Механика - Учебное пособие

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Южно-Уральский государственный университет Филиал в г. Златоусте

Кафедра «Техническая механика»

621.031(07) З-175

Р.И. Зайнетдинов, О.Н. Цуканов, Б.А. Лопатин

М Е Х А Н И К А

Учебное пособие по курсовому проекту и домашним заданиям

3-е издание, переработанное и дополненное

Челябинск Издательство ЮУрГУ

2006

2

УДК 621.031(07)

Зайнетдинов Р. И., Цуканов О.Н., Лопатин Б.А. Механика: Учебное пособие по курсовому проекту и домашним заданиям. – 3-е изд., перераб. и доп. – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2006. – 50 с.

Учебное пособие охватывает основные типы задач по расчету на прочность элементов конструкций, задачи по расчету зубчатых передач и все этапы выполнения курсового проекта по проектированию и расчету привода конвейера или лебедки.

Данное издание (3-е — 2-е изд. 1996 г.) является электронной версией пособия, рисунки выполнены в графических редакторах КОМПАС, CоrelXara и Worda, отдельные пункты по выполнению проекта переработаны и дополнены с учетом рекомендаций стандарта ЮУрГУ, приложения дополнены образцами аннотации, титульного листа расчетно-графической работы № 1, основных надписей, образцами чертежей общих видов привода и редуктора, рабочих чертежей конического колеса и вала, обновлен также список литературы.

Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 150101, 140604.

Ил. 14, табл. 14, список лит. – 15 назв.

Одобрено учебно-методической комиссией филиала ЮУрГУ в г. Златоусте.

Рецензенты: В. И. Гольдфарб, В. С. Карманов.

© Издательство ЮУрГУ, 2006.

3

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие предназначено для студентов немашиностроительных специальностей при выполнении ими контрольных заданий и курсового проекта по механике (прикладной механике). Оно состоит из двух частей.

Первая часть – методические указания и задания к расчетно-графическим работам № 1 и № 2.

Вторая часть – методические указания и задания к курсовому проекту. Расчетно-графическая работа № 1 включает задачи по разделу «Сопротивле-

ние материалов» («Основы расчетов на прочность»), расчетно-графическая работа № 2 – задачу по расчету зубчатой передачи.

Вариант каждого задания выдается студенту преподавателем и состоит из четырех цифр. Исходные данные согласно варианту выбираются следующим образом. Например, при варианте 4379 для задачи 1.1 необходимо из табл. 1.1 взять данные:

•первая цифра – 4: А1/А = 2,0;

•вторая цифра – 3: b/l = 2,0, F1/F = –2;

•третья цифра – 7: с/l = 2,0, F2/F = –3, материал – Алюм. спл. АК-4;

•четвертая цифра – 9: № схемы – IV, a/l = 2,0, F3/F = –1,0.

Аналогично выбираются данные ко всем задачам.

Расчетно-графические работы № 1 и № 2 и расчетная часть курсового проекта

должны быть оформлены в виде расчетно-пояснительной записки на листах писчей бумаги формата А4.

Образец титульного листа записки курсового проекта приведен в прил. 1.

На каждом листе расчетно-пояснительной записки должна быть рамка с основной надписью, на первом листе формы 2, на последующих – формы 2а (прил. 2 и 3). Текст записки должен быть напечатан на компьютере или написан от руки чернилами на одной стороне каждого листа с оставлением полей: слева – не менее 5 мм от линии рамки, справа – не менее 3 мм, сверху – 15 мм, снизу – 10 мм. Все листы записки должны быть сшиты в альбом с обложкой из плотной бумаги.

Графическая часть курсового проекта выполняется на листах чертежной бумаги, формат и количество которых определяются содержанием задания во второй части указаний.

Схемы и эпюры, встречающиеся при решении задач, также должны быть выполнены с соблюдением масштабных соотношений карандашом с применением чертежных инструментов.

Графическая часть проекта, схемы и эпюры пояснительной записки могут быть выполнены также в графических редакторах ПЭВМ КОМПАС, AutoCAD и др.

Решение каждой задачи желательно выполнять в общем виде, а числовые значения подставлять в конце решения. Расчеты следует производить с точностью до 2–3 значащих цифр после запятой.

4

1.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ

КРАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИМ РАБОТАМ

1.1. Расчетно-графическая работа № 1

Цель работы – освоение студентами практических методов расчета на прочность элементов конструкций, закрепление знаний, полученных ими на лекциях и практических занятиях по соответствующим разделам курсов «Механика» и «Прикладная механика».

Расчетно-графическая работа № 1 включает задачи по расчету на прочность элементов конструкций при следующих видах деформации: растяжении (сжатии), срезе и смятии, кручении, изгибе, а также при совместном действии изгиба и кручения.

В начале каждой задачи в соответствии с вариантом должны быть записаны исходные данные в виде таблицы и с учетом их значений, в масштабе изображен чертеж к задаче.

Схемы и эпюры, встречающиеся при решении задач, также должны быть выполнены с соблюдением масштабных соотношений карандашом с применением чертежных инструментов.

Решение каждой задачи желательно выполнить в общем виде, а числовые значения подставлять в конце решения. Расчеты следует производить с точностью до 2–3 значащих цифр после запятой.

На обложке расчетно-графической работы № 1 необходимо записать название: «Расчетно-графическая работа № 1 по разделу курса механики (прикладной механики) «Сопротивление материалов» («Основы расчетов на прочность»)». Образец обложки приведен в прил. 4.

Задача 1.1. Растяжение, сжатие

Для консольного бруса переменного сечения (рис. 1.1) построить эпюры нормальной силы, нормальных напряжений и продольных перемещений. Определить из условия прочности допустимое значение нагрузки F и при найденном значении нагрузки вычислить наибольшее перемещение бруса, а также наибольшее удлинение участка а.

Принять А = 200 мм2 , l = 200 мм, s = [k] = 2, остальные данные взять из табл. 1.1 и табл. 1.2.

5

Рис. 1.1

6

Таблица 1.2

Механические характеристики материалов

Задача 1.2. Расчет статически неопределимых систем

Для одной из плоских стержней систем, изображенных на рис. 1.2, требует-

ся:

1)определить усилия в стержнях системы (в долях q);

2)из расчета на прочность найти площади поперечных сечений стержней;

3)считая, что каждый стержень состоит из двух одинаковых равнобоких уголков, подобрать по ГОСТ 8509-72 соответствующий номер профиля.

Принять: материал – Ст.5; s = [k] = 1,4; l = 500 мм; q = 200 кН/м. Остальные данные взять из табл. 1.2 и 1.3.

7

Продолжение рис.1.3

Продолжение рис. 1.3

10