Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

36

.pdf
Скачиваний:
44
Добавлен:
23.03.2016
Размер:
4.74 Mб
Скачать

 

RA

 

0,6=0,6а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yi 0; RA

 

q 2a F RB

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6q 2q

 

2,5q

1,1q

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Разбиваем балку О на 3 участка (АС; СD; DB)

 

 

 

 

 

 

 

 

Участок АС(0 x1 a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q(x1) = RA - q x1;

 

M x1

= RA x1 q x1

x1

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1=0; Q(0) = RA = 0,6q

 

x1=0;

M(0) = 0

 

 

 

 

 

 

x1=a; Q a

= RA qa = 0,6q-q =-0,4q

 

x1=a; M(a) = 0,6q 1-q

1,02

0,1q

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим

Мmax.

 

RA

- q x1 =0;

x1 RA / q

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M(x1)max=0,6q 0,6 -

q

0,36

 

0,18q

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Участок CD (a

x2

2a)

 

 

 

 

 

 

 

 

Q(x2 )

RA

q x2

F

 

M (x2 )

RA

x2

q

x2 2

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Q(a)

0,4q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M (a)

0,6q a q

a 2

 

0,3q a 2 0,7q

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q(2a)

RA

2qa

F

0,6q 2q =

M (2a) 0,5q 2a

M

qa 2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1,4q

 

 

 

 

 

0,6q 2

2q

0,3q

1,1q

Участок DB (0

x3 a)

 

 

 

Q(x3 )

RB ; Q(0)

1,1q;

 

M (x3 )

RB x3

M (0) 0

Q(a) 1,1q

 

M (a)

1,0q 1,0

1,1q

 

По полученным результатам строим эпюры Q и M. В точке d эпюры

изгибающих моментов.

 

 

 

M d

M MAX 1,1q ,

Q 1,4q - это опасное сечение (при а=1м).

По заданной величине допустимого напряжения = 150 МПа определяем величины предельных нагрузок.

170

Для двутавра №18 WX

143см3

143 103 мм3

( по таблицам сортамента)

M MAX

 

M

 

WX 150 143 103

21,45 106

21,45 kH м

q

 

M

21,45

19,5

kH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,11

1,11

 

м

 

 

 

F

2,5

q a

2,5 19,5 1,1

48,75kH

 

 

M

0,3q a

0,3 19,5 1,02

5,85kHм

 

Задача 5

Определить длину 1 сварного соединения в нахлестку двух стальных листов толщиной δ= 5,0 мм, шириной а = 100 мм, нагруженного растягиваю-щими силами F = 25 кН.

Решение При расчете предполагаем, что распределение срезывающих сварку

напряжении равномерное:

 

F

 

, S - площадь сечения среза.

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Площадь сечения среза при наличии лобового фланговых швов

S = Sл +Sф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие прочности сварочного соединения:

 

 

 

F

, где

 

 

 

 

 

 

S

л Sф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sл - площадь среза лобового шва

 

 

 

 

 

 

 

Sл= 2а 0,7

, а - длина шва

 

 

 

 

 

 

 

Sф - площадь среза фланговых швов

 

 

 

 

 

 

 

Sф = 2x 0,7

,х - длина флангового шва

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

,

x

 

 

F

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2a

0,7

 

2x 0,7

1,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

25 103

100

19мм , где

 

0,5

 

 

0,5 60 30мПа

 

1,4

5

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимаем х = 20 мм, длина шва - 1 = а + х = 100 +20 = 120 мм.

171

Ответы на тесты к разделам

Раздел 1. «Теория машин и механизмов»

 

Номер

1

 

2

 

3

 

4

 

5

6

 

7

 

8

 

9

 

10

 

вопроса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

2

 

3

 

4

 

2

 

2

1

 

3

 

3

 

2

 

1

 

ответа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 2. «Сопротивление материалов»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

4

 

 

вопроса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

а

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

б

 

 

 

 

в

 

ответа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 3. «Детали машин»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

4

 

5

 

 

 

6

 

вопроса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

б

 

 

б

 

б

 

 

 

а

 

г

 

 

 

б

 

ответа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

172

Тесты по дисциплине "Прикладная механика"

1.Какое из перечисленных соединений является кинематической парой? Ответы: 1) две сваренные детали; 2) две склепанные детали; 3) вал в подшипнике.

2. Какова степень подвижности механизма, изображенного на рис.

Ответы: 1) 0; 2) 1; 3) 2; 4) -1.

3. В каком векторном уравнении допущена ошибка?

Ответы:

2)

 

 

 

;

 

В

 

А

ВА

 

2)

 

 

 

;

 

В

С

ВС

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

aВ

aA

aВnA

aВt A

;

3)

 

 

 

 

 

;

a

a

A

a n

at

 

С

 

СA

СA

 

4.Чем отличается передаточное отношение зубчатой передачи от ее передаточного числа?

Ответы: 1) передаточное отношение имеет знак и числовое значение;

2)передаточное число имеет знак и числовое значение; 3) передаточное число всегда больше единицы.

5.Какие силы зависят только от положения механизма?

Ответы: 1) силы тяжести; 2) силы трения; 3) силы упругости пружин.

6. Какие из перечисленных сил, действующих на механизм, возникают при движение?

Ответы: 1) силы трения; 2) силы упругости пружин; 3) усилия в кинематических парах; 4) силы инерции.

7.Что не является целью силового расчета механизмов?

Ответы: 1) определение усилий в кинематических парах; 2) определение сил инерции звеньев; 3) определение уравновешивающей силы или уравновешивающего момента.

8.Передача имеет назначение:

1) Вырабатывать энергию; 2) Воспринимать энергию;

3) Преобразовать скорость, вращающий момент, направление вращения.

173

9.Какое из приведенных отношений называют передаточным числом

одноступенчатой передачи?

1) n2/n1 ; 2) n1/n2 ; 3) D1/D2

10.Каким принимают угол наклона зубьев ( ) для косозубой

зубчатой передачи?

 

1) 8 - 15о

2) 25 – 45о

3) 20о

11.Пользуясь каким модулем рассчитывают диаметр окружности впадин в конической передаче.

1) mte ; 2) mtm ; 3) mte и mtm

12.Определите передаточное число червячной передачи, если число зубьев колеса равно 30, число заходов червяка – 2:

1) 60 ; 2) 15; 3) 1/5; 4) Определить нельзя

13.Возможные варианты сочетания материалов для червяка и червячного колеса:

1) Сталь - чугун; 2) Чугун - чугун; 3) Бронза-сталь; 4) Сталь – бронза

14.Какой внутренний диаметр имеет подшипник 202?

1) 0,2 мм; 2) 10 мм; 3) 15 мм; 4) 202 мм

Ответы на тесты по дисциплине «Прикладная механика»:

Номер

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

вопроса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

3

2

4

3

3

4

1

3

3

1

1

2

4

2

ответа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Словарь основных понятий и терминов.

К разделу ТММ:

Анализ механизмов - исследование структурных, кинематических и динамических свойств механизмов.

Динамический анализ - раздел ТММ, включающий силовой анализ механизма и определение закона его движения по известным силам, действующим на механизм.

Звено - твердое тело, входящее в состав механизма.

174

Кинематическая пара (КП) - подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев.

Кинематическая цепь - система звеньев, образующих между собой кинематические пары.

Кинематический анализ - раздел ТММ, изучающий движения звеньев механизма по заданному движению начальных звеньев.

Механизм - система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других твердых тел.

Машина - система, предназначенная для осуществления механических движений и силовых воздействий, необходимых для выполнения рабочих процессов.

Стойка - неподвижное звено механизма.

Синтез механизмов - раздел ТММ, изучающий способы проектирования механизмов с заданными структурными, кинематическими и динамическими свойствами для осуществления требуемых движений.

Теория механизмов и машин (ТММ) - наука, изучающая свойства и процессы, происходящие в механизмах и машинах, а также способы проектирования их схем.

К разделу Сопротивление материалов:

Выносливость - способность материалов сопротивляться разрушению при действии повторно-переменных напряжений.

Гипотеза плоских сечений - поперечные сечения стержня, плоские до деформации остаются плоскими и после нее.

Деформация- в качественном отношении - это изменение размеров и формы тела под действием внешних сил или температуры.

Допускаемое напряжение - максимальное значение напряжения, которое может быть допущено в опасном сечении для обеспечения безопасности и надежности работы, необходимых в условиях эксплуатации. F = ƒ(∆ℓ)

Жесткость - способность материала элементов конструкций сопротивляться образованию упругих деформаций, возникающих под действием внешних сил.

Изгибающий момент - пара внутренних сил, перпендикулярная к плоскости поперечного сечения.

Касательное напряжение - составляющая полного напряжения, расположенная в плоскости сечения.

Консоль - балка с одним защемленным и другим свободным концом или часть балки, продолжающаяся за опору.

Концентрация напряжений - местное увеличение напряжений, происходящее при резком изменении сечения тела.

Крутящий момент — пара внутренних сил, лежащая в плоскости поперечного сечения. Крутящий момент в поперечном сечении равен сумме моментов всех внешних сил по одну сторону от сечения, взятых

175

относительно центральной оси стержня.

Кручение - тип простой деформации, при которой в поперечных сечениях стержня под действием внешних пар сил, расположенных в плоскостях, перпендикулярных к центральной оси стержня, возникают только крутящие моменты.

Напряжение - мера распределения внутренних сил в сечении, их интенсивность.

Нормальное напряжение - составляющая полного напряжения, направленная вдоль нормали к элементарной площадке сечения, на которой действует это напряжение.

Опасное сечение - поперечное сечение стержня, где возникают наибольшие напряжения, растягивающие и сжимающие.

Пластичность - свойство материала под действием внешних сил необратимо деформироваться без разрушения.

Плоский изгиб - изгиб под действием внешних сил, расположенных в одной плоскости - в плоскости симметрии стержня или в главной плоскости, проходящей через линию центров изгиба.

Предел выносливости (предел усталости) - наибольшее значение максимального напряжения цикла, при котором не происходит усталостного разрушения образца из данного материала после произвольно большого числа циклов.

Предел прочности - отношение максимальной силы, которую способен выдержать образец из данного материала, к начальной площади поперечного сечения образца.

Предел текучести - напряжение, при котором происходит быстрый рост пластической деформации без заметного увеличения нагрузки.

Предел упругости - наибольшее напряжение, при котором имеют место только упругие деформации.

Прочность - способность материала сопротивляться разрушению при действии внешних сил. Прочность - способность материалов в определенных пределах и условиях воспринимать внешние нагрузки, не разрушаясь. Количественно прочность характеризуют напряжения (МПa).

Смятие - пластическая деформация местного характера, возникающая на поверхности контакта при действии сжимающих сил.

Срез - разрушение, происходящее от сдвига в плоскости максимальных касательных напряжений.

Текучесть - свойство материала, проявляющееся в быстром росте пластических деформаций без заметного увеличения нагрузки.

Угловая деформация - это угол сдвига.

Усталость материалов - изменение механических и физических свойств материала под длительным действием циклически изменяющихся во времени напряжений и деформаций.

Хрупкость - свойство материала разрушаться без предшествующей значительной пластической деформации.

Чистый изгиб - тип простой деформации, при которой в поперечных

176

сечениях стержня при действии внешних сил возникают только изгибающие моменты.

К разделу Детали машин:

Болтовые соединения - используются для соединения деталей относительно небольшой толщины при наличии места для гайки и головки.

Валы и оси - предназначены для поддерживания вращающихся элементов машин – зубчатых колес, шкивов, звездочек и т.д.

Заклепочные соединения - используются для соединения листовых и профильных элементов конструкций корпусов, ферм, резервуаров давления и т.д.

Зубчатые передачи - предназначены для передачи и преобразования вращательного движения с изменением угловых скоростей и крутящих моментов посредством зубчатого зацепления.

Износостойкость - способность сохранять форму и размеры поверхностей трения в течение срока эксплуатации.

Опоры - предназначены для передачи усилий, действующих на конструктивные элементы машин.

Передача - устройство, служащее для передачи энергии механического движения на расстояние и преобразования его параметров.

Привод - устройство, состоящее из двигателя, передаточных механизмов и системы управления для приведение в движение машин и механизмов.

Профиль - контур сечения резьбы плоскостью, проходящей через ее ось. Сварными - называются соединения деталей, связанных в зоне контакта

межатомными силами, которые возникают при местном сплавлении или совместном пластическом деформировании.

Шлицевые соединения - образуются при вхождении выступов–зубьев на валах в соответствующие впадины-пазы на ступицах.

177

Список рекомендуемой литературы.

1. Сурин В.М. Прикладная механика. Новое знание, 2008, 392с 2. Чернилевский Д.В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования. Машиностроение, 2007, 408с.

3. Махова Н.С., Поболь О.Н., Семин М.И. Основы теории механизмов и машин. Владос, 2007, 288с.

178

Приложение

Название пары

Эскиз

Условное

Число

Число

Вид

 

нструкции

значение

й свободы

зей

ряжения

 

 

 

 

 

 

Вращательная

 

 

1

5

Н

 

 

 

 

 

 

Поступательная

 

 

1

5

Н

 

 

 

 

 

 

Винтовая

 

 

1

5

Н

 

 

 

 

 

 

Цилиндрическая

 

 

2

4

Н

 

 

 

 

 

 

ферическая с пальцем

 

 

2

4

Н

 

 

 

 

 

 

Сферическая

 

 

3

3

Н

 

 

 

 

 

 

Плоскостная

 

 

3

3

Н

 

 

 

 

 

 

илиндр – плоскость

 

 

4

2

В

 

 

 

 

 

 

Шар – цилиндр

 

 

4

2

В

 

 

 

 

 

 

Шар – плоскость

 

 

5

1

В

 

 

 

 

 

 

179