Уводни део:
1. Како се може утицати на масу елемената?
2. Какве су разлике у масама , зависно од просторног облика и облика попречног пресека?
Средишњи део:
Обртни момент на вратилу, приказаном на слици, може се израчунати по изразу : Т=
где је : Р- снага
= , угаона брзина ,
n – минутни број обртаја
За исту снагу момент увијања ће бити утолико мањи, уколико је угаона брзина већа. На тај начин ће меродавни отпорни момент пресека бити = , где је у N/mm2 дозвољени напон увијања. Ефекат је већи када осим увијања има и савијања као код вратила на следећој слици.
Mоменти савијања потичу од сила које се јављају при преношењу обртног кретања, а оне су мање , ако су обртни моменти који се преносе мањи . Тако да је обимна сила Ft = 2T/ d t , где је d t- меродавни пречник ,на коме замишљамо да делује обимна сила (нпр. Код цилиндричних зупчаника са правим зупцима : d t = m z , где је m - модул зупчаника , z - број зубаца ).
Радијална сила зависи од обимне силе ( код цилиндричних зупчаника Fr ≈0,36 Ft ), зато ће и моменти савијања бити мањи што је угаона брзина већа, а растојање између појединих елемената на вратилу мање ( силе су веће , ако су пречници d t мањи).
За зупчанике је карактеристично да смањење модула и смањење броја зубаца може и треба да иде само до одређене границе, испод које настају негативни ефекти.
Повећање броја обртаја ( брзоходности машине ) има границе које су у функцији специфичности конструкције.
Код мотора SUS , повећањем угаоне брзине коленастог вратила повећавају се и инерцијалне силе у елементима клипног механизма, погоршавају услови сагоревања, повећавају оптерећеност лежишта, утрошак мазива итд. Зато се код клипних мотора SUS горња граница броја обртаја стабилизовала на n ≈5000 mm -1 код дизел- мотора и n ≈8000 mm -1 код ото-мотора.
Критични број обртаја, се израчунава помоћу формуле:
nкr≈ = , где је : k – фактор начина улежиштења
( k = 1 , за осовине и вратила која се слободно окрећу у лежиштима, слика под а )
( k = 1,3 – за осовине обострано уклештене, слика под б )
( k = 0,9 – за конзолно уклештење осовине или вратила ослоњених као на слици под в )
c, N/m – крутост система који осцилује,
m, kg – маса система који осцилује,
g, m/s2 - убрзање Земљине теже g = 9,81 m/s2
fG – највећи угиб изазван тежинама маса машинских делова смештених на осовини или вратилу .
Торзиона критична брзина обртања може се израчунати помоћу формуле :
nкr≈ , где је : c , Nm/rad - крутост вратила ,
J , kgm2 - момент инерције вратила, укључујући масе делова смештених на вратилу
Закључни део:
1. Како избор материјала утиче на масу делова изложених затезању, савијању и увијању ?
2. Како угаона брзина утиче на тежину ротационих делова?