждого из них производится одновременно на одном листе сразу относительно оси Х и относительно оси Y, а также и их комбинации, позволяя сразу делать проверку по всем трем состояниям.

Автоматически вычисляются следующие коэффициенты и характеристики:

1. e - эксцентриситет приложения силы.
2. р - ядровое расстояние сечения.
3. m - относительный эксцентриситет.
4. лямда_u - предельная гибкость колонны по СП16.13330.2011 по табл. 0.5- условная гибкость колонны по осям.
8. Аf/Aw - отношение площадей полки и стенки.
9. n - коэффициент влияния формы сечения.
10. mef- приведенный относительный эксцентриситет.
11. фи_е - коэффициент устойчивости колонны при внецентренном сжатии в одной плоскости относительно осей Х или Y.
12. альфа, бета;, С - коэффициенты при расчете устойчивости колонны из плоскости действия момента.
13. Сmax - коэффициент при непрерывном подкреплении полок и без.
14. фи_еху - коэффициент устойчивости колонны при внецентренном сжатии в двух плоскостях.
15. фи - коэффициент при центральном сжатии (по формулам (8) и (9) из СП16.13330.2011).
16. фи_b - коэффициент устойчивости из плоскости действия момента при изгибе.
17. сигма/Ry - процент использования сечения колонны при центральном и внецентренном сжатии в плоскости и из плоскости действия момента, и при изгибе.
18. альфа_х - центр изгиба.
19. Iw, It, омега; - секториальный момент инерции Iw, секториальная координата омега, момент инерции при свободном кручении It.
20. фи_b, альфа;, кси;, фи_1 -полная таблица расчета коэффициента устойчивости при изгибе фи_b и всех его промежуточных коэффициентов альфа, кси;, фи_1 у консольной и балочной схем для любого варианта комбинаций вида нагружения, места приложения нагрузки, пояса, к которому приложена нагрузка, и расположения раскреплений, что позволяет визуально оценить наиболее невыгодный вариант (наименьший коэффициент). С помощью списков выбирается нужный.
21. Сх и Су - коэффициенты учета пластической стадии работы материала для коробчатых и трубчатых сечений.
22. дельта_х и дельта_у - коэффициенты для коробчатых и трубчатых сечений.
23. лямда_uw и лямбда_uf. Для коробчатых сечений также выполняется проверка местной устойчивости стенок и полок при центральном сжатии: вычисляются предельная гибкость стенки и полки лямбда_uw и лямбда_uf. 0.5. В случае если гибкость стенки или полки превышают допустимую, вычисляются уменьшенные размеры сечения hd, bd, и уменьшанная площадь сечения Ad с последующей проверкой коэффициента использования сечения сигма/Ry.
24. Вычисление геометрических характеристик для сварных двутавров с двумя и одной осью симметрии, для сварной коробки и тавра.
25. Возможно выбирать - учитывать пластическую стадию работы материала или нет.
26. Можно задавать случайный или дополнительный эксцентриситет по осям X и Y.

Расчет выполняется для следующих видов профилей:

1. СТО АСЧМ 20-93. Двутавры с параллельными гранями полок (Б), (Ш), (К).
2. ГОСТ 26020-83. Двутавры с параллельными гранями полок (Б), (Ш), (К), (ДБ) и (ДШ).
3. ГОСТ 8239-89. Двутавры с уклоном полок.
4. ГОСТ 19425-75* Двутавры специальные (С) и (М).
5. ГОСТ 8240-97 Швеллеры с уклоном полок (У) и (С).
6. ГОСТ 8240-97 Швеллер с параллельными гранями полок (П), (Э) и (Л).
7. ГОСТ 30245-2003. Труба квадратная
8. ГОСТ 30245-2003. Труба прямоугольная
9. Труба СВАРНАЯ. Расчет коробчатого сечения по задаваемым параметрам ширины и толщины составляющих листов.
10. ГОСТ 10704-91. Трубы (круглые) электросварные. Прямошовные.
11. Круглая труба, задаваемая через диаметр сечения и толщину стенки.
12. ТУ 14-2-685-86. Тавры колонные (КТ) и широкополочные (ТШ).
13. СВАРНОЙ равнополочный двутавр с отгибами и без отгибов на поясных листах.
14. СВАРНОЙ неравнополочный двутавр с отгибами и без отгибов на поясном листе.
15. СВАРНОЙ ТАВР.

Приведена детальная справка по вычислениям на пункты СП 16.13330.2011, узнать необходимое можно наведя курсор на нужный элемент и информация появится в виде примечания.
В левом верхнем углу выбирается допустимая гибкость колонны как основной (гибкость 120-150), второстепенной (150-180) и прочая (гибкостью 200).
Если какая то позиция не выполняется, например, процент использования сечения сигма/Ry выше 100% или гибкость элемента лямбда превышает предельную лямбда_u, то ячейка высвечивается красным (розовым) цветом, при этом предельно допустимые значения (например, предельная гибкость лямюда_u) указываются желтым цветом.
Просто задав значения продольной силы N и моментов Мх и Му, на которые будет производится расчет, нужно перебирать желаемый профиль из выпадающего списка, пока не будет красных ячеек. Быстрый перебор любого профиля позволяет быстро подобрать оптимальное решение, обеспечивающее надёжность по устойчивости, и дает возможность экспериментировать.
Коэффициенты вычисляются посредством отдельных таблиц со своими исходными данными (ячейками), на которые она ссылается (эти ячейки в свою очередь берут данные из общих исходных ячеек), поэтому можно любую таблицу легко использовать как отдельный элемент, даже вырвав ее из общего файла. Например, сделав копию файла, можно удалить всё, кроме таблицы коэффициента устойчивости при изгибе фи_b, и получится файл расчета фи_b по заданному профилю и другим параметрам. Или также оставить только таблицы коэффициента влияния формы сечения n;, или коэффициентов альфа, бета, С, Сmax.
Можно добавить любой профиль (например, гнутый швеллер, двутавры, трубы и швеллера по другим ГОСТам), заменив таблицы сортамента (находятся внизу каждого листа) и, если надо, подправив верхнюю таблицу ( с параметрами выбранного профиля), где нужен только выпадающий список и в каждой ячейке функция ВПР( ) от Excel.
В архиве файл расчета в Excel 2010(сохранен в формате .xlsx - если надо другой говорите)и аналогичное описание файла в Word (2003), отдельно папка для расчета в Excel 2003 в форматах .xls и .xlm (смотрите в папке примечание в Word).

Обновление 30.05.2013:
1. Убрал опечатку в примечании, которую пропустил, и все таки сделал коэффициент альфа главы 10 СП16.13330.2011 в зависимости от только коэффициента фи или фи_е (до это было в зависимости от общих сжимающих напряжений, т.е от процента использования сечения, потому что показалось странным что не учитываются в СП напряжения при вычисление альфа при расчете из плоскости или при mef>20), чтобы формально не нарушать СП. Но могу вернуть прежний вариант, если надо.
Обновление 30.05.2013:
1. Добавил по просьбе СТО АСЧМ 20-93. Двутавры с параллельными гранями полок (Б), (Ш), (К).
2. А также сделал то что хотел, но забыл, чтобы для неравнополочных двутавров если толщина отгибов равна d=0, то размеры отгибов а1 и а2 принимались в расчетах равными 0, и наоборот , а1 и а2 равны 0, то d=0 (чтобы постоянно все три параметра вручную не обнулять, а только толщину d).
3. Добавил в архив файл расчета в Excel 2003 в форматах .xls и .xlm и примечание в Word (обязательно посмотрите в папке примечание в Word; и нужна проверка открываемости в Excel 2003).
4. Подправил для квадратных труб значение Сх, не интерпалировало для значения Af/Aw=1
Обновление 01.06.2013.
1. Исправил опечатку в примечаниях к гибкости лямбда (почему-то напечатал радиус инерции в квадрате), (к расчетам не имеет никакого отношения, там все нормально было).
Обновление 10.06.2013:
1. Поправил неверное примечание к расчету коэффициента фи_b для тавров и неравнополочных двутавров - забыл удалить часть примечания, которая относилась к определению коэффициента n=I1/(I1+I2), и для тавров равняющегося n=1, и написанная еще до того как СП16.13330.2011 была обнаружена опечатка (она была исправлена еще до выкладывания в Download, а вот примечание забыл удалить), где в числителе стояло не I1, а It, в результате чего получалась полная несуразица с определением фи_b. Из-за этого и была написана часть примечания, где говорилось что тавры будут рассчитываться из предположения что n=1.
После исправления опечатки необходимость в этом примечании для тавров и неравнополочных двутавров отпала.
(к расчетам никакого отношения не имеет, там все отлично было и есть).
Обновление 07.07.2013:
1. Перенес расчет прокатных труб и сварных труб на разные листы по отдельности, чтоб не загромождали.
2. Добавил пояснений к неравнополочным двутаврам для большей ясности.
3. Поправил коэффициент фи для задаваемой круглой трубы - было как для сечения типа b, а надо для типа а. (получалось немного в запас).
Обновление 25.08.2013:
1. Подправил коэффициент сх и су для круглой задаваемой трубы (лист 11) - они считались как для квадратной трубы, где они получали значения в пределах от 1.04 до 1.26, а должны были быть постоянными и равняться всегда 1.26, из-за этого немного в запас получалось.

Буду очень рад комментариям, критике и пожеланиям!

Задачи на устойчивость | ПроСопромат.

ру

Для двутавра №20 (материал Ст 3, [σ]= 160 МПа), определить допускаемую нагрузку (грузоподъемность) из условия устойчивости, заменить двутавровое сечение:

а) трубчатым заданного профиля,

б) сечением из 2х равнополочных уголков.

Сравнить варианты сечений (двутавр, трубчатое сечение, сечение из уголков) по устойчивости и расходу материала.

  1. Определим допускаемую нагрузку (грузоподъемность) по формуле

 

Для двутавра № 20 площадь поперечного сечения А=26,8 см2 (Сортамент).

Для определения коэффициента продольного изгиба φ необходимо вычислить значение гибкости λ.

В формуле   коэффициент приведения μ, зависящий от способа крепления стержня, для данной схемы равен 0,7.

Длина стержня =4м= 400 см. Чтобы определить минимальный радиус инерции сечения imin. для двутавра № 20 из сортамента выпишем радиусы инерции: iх=8,28 см, iу= 2,07 см. Принимаем минимальный радиус инерции imin = iу= 2,07 см.

Вычисляем гибкость:

По таблице методом интерполяции определяем коэффициент продольного изгиба φ:

λ =130       φ=0,40

λ =140       φ=0,36.

Тогда для λ =135,26

Определяем допускаемую нагрузку по формуле 

Fдоп = 0,378 ∙ 26,8∙10-4м2 ∙ 160МН/м2 = 0,162МН = 162кН.

2. Заменим двутавр трубчатым сечением.

Сторона треугольника: а.

Сторона внутреннего треугольника:

Площадь фигуры А =Авнеш — Авнут.

Рассмотрим треугольник

Высота внешнего треугольника и его площадь:

Для внутреннего треугольника:

Тогда площадь трубчатого треугольника:

Моменты инерции для равнобедренного треугольника:

Для внешнего треугольника (b=a, h=0,866a):

Для внутреннего треугольника (b=0,9a, h=0,866∙0,9∙a=0,78а):

Для всего сечения:

Тогда радиус инерции:

Геометрические характеристики сечения, которое требуется подобрать:

Определим необходимую площадь по формуле

 ,

для этого зададимся значением коэффициента φ произвольно от 0 до 1.

Первое приближение  Пусть φ1=0,6. Тогда по формуле

Тогда из формул геометрических характеристик:

Определяем гибкость подобранного сечения по формуле 

По таблице методом интерполяции определим коэффициент продольного изгиба:

Разница между коэффициентами должна быть не > 5%.

Выполняем второе приближение.

Выполняем третье приближение.

Проверка:

Останавливаемся на данном варианте подбора.

Окончательно подбираем трубчатое сечение со стороной а=13,13см.

  1. Теперь подберем сечение из двух уголков.

Допускаемая нагрузка (см.п.1) F=162 кН.

Решаем задачу методом приближений.

Предварительно задаемся коэффициентом φ от 0 до 1.

Пусть φ1=0,6.

Тогда по формуле

Подбираем два равнополочных уголка 90×90×6 , А=2∙10,61=21,22 см2.

Моменты инерции определяем по формулам перехода:

Для выбранных уголков 90×90×6 из сортамента х0=2,43см.

Тогда 

Минимальный момент инерции сечения:

Тогда радиус инерции сечения:

 Для подобранного сечения вычислим гибкость:

По таблице определяем     

Проверим разницу между коэффициентами

Выполняем второе приближение.

Подбираем 2 уголка 70×70×6 , А=2∙8,15=16,3 см2.

Третье приближение.  

Подбираем два уголка 75×75×6, А=2∙8,78=17,56 см2

Это допустимо. Окончательно подбираем сечение из двух уголков 75×75×6.

4. Сравним варианты сечений стойки (двутавр №20, трубчатое треугольное сечение со стороной а=13,13 см, сечение из двух равнополочных уголков 75×75×6) по устойчивости и по расходу материалов.

Для каждого вида сечения следует определить коэффициент запаса устойчивости:

 , где F=162 кН, а Fкр определим по формуле Эйлера либо по эмпирической формуле Ясинского в зависимости от гибкости.

Материал сечений — Ст3, значит λпред=100.

Двутавр. λ=135,26 (см. п.1)

λ > λпред, применяем формулу Эйлера.

Коэффициент запаса устойчивости .

Площадь двутавра №20 А=26,8 см2

Трубчатое сечение

λ =78,87< λпред, применяем ф. Ясинского:

  ( эмпирические коэффициенты а=305МПа, b=1,12МПа для Ст3).

Тогда 

Для подобранного трубчатого сечения со стороной а=13,13см

Сравнение вариантов покажем в таблице:

Как показывают данные таблицы, трубчатое сечение и сечение из двух уголков наиболее рациональны по устойчивости и расходу материалов.

Балка 10-1-5

Металлоемкость каркаса с ригелем Б10 Н=6м без учета фахверковых стоек и стеновых прогонов:
от 31,2 до 32,7 кг/м2
от 25,6 до  26.9 - цинк
от 5,6 до  5,8 - черный

Каркасы с пролетом 10 м ТМ «Альбатрос» — это прочные и безопасные сборные конструкции, которые используют для возведения одноэтажных сооружений любого типа. Металлические изделия сделаны из добротной стали классов S280-S350GD и С245-С345 на финском оборудовании. Компания производит крепкие несущие комплекты для различных строительных задач.

Особенности каркасов

Несущим элементом кровли сооружения служит десятиметровая балка из металла.

Каркас состоит из:

  • ● колонн, поочередно соединенных с фундаментом;
  • ● поперечных ригелей с опорой на колонны;
  • ● стеновых, кровельных прогонов;
  • ● комплекса связей, распорок.

В производстве конструкции применяют:

  • ● ЛСТК из холоднокатаных оцинкованных профилей (толщина от 1,2 до 3 мм).
  • ● Закладные и соединительные элементы, изготовленные из горячекатаной листовой стали (4–30 мм).

Где используются конструкции

Каркасы, несущим элементом кровли которых выступает металлическая балка 10 м, пригодны для сооружения:

  • ● небольших торговых залов;
  • ● складов скромных размеров;
  • ● боксов СТО для легковых машин;
  • ● помещений по обслуживанию грузового автотранспорта (высота колонн должна составлять 6 м).

Наши изделия прошли экспертную оценку, сопровождаются надлежащими сертификатами качества.

Свяжитесь с сотрудниками компании «Альбатрос», чтобы заказать подходящие для вашего строительства изделия.

Высота до низа ригеля: 6М

Шаг рам: 5М

Пролет: 10М

Постоянная нагрузка
Собственный вес покрытия

Ветровая нагрузка
Район №1

Снеговая нагрузка
Район №5

База Колонны - Б

Расчёт узла:

Узел балки - УКБ

Расчёт узла:

Калькулятор для производства стоек для велосипедов | yojimg.

net

Голы

  • Введите радиус изгиба и диаметр трубок стойки (предположим, что все трубки одинаковые)
  • Введите желаемые размеры настила стеллажа (DxW) (TODO: и количество поперечных направляющих)
  • Рассчитайте общее количество необходимых трубок
  • TODO: если пользователь вводит указанное выше как дробное, преобразовать в десятичные значения при размытии поля
  • Ссылка на запись в блоге Алекса о расчетах изгиба труб

Результаты

Общее количество необходимых трубок стойки: 0 дюймов

Инструкции

Примечание: Всегда наклоняйте вправо! Это означает, что длинный конец трубки должен свисать с гибочного станка.Приведенные ниже значения округлены для упрощения измерения.
  1. Колено 1:
    1. Проведите линию 0 дюймов от начала трубки.
    2. Совместите эту отметку с отметкой 0 на гибочном станке.
    3. Согните под углом 90 градусов и отметьте точку 90 на трубе.
    4. Проверьте квадратом, чтобы убедиться, что оно действительно 90, при необходимости подправьте.
  2. Колено 2:
    1. Отметить линию 0 дюймов от последней отметки (начала следующего прямого участка)
    2. Совместите это с отметкой 0 на вашем трубогибе
    3. Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости (направьте вниз на изгибе, чтобы совместить трубу с изгибаемой формой).
    4. Согните на 90 градусов и отметьте 90
    5. Отметьте 90 с квадратом. Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости, используя ровную поверхность. При необходимости настройте.
  3. Колено 3:
    1. Отметить линию 0 дюймов от последней отметки (начала следующего прямого участка)
    2. Совместите это с отметкой 0 на вашем трубогибе
    3. Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости.
    4. Согните на 90 градусов и отметьте 90
    5. Отметьте 90 с квадратом.Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости. При необходимости настройте.
  4. Колено 4:
    1. Отметить линию 0 дюймов от последней отметки (начала следующего прямого участка)
    2. Совместите это с отметкой 0 на вашем трубогибе
    3. Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости.
    4. Согните на 90 градусов и отметьте 90
    5. Отметьте 90 с квадратом. Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости. При необходимости настройте.
  5. Замыкание цикла:
    1. После сгиба 4 отметьте линию 0 дюймов от начала последнего прямого участка.Это должно совпадать с началом вашей стойки.
    2. Отрежьте лишнюю трубку и соедините ее.

Формулы для расчета изгибов труб и коробов

Расчеты и формулы

Использование всего нескольких математических формул позволяет правильно рассчитать изгиб практически под любым углом. Недорогой научный калькулятор и угловой искатель - единственные необходимые дополнительные инструменты.

При расчете допуска на изгиб для определения длины обрезки трубы из полиэтилена высокой плотности или трубы из ПВХ необходимо рассчитать радиус центральной линии (CLR) готовой изогнутой трубы.Этот радиус будет изменяться в зависимости от внешнего диаметра трубы, толщины стенки и угла, под которым труба должна быть изогнута.

Элементы изгиба

Важно понимать различные элементы изгиба, чтобы производить точные расчеты.

Расчет толщины стенки

ISO 161-1 использует следующую формулу для расчета толщины стенки трубы:

σ с = PN. (Да-с / 20.s) = PN.S

σ s = кольцевое напряжение (Н / мм 2 ) | PN = нормальное давление (бар) | da = внешний диаметр трубы (мм)

s = толщина стенки (мм) | S = труба серийная (-)

Расчет стандартного размерного отношения

Используя те же переменные, что и выше, стандартное размерное соотношение (SDR) трубы можно рассчитать следующим образом:

SDR = да / с

Труба HDPE SDR Минимальный длительный срок службы
Радиус холодной гибки
9 или меньше Труба 20x OD
11, 13. 5 Труба 25x OD
15,5, 17, 21 Труба 27x OD
26 34x наружный диаметр трубы
32,5 42x наружный диаметр трубы
41 52x наружный диаметр трубы
С фитингом или фланцем
в колене
100x НД трубы

Расчет CLR (радиуса центральной линии) для угла изгиба

После того, как вы выбрали соответствующую матрицу для гибки трубы, исходя из ее внешнего диаметра и толщины стенки, вы сможете определить радиус изгиба.

Простой способ определить радиус центральной линии изгиба под определенным углом - это вычислить полный круг, а затем разделить это число на 360, чтобы найти измерение в один градус. Затем используйте эту формулу:

π (2r) или πD

π (пи) = 3,1416

Например, если ваша матрица создает радиус 2,2 дюйма, и вам нужно сделать изгиб на 35 °, ваши расчеты будут выглядеть примерно так:

для расчета одного градуса изгиба

3.1416 (2x2,2) = 13,823 / 360 = 0,0384

для расчета CLR изгиба 35 °

0,0384 x 35 = 1,344 дюйма

Расчет изгиба со смещением

Расчет трехточечного изгиба седла

Расчет четырехточечного изгиба седла

Большинство изгибов, кроме 90 °, можно рассчитать с использованием геометрии треугольника. Черная линия представляет собой изгиб трубы со смещением; красный треугольник представляет треугольную геометрию, создаваемую этим смещением.

Длины / стороны треугольника обозначены буквами «a», «b» и «c». Буква «d» обозначает угол изгиба трубы. Независимо от того, как трубка в этой конфигурации изогнута (или как ориентирован треугольник), один из углов треугольника будет равен 90 °; другой угол будет зависеть от первого угла (d) и может быть рассчитан как (90 - d).

Относительно простые математические формулы синуса, косинуса и тангенса могут использоваться для определения углов треугольника и, следовательно, необходимых углов изгиба трубы.Большинство научных калькуляторов (и даже калькуляторов, встроенных в смартфоны) имеют эти функции.

Расчет синуса

Синус (d) = A / C

A = синус (d) x C

C = A / синус (г)

Расчет косинуса

Cos (d) = B / C

B = cos (d) x C

C = B / cos (г)

Расчет тангенса

Желто-коричневый (d) = A / B

A = загар (d) x B

B = A / tan (d)

Просмотрите информацию о гибке трубопровода с помощью гибочного станка, а также таблиц вычетов и множителей.

Другие статьи, которые могут вам понравиться:

Выбор подходящей трубы для подземных коммуникаций

Сварка и соединение труб из ПНД

Бесплатный калькулятор луча | Калькулятор изгибающего момента, поперечной силы и прогиба

Добро пожаловать в наш бесплатный онлайн-калькулятор диаграмм изгибающего момента и поперечной силы, который может генерировать диаграммы реакций, поперечных сил (SFD) и изгибающих моментов (BMD) консольной балки или просто поддерживаемой балки. Используйте этот калькулятор пролета балки, чтобы определить реакции на опоры, построить диаграмму сдвига и момента для балки и рассчитать прогиб стальной или деревянной балки.Бесплатный онлайн-калькулятор балки для создания реакций, расчета прогиба стальной или деревянной балки, построения диаграмм сдвига и момента балки. Это бесплатная версия нашего полного программного обеспечения SkyCiv Beam. Доступ к нему можно получить из любой из наших Платных учетных записей, которая также включает в себя полное программное обеспечение для структурного анализа.

Используйте интерактивное окно выше, чтобы просмотреть и удалить длину балки, опоры и добавленные нагрузки. Любые внесенные изменения автоматически перерисовывают диаграмму свободного тела для любой балки с опорой или консольной балкой.Калькулятор реакции балки и расчет изгибающего момента будут запущены после нажатия кнопки «Решить» и автоматически сгенерируют диаграммы сдвига и изгибающего момента. Вы также можете щелкнуть отдельные элементы этого калькулятора балки LVL, чтобы редактировать модель.

Калькулятор пролета балки легко рассчитает реакции на опорах. Он может рассчитывать реакции на опорах консольных или простых балок. Это включает в себя расчет реакций для консольной балки, которая имеет реакцию изгибающего момента, а также силы реакции x, y.

Вышеупомянутый калькулятор пролета стальной балки - это универсальный инструмент для проектирования конструкций, используемый для расчета изгибающего момента в алюминиевой, деревянной или стальной балке. Его также можно использовать в качестве калькулятора несущей способности балки, используя его в качестве калькулятора напряжения изгиба или напряжения сдвига. Он способен выдерживать до 2 различных сосредоточенных точечных нагрузок, 2 распределенных нагрузки и 2 момента. Распределенные нагрузки могут быть расположены так, чтобы они были равномерно распределенными нагрузками (UDL), треугольными распределенными нагрузками или трапециевидными распределенными нагрузками.Все нагрузки и моменты могут быть направленными как вверх, так и вниз по величине, что должно учитывать наиболее распространенные ситуации анализа балок. Расчет изгибающего момента и поперечной силы может занять до 10 секунд, и обратите внимание, что вы будете перенаправлены на новую страницу с реакциями, диаграммой поперечной силы и диаграммой изгибающего момента балки.

Одна из самых мощных функций - использование его в качестве калькулятора отклонения балки (или калькулятора смещения балки). Это можно использовать для наблюдения расчетного прогиба балки с опорой или консольной балки.Возможность добавлять формы сечения и материалы делает его полезным в качестве калькулятора деревянных балок или в качестве калькулятора стальных балок для проектирования балок lvl или i. На данный момент эта функция доступна в SkyCiv Beam, который имеет гораздо больше функций для проектирования деревянных, бетонных и стальных балок.

SkyCiv предлагает инженерам широкий спектр программного обеспечения для структурного анализа и проектирования облачных вычислений. Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся внедрять инновации и совершенствовать существующие рабочие процессы, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.

Калькулятор бесплатного снаряжения | KHK Шестерни

Что такое калькулятор передач?

Калькулятор зубчатых колес - это комплексное программное обеспечение, которое после ввода различных параметров, связанных с расчетами зубчатых колес, автоматически вычисляет в интерактивном режиме размеры зубчатых колес, прочности, рабочие усилия, формы зубьев, преобразование люфта и т. Д. Поскольку для расчетов зубчатых колес требуется множество сложных формул, связанных с прочностью. и размеров, традиционные ситуации проектирования зубчатых передач требуют узкоспециализированных знаний и подходящего времени на разработку.Используя представленный здесь вычислитель передач, можно значительно снизить эти нагрузки. К параметрам, требующим ввода пользователем, относятся единицы измерения зуба шестерни, такие как модуль или диаметральный шаг (DP) и его значение, угол давления, угол винтовой линии, количество зубьев, коэффициент смещения профиля, межосевое расстояние, материал, об / мин (скорость вращения ), ширину торца, коэффициент безопасности, окружной люфт и т. д. Это программное обеспечение для расчета зубчатых колес также обрабатывает расчет зубчатых колес различных типов зубчатых колес, таких как цилиндрические зубчатые колеса, червячные зубчатые колеса, зубчатые рейки, конические зубчатые колеса, внутренние зубчатые колеса, винтовые передачи и т.д.

Что такое программа для рисования шестеренок?

Программное обеспечение для рисования зубчатых колес - это интерактивная автоматическая программа для создания чертежей зубчатых колес, когда пользователи вводят различные параметры, необходимые для определения размеров зубчатых колес. Он также позволяет загружать созданные оригинальные (пользовательские) чертежи шестерен в формате dxf и расширять их с помощью программного обеспечения САПР. Без такого специального программного обеспечения для рисования зубчатых колес после определения размеров зубчатых колес было бы необходимо использовать обычное программное обеспечение САПР и рисовать зубчатые колеса с нуля.Таким образом, использование такого программного обеспечения для рисования зубчатых колес позволяет значительно улучшить конструкцию зубчатых колес. К параметрам, требующим ввода пользователем, относятся блок для указания зуба шестерни, такой как модуль или диаметральный шаг (DP) и его значение, стандартное поперечное сечение зуба, коэффициент смещения профиля, класс точности, такой как JIS, диаметр ступицы, диаметр отверстия и его допуск, размер фаски, различные размеры, связанные со шпоночным пазом, количеством и положением резьбовых отверстий и отверстий с зенковкой и т. д. Как и в случае с калькулятором зубчатых колес, это программное обеспечение для рисования зубчатых колес также обрабатывает чертежи различных типов зубчатых колес, таких как цилиндрические зубчатые колеса, червячные передачи, зубчатые рейки, конические шестерни, внутренние шестерни, винтовые передачи и т. д.

В качестве примера мы представим экран настройки параметров для расчета прочности на изгиб прямозубых (или косозубых) зубчатых колес.

1.
В этом разделе мы вводим размер зуба.
В качестве единицы измерения размера зуба вы можете выбрать международный стандарт модуля, диаметральный шаг (DP) в дюймах или круговой шаг.
Для стандартного поперечного сечения зуба можно выбрать перпендикуляр к зубу или перпендикулярно его валу.

2.
В этом разделе мы можем ввести угол давления перпендикулярно зубу, угол скручивания зуба, коэффициенты придатка и ножки.

3.
Здесь вы вводите количество зубьев шестерни и шестерни.
Также вы можете ввести каждый коэффициент нормального профиля переключения передач.

Помимо расчета прочности, этот калькулятор зубчатых колес может также рассчитать размеры, силы, действующие на зубья, формы зубьев и т. Д.
Однако в этом примере мы сосредоточимся на необходимых параметрах для расчета прочности (прочность на изгиб).
Для расчета прочности вы можете вычислить прочность на изгиб и долговечность поверхности шестерни.
Для нейлоновых шестерен MC доступен только расчет прочности на изгиб.

В этом разделе мы вводим параметры, связанные с фактической средой использования шестерен.

4.
Введите межосевое расстояние между шестерней и шестерней.
5.
При необходимости также введите коэффициент радиуса закругления вершины зуборезного инструмента.
6.
Введите количество зубьев шестерни и шестерни.
7.
Введите классы точности двух шестерен, а также отсутствие или наличие коррекции (ов) формы зуба.
8.
Здесь вы можете выбрать материалы двух шестерен, такие как S45C, SCM415, SCM440 и т. Д. Кроме того, можно выбрать твердость поверхности, такую ​​как индукционная закалка, науглероживание, азотирование, нормализация, закалка и отпуск и т. Д. сделал. Также возможны подробные настройки твердости центра (HB) (HV), прочности поверхности зуба (HB) (HV), допустимого напряжения изгиба (σFlim), допустимого напряжения Герца (σHlim) и т. Д.
9.
Введите здесь скорость вращения (об / мин) шестерни.
10.
Здесь вы вводите количество повторов.
11.
Здесь можно ввести коэффициент безопасности.
12.
Введите коэффициент перегрузки.
13.
Можно выбрать единицу силы в кгс или Нм.
14.
После завершения ввода параметров нажмите эту кнопку, чтобы отобразить результаты расчетов.

Пример результатов расчетов на прочность (расчет на прочность на изгиб зубьев) прямозубых и косозубых зубчатых колес


15.
Допустимые крутящие моменты (Нм) для шестерни и шестерни соответственно отображаются на основе расчетов прочности.

Прочие функции

Расчет размера

Расчет силы, действующей на шестерни

Расчет формы зуба

Преобразование люфта

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ

Это программное обеспечение предоставляется нашим зарегистрированным пользователям в качестве эксклюзивной услуги.
Содержимое программного обеспечения может быть изменено для улучшения без предварительного уведомления.
Ответственность за любой ущерб, прямо или косвенно понесенный пользователями этого программного обеспечения, несет пользователи, и мы не предлагаем никакой компенсации.
Мы не несем ответственности за потерю данных из-за сбоев в работе системы.
Результаты расчетов, такие как значения прочности, не являются гарантированными значениями. Пожалуйста, используйте их как справочные значения.
Это программное обеспечение защищено законом об авторских правах. Вам запрещено изменять или копировать содержимое без письменного согласия с нашей стороны.

Для клиентов без SSL:

Чтобы избежать перехвата важной информации наших клиентов, наше программное обеспечение имеет высокие настройки безопасности.
Обратитесь к системному администратору, если у вас возникли проблемы с открытием GCSW, GDSW или формы для комментариев.
Мы просим вас понять, что мы не можем ответить на эти вопросы.

Проектирование и расчет трубной эстакады

Трубная эстакада - это конструкция, спроектированная и установленная специально для поддержки нескольких труб, где нет подходящего здания или сооружения (в основном за пределами здания) .

Трубные эстакады необходимы для прокладки технологических и инженерных трубопроводов по всему предприятию.Он соединяет все оборудование (установленное в другом месте) линиями, которые не могут проходить через прилегающие участки.

Трубные эстакады также используются второстепенными способами, так как они также содержат электрический провод, инструментальный провод, системы пожаротушения, фонари и т.д. требования.

Рис.1: Типовая стойка для труб

Стойка для труб Тип

Есть в основном три типа трубных стоек -

  1. Тип стальной конструкции
  2. Тип конструкции RCC
  3. Тип шпалы (также называется трубной направляющей)

Стальная конструкция трубы стеллажа

Стеллажи для труб со стальной конструкцией предпочтительны для линий до 12 дюймов или 300 МБ.

Стойка для труб конструкции RCC

Трубная эстакада структурного типа RRC предпочтительна для линий размером более 12 дюймов или 300 МБ и до 30 дюймов или 750 МБ. Также используется, если высота эстакады превышает 10 м.

Трубная эстакада или направляющая со шпалом

Трубные эстакады

типа Sleeper используются в основном для трубопроводов более 30 ″ или 750 MB.

Рис.2: Стойка для труб тип

Наиболее часто используемые формы для стоек - L / T / U / H / Z. Формы в основном определяются на основе наличия свободного места и оптимального использования пространства и материалов.

Примечание: приведенные выше условия не являются фиксированными, они могут незначительно отличаться от компании к компании.

Документы, необходимые для разработки трубной эстакады

Проектирование стеллажа для труб

предполагает тщательное планирование и координацию с другими инженерными группами для обеспечения безошибочной работы. Требуются следующие документы или инженерные материалы -

  • PFD (схема технологического процесса)
  • P&ID (схема трубопроводов и КИПиА)
  • Список линий
  • Схема прокладки линий или GAD
  • Общий план расположения
  • 0 Блок
    96 План участка
  • Схема расположения оборудования
  • Спецификации материалов трубопровода
  • Спецификация клиента
  • Информация о противопожарной защите

Кто что проектирует?

Проектирование трубных эстакад - это не работа одной армии.Он включает в себя множество инженерных расчетов и требует участия различных инженерных дисциплин. Давайте посмотрим на таблицу

ниже.
Работа выполнена Подготовлено Отправлено в
1. Расчет ширины, высоты и длины трубной эстакады
2. Расчет нагрузок труб и оборудования на трубную эстакаду
Инженер по трубопроводам Инженер-строитель
3.Выбор размера и типа элемента (колонны и балки) в зависимости от различных нагрузок (например, нагрузка на трубы и оборудование, нагрузка на кабельный лоток, ветровая нагрузка, сейсмическая нагрузка и т. Д.) На трубную эстакаду
4. Выбор распорок
Инженер-конструктор Строительство И инженер по трубопроводам
5. Расчет фундамента Инженер-строитель NA
6. Расчеты кабельного лотка для электрических кабелей Инженер-электрик Инженер-строитель
7.Расчеты кабельных лотков для КИП Инженер по КИП Инженер по строительным и строительным работам
8. Противопожарная нагрузка Инженер по пожаротушению Инженер по строительным и строительным работам
Таблица 1: Таблица ответственности за выполнение работ

Примечание: В этой статье мы изучим расчеты ширины, высоты и длины трубных эстакад.

Прежде чем приступить к расчету ширины трубной эстакады, мы должны знать критерии размещения линий.Если вы не знаете, как разместить трубы на стойке, вы не сможете получить точную ширину стойки для труб.

Не волнуйтесь, размещение линий - это не ракетостроение, я описал все важные моменты, которые необходимо учитывать при размещении линий на стеллаже для труб.

Критерии размещения трубной эстакады

Необходимо учесть следующий пункт -

  • Сгруппируйте инженерные и технологические линии.
  • Держите горячую и холодную линии подальше друг от друга, чтобы свести к минимуму теплопередачу.
  • Для облегчения поддержки петель расширения всегда старайтесь располагать горячие линии рядом с опорой или колонной.
  • Если стропы тяжелые, держите их близко к стойке или колонне, чтобы минимизировать напряжение (изгибающий момент) на горизонтальной балке или стержне.
  • Не запутайтесь, если размер линии больше, линия будет тяжелее, нет, это не так, поскольку заполненные газом линии будут создавать меньшую нагрузку на горизонтальную балку, чем линии, заполненные жидкостью.
  • Если мы можем пойти на компромисс с весом, но никогда не пойти на компромисс с температурой, всегда сохраняйте достаточное пространство между линиями.
  • Не следует размещать технологическую линию, чувствительную к температуре, вблизи высокотемпературных линий. Например, если трубопровод инструментального воздуха расположен рядом с линией высокой температуры, он поглотит температуру и может повредить инструмент или его диафрагму.
  • Мы также должны избегать размещения чувствительных к температуре линий рядом с холодными линиями, так как другая линия может поглощать влагу, и, кроме того, это может быть проблематичным для этой конкретной линии.
  • В углеводородной и химической промышленности избегайте размещения инженерных коммуникаций ниже технологической линии (это означает, что технологические линии будут находиться на первом уровне, а инженерные сети - на втором уровне.Как и в случае утечки технологической жидкости, вода может быть загрязнена (поскольку водопровод - это водопровод), что может нанести вред человеку.
  • В пищевой и фармацевтической промышленности необходимо, чтобы инженерные сети располагались ниже технологических линий, чтобы поддерживать чистоту продукта.
  • По возможности держите подающую и обратную линии рядом друг с другом, так как эти линии имеют минимальную разницу температур и поэтому теплопередача меньше. Пример: пар и конденсат, подача охлаждающей воды, подача и возврат охлажденной воды.
  • Для уравновешивания ширины эстакады разных ярусов, воды, воздуха, азота такие линии можно проводить на любом из ярусов, ограничений по таким коммуникациям нет.
  • Всегда старайтесь сохранять в будущем расширение в середине балки, так как это может помочь сначала снизить напряжение в балке.
  • Будущее расширение должно составлять минимум 20% от общей расчетной ширины трубной эстакады и максимум возможного, если свободное пространство не является проблемой.
  • Убедитесь, что фланцы расположены в шахматном порядке, чтобы минимизировать ширину трубной эстакады
Рис.3: Фланцевое расположение типа

Расчет ширины стеллажа для труб

Мы проведем тематическое исследование для расчета ширины трубы, чтобы лучше понять вышеупомянутые моменты. Возьмем задачу ниже -

Требуется ввод

905 ″
Размер линии Тип линии Номинал фланца Тип изоляции Толщина изоляции
12 ″ Технологическая линия 1500 # Технологическая линия 900 # Горячая изоляция 125 мм
8 ″ Технологическая линия 300 # Нет изоляции NA
6 ″ 600 # Горячая изоляция 75 мм
4 ″ Технологическая линия 2500 # Горячая изоляция 75 мм
3 ″ 150526 Производственная линия № Изоляция NA
Таблица 2: Требуемые вводные данные

Шаги расчета:

Шаг 1:

Поместите строку в соответствии с критериями размещения строки -

Рис.4: Линия, размещенная на стойке для труб

Мы разместили более тяжелые трубы возле стойки или колонны (трубы 12 ″ и 10 ″). См. Рис. 4

Горячие и холодные трубы расположены на удалении друг от друга (поскольку линии 10 ″, 6 ″ и 4 ″ относятся к горячим линиям, мы оставили эти линии слева, а другие - справа. См. Рис. 4

Шаг 2:

Рассчитайте расстояние A по следующей формуле -

Расстояние между конструкцией (перемычкой) и ближайшей трубой = (длина стержня балки + зазор 100 мм + толщина изоляции + радиус фланца)

См. Рисунок ниже для лучшего понимания формулы -

Рис.5: Формула расчета структуры до ближайшей трубы

Для простоты расчета можно составить таблицу, как показано ниже.

Итак,
A = 150 + 100 + 125 + 272 = 647 = 650 мм

Примечание: мы считаем, что размер балки составляет 300 мм (этот размер определяется строителем или инженером-строителем)

Аналогично
Расстояние G может быть вычислено
G = 150 + 100 + 0 + 337 = 587 = 590 мм

Шаг 3:

Рассчитайте расстояние от трубы до трубы «B » по приведенной ниже формуле

.

Расстояние трубы до трубы = (больший радиус фланца + большая толщина изоляции трубы + зазор 25 мм + толщина изоляции другой трубы + другой радиус трубы)

См. Рисунок ниже для лучшего понимания формулы -

Инжир.6: Формула для расчета расстояния от трубы до попы

Итак,
B = 272 + 125 + 25 + 75 + 84 = 581 = 585 мм

Аналогично
C = 177 + 75 + 25 + 75 + 57 = 409 = 410 мм

D = 177 + 75 + 25 + 0 + 44 = 321 = 325 мм

E = 190 + 0 + 25 + 0 + 44 = 259 = 260 мм

F = 337 + 0 + 25 + 0 + 109 = 471 = 475 мм

Примечание: 1. Мы рассматриваем минимальный рейтинг фланца 300 #, потому что линия может иметь диафрагму, а для диафрагмы требуется фланец как минимум класса 300, поскольку толщины фланца класса 150 недостаточно для нарезания резьбы.

Примечание: 2. Если NPS трубы больше, это не означает, что радиус фланца также будет больше. Например, радиус фланца двух линий 10 дюймов и класса 600 и 10 дюймов и класса 1500 не будет одинаковым, так как радиус фланца составляет 255 мм и 292 мм соответственно.

Шаг 4:

Сложите расстояния A + B + C + D + E + F + G

Расчетная ширина трубной эстакады = 650 + 585 + 410 + 325 + 260 + 475 + 590 = 3295 мм

Шаг 5:

Добавьте 20% будущего расширения к расчетной ширине трубной эстакады

Ширина трубной эстакады после добавления будущего расширения = (расчетная ширина + 20% будущего расширения) = 3295 + 659 = 3954 = 4000 мм

Примечание. Ширина трубной эстакады должна быть округлена до следующих 500 мм, что означает означает, что трубная эстакада будет кратна 500 мм.
Шаг 6:

Сейчас Найдите фактическое расстояние расширения в будущем путем вычитания расстояния (A + B + C + E + F + G) из ширины трубной эстакады с учетом будущего расширения

Фактическое будущее расширение = 4000- (650 + 585 + 410 + 260 + 475 + 590) = 1030 мм

Все результаты расчетов приведены на рис. 7

Рис. 7: Расчетное изображение ширины стеллажа

Важные моменты, касающиеся высоты стеллажа для труб

  • Укажите самые большие технологические или вспомогательные линии, за исключением факельной линии.
  • Размеры линий можно определить с помощью списка линий или P&ID.
  • Высота стойки рассчитывается с учетом наибольшего размера линии процесса или утилиты и одинакового размера ветви, так что все маленькие ветви могут быть размещены в промежутке между уровнем к уровню.
  • Высота стойки рассчитана с учетом разветвления снизу и сверху с обеих сторон.
  • Зазор ниже первого яруса или нижней трубы должен быть не менее 2,2 м в соответствии с высотой помещения.
  • Стандартная высота трубной эстакады первого яруса - 4,5 м.
  • Стандартная высота от яруса до яруса составляет 3 м (правило большого пальца)
  • Расстояние от яруса до яруса можно рассчитать на основе двух колен и одной катушки. Это также можно рассматривать в соответствии с требованиями к эксплуатации и техническому обслуживанию.
  • Если эстакада пересекает дорогу, для обычного транспортного средства требуется минимальная высота 4,5 м.
  • 6 м для грузовика.
  • 7 м для поезда.
  • 8 м для большого крана.

Длина стойки для труб

Длина трубной эстакады зависит от количества агрегатов и размера установки. Длину стеллажа можно рассчитать, используя общий план участка. Длина стеллажа в большинстве случаев составляет 6 м.

Вам также может понравиться
Процедура гидроиспытаний трубопроводной системы
Презентация по изоляции труб


Калькулятор прямозубого колеса

| конструкция и прочность профиля зуба

Калькулятор зубчатых колес был разработан, чтобы помочь вам оптимизировать стандартные и нестандартные конфигурации цилиндрических зубчатых колес.

Шестерня


Рис. 1. Шестерня и шестерня

Шестерня - это ведущая (или входная) шестерня, прикрепленная к выходному валу электрического или дизельного двигателя и обеспечивающая вращательное движение, которое будет передаваться на ведомую шестерню (колесо).

Шестерня обычно (но не обязательно) является основой для выбора размера ведомой шестерни. Его спецификация обычно требует следующего минимума информации (рис. 1):
а) делительный диаметр (Pᵈ), и ...
б) общее количество зубьев (n), и...
в) угол давления (θ), и ...
г) толщина колеса (т)

обычно также требуется следующая дополнительная информация
д) прочность материала
е) диаметр вала (включая ключевые размеры)

Если ваша шестерня имеет нестандартную высоту зубьев, вам также необходимо указать коэффициент (ы), которые будут применяться к добавочному и / или дендендуму. Стандартные коэффициенты следующие:
Приложение; Fᴬ = 1,0
Dedendum; Fᴰ = 1.25

См. Зубы со шкворнем в сравнении с выбритыми или стаченными зубами ниже

Шестерня

Шестерня является ведомым (выходным) колесом и имеет ту же высоту и шаг зуба, что и ведущая шестерня.

Если вы укажете свойства шестерни и передаточное число, ваша шестерня может быть спроектирована полностью без дополнительной информации, при условии, что она имеет ту же толщину, что и шестерня.

Диаметр диаметра (Pᵈ)


Рис. 2. Профили зубьев

Все шестерни и шестерни определяются путем определения общего количества зубьев относительно делительного диаметра шестерни или шестерни; чем больше число, тем меньше относительная высота зуба или точнее указан шаг.Некоторые типичные конфигурации показаны на рис. 2.

Стандарт проектирования «ANSI B6.1» предоставляет список признанных диаметральных шагов, самый крупный из которых - «π ÷ 10», а наименее крупный - 20. Самый крупный шаг стандарта . - мелкий шаг - 24, а самый мелкий - 120. Однако , по стандарту диаметральный шаг 20 может рассматриваться как крупный, так и мелкий.

Хотя вы не ограничены признанными стандартами ANSI значениями, поскольку промежуточные шаги вполне приемлемы с точки зрения эксплуатации и производительности, вы можете столкнуться с проблемами общей взаимозаменяемости.

Угол давления

Предпочтительные углы давления (согласно ANSI B6.1) - 20 ° и 25 °, хотя они распознают другие углы для специальных применений. 14½ ° использовалось в прошлом, но больше не рекомендуется стандартом.

Основные проблемы, связанные с изменением углов давления за пределами рекомендованного выше диапазона значений (от 20 ° до 25 °), заключаются в следующем:
а) уменьшение угла ослабит зуб из-за уменьшения ширины у корня
б) увеличение угла приведет к увеличению сил отрыва и уменьшению передачи крутящего момента

Таким образом, CalQlata рекомендует стараться придерживаться рекомендуемого диапазона углов.

Силы

Сила, действующая на сопрягаемые зубья (шестерня и шестерня), является результатом крутящего момента, прилагаемого шестерней ( Fᵗ , рис. 1). Двумя важными составляющими этой силы являются контактная или опорная сила (Fᶜ), которая будет определять поверхностную твердость материала, который вам нужен, и разделяющая сила (Fˢ), которая будет определять прочность ваших валов.

Профиль зуба


Рис. 3. Сопрягаемая шестерня и профили шестерни

При вращении шестерни и шестерни их зубья должны «перекатываться» друг с другом.Не должно быть относительного скольжения (истирания), так как это приведет к чрезмерному износу. Это достигается путем обработки контактных поверхностей (сторон зубьев) в виде эвольвентной кривой. Эвольвентная кривая основана на «базовых диаметрах» шестерни и шестерни (Øᵣᴾ и Øᵣᴳ).

Как видно на рис. 3, сопрягаемые шестерни разного диаметра должны иметь разные профили в соответствии с соответствующей эвольвентной кривой для диаметра соответствующего зубчатого колеса.

Если ваша шестерня или шестерня имеют небольшой диаметральный шаг (например,грамм. <6) и при небольшом угле давления (например, ≤20 °) его зубы могут быть истощены у корня, что сделает их слабыми. Хотя решение этой проблемы может заключаться в обработке боковых сторон нижней части зубьев с параллельными сторонами (рис. 3), следует соблюдать осторожность при использовании этой модификации профиля зуба, поскольку это может привести к чрезмерному износу кончика сопряжения. зубья, если качение нарушено.

Зубы с зубьями против бритья или стружки

Если зубья фрезерованы или профилированы с использованием точной фрезы, стандартный коэффициент дендендума («Fᴰ») равен 1.25 является предпочтительным, поскольку он сохраняет минимальную глубину зуба, тем самым сводя к минимуму изгибающие напряжения.

Если зубы предварительно выбриты, отшлифованы или отрезаны фрезами с квадратным наконечником, коэффициент dedendum («Fᴰ») должен быть увеличен до 1,35 или даже 1,4

Стойка с редуктором

Стойка - это шестерня бесконечного радиуса, другими словами; прямой.

Таким образом, его эвольвентная кривая также бесконечна (прямая). Поэтому контактные поверхности зубьев рейки должны быть прямыми (плоскими) независимо от профиля зубьев ответной шестерни.

Материал зубчатого колеса

Хотя вы можете использовать любой материал для зубчатой ​​передачи или шестерни, даже сегодня лучшим материалом для этих целей остается углеродистая сталь и ее сплавы.

Углеродистая сталь

Легкорежущая углеродистая сталь (см. Специальные углеродистые стали> Свободная резка) предпочтительнее для изготовления зубчатых колес из-за ее хороших механических свойств, обусловленных содержанием в ней серы. Углеродистая сталь для свободной резки также имеет дополнительное преимущество в виде повышенной прочности благодаря содержанию фосфора.

Корпус (или поверхность) с закалкой: вместе с рекомендуемым содержанием углерода (C) от 0,15% до 0,25% и предпочтительным содержанием марганца (Mn) от 0,4% до 0,7% единственной доступной в настоящее время маркой углеродистой стали SAE является 1120

.

Необработанная: вместе с рекомендуемым содержанием углерода (C) от 0,25% до 0,5% и предпочтительным содержанием марганца (Mn) от 0,5% до 0,8%, в настоящее время доступны марки углеродистой стали SAE 1126, 1138, 1140, 1145 и 1151. • Чем выше марка, тем тверже будет сталь.

со сквозной закалкой: вместе с рекомендуемым содержанием углерода (C) от 0,4% до 0,5% и предпочтительным содержанием марганца (Mn) от 0,4% до 0,7% единственными доступными в настоящее время марками углеродистой стали SAE являются 1140 и 1145

Легированные стали

Рекомендуемые марки легированной стали:
SAE 4130, 4140: Сплав среднеуглеродистой стали на основе хрома (очень высокая прочность)
SAE 4360: Среднеуглеродистая легированная сталь на основе никеля (высокая прочность)
SAE 4615, 4620: низкоуглеродистые стальные сплавы на никелевой основе (высокая пластичность)
SAE 8615, 8620: низкоуглеродистые стальные сплавы на основе никеля и хрома (высокая твердость, низкая пластичность)
SAE 9310: легированная сталь с высоким содержанием никеля и хрома, очень низкоуглеродистая сталь (высокая прочность и пластичность)

Литые шестерни

Предпочтительными углеродистыми сталями для литых зубчатых колес являются SAE 0022 и SAE 0055, обе из которых можно упрочнить путем науглероживания.

Производство зубчатых колес

Есть несколько способов изготовления зубчатых колес и ведущих шестерен, например.грамм. фрезерование, фрезерование, стружка, шлифование, литье и т. д., однако всегда лучше выковать зубья шестерни и обработать профиль поверхности после термообработки, так как эта процедура значительно увеличивает прочность и надежность (расчетный срок службы) по сравнению с полностью обработанными или литыми. зубья шестерни.

Учитывая, что фрезерование и зубофрезерование требуют использования предварительно отформованных инструментов и что они дороги, и что маловероятно, что у вас не будет инструмента с точно правильным профилем для шестерни и шестерни, приемлемо (для одноразовых сборок) использовать близкие приближения.Хотя шаг и глубина зуба должны быть точными, радиус профиля может быть в пределах 90% от теоретически правильного размера, а угол давления должен быть в пределах 2 °, чтобы минимизировать эксплуатационный износ.

Калькулятор шестерен - Техническая помощь

Этот калькулятор разработан в соответствии с рекомендациями стандарта ANSI B6.1-1968, R-1974. Поэтому все входные размеры должны быть в британских единицах измерения (фунт-сила, дюймы и л.с.), как требуется в калькуляторе.

В этом калькуляторе есть только один вариант расчета, и в нем возможны все варианты для прямозубых или прямозубых шестерен.

Конструкция шестерни


Рис. 4. Расчет типового проекта

Размер
Вы должны выбрать размер шестерни и ее зубьев в соответствии с материалами, рекомендованными для изготовления зубчатого колеса, например углеродистая сталь (см. «Выбор материала» ниже).

Учитывая, что вы решили использовать в качестве шестерни легкорежущую углеродистую сталь (см. SAE Special Carbon Steel, 11XX), максимально допустимое напряжение изгиба (σᴾ) должно быть меньше или равно минимальному указанному пределу текучести для материала модифицированный подходящим коэффициентом использования.

Предполагая, что потребляемая мощность и частота вращения предварительно определены, вы просто изменяете свой диаметральный шаг (Pᵈ) и количество зубьев (nᴾ) вместе с толщиной шестерни (tᴾ), пока не достигнете приемлемого напряжения изгиба (Рис. 4).

Выбор материала
Поскольку прочность рекомендованного материала зубчатых колес составляет 33 <65 тысяч фунтов на квадратный дюйм для цементированных сталей (специальные углеродистые стали; 1120 и простые углеродистые стали; 1020), и обычно коэффициент использования материала равен 0.5 для учета ударных нагрузок при выборе размера вашего снаряжения; вам следует изменить свой диаметральный шаг (Pᵈ) и количество зубьев (nᴾ), а также толщину шестерни (tᴾ), пока вы не достигнете напряжения изгиба (σᴾ) где-то между 16,5 и 32,5 тыс. фунтов на квадратный дюйм

Напряжение подшипника (σᴮ) относится только к поверхности материала. Если напряжение подшипника в зубьях шестерни превышает минимальный предел текучести материала поверхности, на контактной поверхности появятся «лыски», ширина которых будет увеличиваться с увеличением интенсивности перенапряжения.Ниже приводится разумная «практическая» процедура выбора материала / обработки:
1) Если напряжение подшипника значительно превышает напряжение изгиба (σᴮ> 2xσᴾ), следует использовать закаленную сталь
. 2) Если напряжение подшипника выше, чем напряжение изгиба (1,2xσᴾ <σᴮ ≤ 2xσᴾ), следует использовать сталь
со сквозной закалкой. 3) Если напряжение подшипника аналогично напряжению изгиба (σᴮ <1,2xσᴾ), следует использовать необработанную сталь

.

Избыточное проектирование шестерен никогда не является хорошей идеей по следующим причинам:
1) Большие шестерни потребляют больше энергии и меньше реагируют на изменения скорости, чем маленькие шестерни
2) Чем ниже минимальный указанный предел текучести материала вашего тела, тем выше его прочность, что делает его более устойчивым к неправильному обращению²⁾
3) Чем ниже твердость поверхности зубьев шестерни, тем меньше вероятность их растрескивания и / или выкрашивания из-за хрупкого разрушения

Использование 0 - это нормально.8 к требованию твердости поверхности

Поскольку твердость углеродистой стали напрямую связана с прочностью и содержанием углерода), если вы знаете напряжение подшипника, вы можете с достаточной точностью предсказать соответствующую твердость и, следовательно, количество углерода, которое вам нужно на поверхности вашего материала. Например;

Если ваше напряжение изгиба составляет 16,5 фунтов на квадратный дюйм, а напряжение в подшипнике - 87,4 фунтов на квадратный дюйм (рис. 4), так как напряжение подшипника более чем в два раза превышает напряжение изгиба, вам следует использовать закаливаемую углеродистую сталь.После применения коэффициента использования (0,8) к напряжению подшипника минимальный предел текучести материала поверхности должен составлять около 110 фунтов на квадратный дюйм. Из таблицы SAE Plain Carbon Steel можно увидеть, что твердость, связанная с этим пределом текучести, находится между BHN 229 (SAE 1066) и BHN 224 (SAE 1095) вместе с соответствующим содержанием углерода от 0,7% до 0,9%. CalQlata рекомендует выбирать условную оценку где-нибудь посередине из двух, например SAE 1075, который имеет правильный диапазон Mn, обеспечивающий поверхностную инфузию 0.85% углерода (BHN 231).

Таким образом, идеальным материалом для этого применения является SAE 1120 с науглероженным картером C: 0,85%, глубина которого обычно составляет около:
0,01 дюйма для шестерни в условиях низкой нагрузки
0,02 дюйма для шестерни при нормальных условиях нагрузки, иногда используется
0,04 дюйма для часто используемой высоконагруженной передачи

Разумное практическое правило: 0,01 + (1,0E-10 x количество оборотов в течение срока службы) дюйма глубины твердости

Калькулятор преобразования твердости

CalQlata может использоваться для преобразования между различными шкалами твердости.

Стандартный расчет (согласно стандарту проектирования ANSI)

Выберите одно из значений, представленных в раскрывающемся списке «Диаметр диаметра».
Установите угол давления (θ) на 20 ° или 25 ° ⁽³⁾
Установите коэффициент дополнения (Fᴬ) на 1,0
Установите коэффициент дендендума (Fᴰ) на 1,25

Все остальные входные данные должны быть заполнены в соответствии с вашими требованиями

Нестандартные расчеты

Хотя обычно разумно выбирать значение где-то между минимальным и максимальным пределами, рекомендованными в стандарте ANSI (π ÷ 10 ≤ Pᵈ ≤ 120), вы, конечно, можете ввести любое значение, которое вам нравится, в текстовое поле «Diametric Pitch», взяв Убедитесь, что введенное значение не приведет к сильной потере зуба (см. Чертеж зубьев шестерни ниже).

Если вам действительно необходимо выбрать нестандартный диаметральный шаг для вашей шестерни-шестерни в сборе, что приводит к неприемлемому профилю зуба, можно исправить любые особенности формы, изменив дополнительные и / или нижние коэффициенты (Fᴬ и Fᴰ соответственно ).

В таком случае вы должны сначала попытаться достичь желаемого результата, изменив оба фактора одинаково (обычно уменьшая их на одинаковую величину). В противном случае, возможно, удастся исправить аномалии, уменьшив только фактор addendum или dedendum.

Цилиндрические шестерни

Цилиндрические шестерни используются для облегчения включения и выключения шестерен с минимальным заеданием, шумом и / или повреждениями. Профиль косозубых шестерен точно такой же, как и у прямозубых, но повернутых на винтовой угол.

Разница между косозубыми зубчатыми колесами и прямозубыми зубчатыми колесами в значительной степени заключается в том, что передача крутящего момента менее эффективна, поскольку существует третья составляющая силы, пытающаяся разделить зубчатые колеса как в поперечном, так и в радиальном направлении.Однако косозубые шестерни с небольшим люфтом или без него будут терять гораздо меньше передаваемого крутящего момента, чем узел, допускающий относительное отклонение за счет люфта.

Рисуем зубья зубчатой ​​передачи


Рис. 5. Рисование шестерен и шестерен

Вычислитель шестерен предоставляет координаты «x, y» на чертеже как для шестерни, так и для зубьев шестерни. Они перечислены под выходными данными в окне «Список данных». Вы просто копируете и вставляете списки в предпочитаемую вами электронную таблицу и используете процедуру создания диаграммы, чтобы нарисовать их.

Обратитесь к странице технической помощи Catenary для процедуры построения графика с использованием электронной таблицы Microsoft Excel.

После создания этой диаграммы вы можете сохранить диаграмму на диск как файл «emf» (расширенный метафайл), перезагрузить его в предпочтительный графический пакет, «разгруппировать» или «открыть» метафайл и удалить все, кроме линий профиля зуба.

Затем вы можете скопировать, вставить и сориентировать каждый зуб в соответствии с его угловым шагом, соединить их вместе и создать целую или частичную шестерню⁽⁴⁾.Мы создали сборку, показанную на рис. 5, с помощью компьютерных программ «Excel» и «Xara».

Входные данные

p: мощность, приложенная к шестерне
Rᵥ: отношение криволинейной скорости шестерни к шестерне при их диаметрах шага (Øᴾ: Øᴳ)
об / мин: скорость вращения, приложенная к шестерне
Fᴬ: коэффициент, применяемый к добавлению зуба ('a'), который должно быть 1 для стандартного (зуб во всю высоту)
Fᴰ: коэффициент, применяемый к нижней части зуба ('d'), который должен быть равен 1 для стандартного (зуб во всю высоту)

Выходные данные

Общее для шестерни и шестерни:
θ: угол между касательной на делительном диаметре и линией давления на контактной поверхности зуба
Pᵈ: количество зубьев на единицу длины при делительном диаметре
Fᵗ: тангенциальная сила, создаваемая приложенным крутящим моментом
Fᶜ: сила контакта между сопряженными зубьями
Fˢ: радиальная сила, разделяющая шестерню и шестерню (раздвигая их валы)
Pᶜ: криволинейное (круговое) шаговое расстояние между соседними зубьями на делительном диаметре
t: максимальная окружная толщина зуба (непосредственно над корнем) радиус)
a: добавление {верхняя половина зуба - наружный делительный диаметр}
d: нижняя часть зуба {нижняя половина зуба - внутренний делительный диаметр}
h: радиальная глубина контактной поверхности зуба (рабочая глубина)
hᵗ: радиальная глубина зуба от внутреннего диаметра (Øᵢ) до внешнего диаметра (Øₒ)
c: зазор между внутренним диаметром (Øᵢ) шестерни или шестерни и внешним диаметром (Øₒ) ответной шестерни или шестерни
rᶠ: радиус галтеля в основании до oth
σᴮ: максимальное опорное (или контактное) напряжение на поверхности зуба
Данные о шестерне:
tᶜᴾ: окружная толщина зуба при делительном диаметре
r radius: радиус профиля зуба (эвольвентная кривая)
wntial: окружная ширина контактной площадки сверху зубца
xᴾ: горизонтальное расстояние от центральной линии зуба до центра 'rᴾ'
yᴾ: вертикальное расстояние от центральной линии зуба до центра 'rᴾ'
Rᴾ: радиальное расстояние от центра шестерни до центра 'rᴾ'
αᴾ: угловое вращение 'Rᴾ' от осевой линии зуба к центру 'rᴾ'
Øᵣᴾ: основание диаметра эвольвентной кривой
Øᵢᴾ: диаметр основания корня радиус зуба
Øᴾ: делительный диаметр зуба
Øₒᴾ: внешний диаметр зуба
Tᴾ: крутящий момент, приложенный на делительном диаметре
σᴾ: максимальное изгибающее напряжение в зубе
nᴾ: количество зубьев
tᴾ: толщина шестерни [пластины] (ширина зуба)
Данные шестерни:
tᴳ: окружная толщина зуба на делительном диаметре
rᴳ: profil e радиус зуба (эвольвентная кривая)
wᴳ: окружная ширина площадки на вершине зуба
xᴳ: горизонтальное расстояние от осевой линии зуба до центра 'rᴳ'
yᴳ: вертикальное расстояние от осевой линии зуба до центра 'rᴳ'
Rᴳ: радиальное расстояние от центра шестерни до центра 'rᴳ'
αᴳ: угловое вращение 'Rᴳ' от осевой линии зуба до центра 'rᴳ'
Øᵣᴳ: диаметральная основа эвольвентной кривой
Øᵢᴳ: диаметр в основании радиуса основания зуба
Øᴳ: средний диаметр зуба
Øₒᴳ: наружный диаметр зуба
Tᴳ: крутящий момент, приложенный к среднему диаметру
σᴳ: максимальное изгибающее напряжение в зубе
nᴳ: количество зубьев
tᴳ: толщина шестерни [пластины] (ширина зуба)
об / минᴳ: угловая скорость

Точность

Хотя выходные данные в этом калькуляторе полностью точны, т.е.е. нет ожидаемой ошибки, координаты «x, y» для шестерни и шестерни могут приводить к ошибкам от нуля до примерно 0,001 дюйма и поэтому предоставляются только для целей рисования.

Хотя расчетное напряжение изгиба (σ₁ᴾ) в зубе является максимально точным, напряжение опоры (σ₂ᴾ) не так точно. Это связано с тем, что поверхности под высокой сжимающей нагрузкой всегда деформируются, значительно изменяя площадь контакта и, следовательно, возникающее напряжение. Кроме того, опорные напряжения действительны только для поверхности контактирующих материалов.Они быстро рассеиваются с глубиной (сквозь материал). Ожидается, что напряжение подшипника, рассчитанное в GEARS, которое основано на принципе «кулачка» и «ведомого», должно иметь точность в пределах ± 10%

Напряжение подшипника всегда будет высоким в теоретических расчетах, но если оно окажется выше минимального предела текучести материала, это не будет означать отказ компонента, просто материал будет локально сплющиваться до тех пор, пока площадь контакта не увеличится в достаточной степени, чтобы вызвать напряжение подшипника. вниз, чтобы уступить.

Банкноты

  1. Максимальный дополнительный фосфор 0,04% в SAE сорта 1120 (специальные углеродистые стали SAE) добавит 2,4 фунтов на квадратный дюйм (0,04% x 6 фунтов на квадратный дюйм), что дает минимальный указанный выход для материала сердечника 35,4 <67,4 тысяч фунтов на квадратный дюйм
  2. Это верно только при сохранении качества материала
  3. Для меньших значений диаметрального шага (<6) обычно предпочтительно использовать 25 °, в противном случае допустимы 20 ° или 25 °
  4. Не забудьте выровнять относительные размеры осей вашей электронной таблицы (измерьте их линейкой) перед сохранением диаграммы на диск

Дополнительная литература

Дополнительную информацию по этому вопросу можно найти в справочных публикациях (2 и 3)

Модель прочности для расчетов на изгиб и точечную коррозию цилиндрических зубчатых колес с внутренним цилиндром

Основные характеристики

Представлены уравнения для жесткости зацепления цилиндрических зубчатых колес с внутренним зацеплением.

Учитывались прогибы в герцах и нестандартные размеры зубьев.

Рассчитаны кривые коэффициента распределения нагрузки по пути контакта.

Получены критические напряжения и условия нагрузки для изгиба и точечной коррозии.

Рекомендации по расчету грузоподъемности предложены для внутренних шестерен.

Реферат

Представлена ​​расширенная модель для расчета прочности внутренних прямозубых зубчатых пар.Распределение нагрузки между парами зубьев, находящихся в одновременном контакте, определяется из жесткости зацепления, значение которой было рассчитано в любой точке пути контакта с учетом изгиба, сжатия, сдвига и прогибов по Герцу. Эта кривая изменения жесткости зацепления была выражена с помощью приближенного точного уравнения как функция исключительно эффективного отношения контакта, что позволяет выразить нагрузку на каждой паре зубьев в замкнутой форме.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *