- •1.Понятия теоретической механики: материальная точка, твёрдое тело, равнодействующая сила.
- •12.Состав рабочей машины: звено, узел, механизм, привод.
- •13.Структурный анализ механизмов, звено, кинематическая цепь
- •14.Понятие степень свободы, число степеней свободы плоских и пространственных механизмов, подвижность механизмов.
- •15.Структурный анализ плоского рычажного механизма, оценка его подвижности
- •16. Структурный анализ пространственного рычажного механизма, оценка его подвижности.
- •17. Схемы плоских шарнирно-стержневых механизмов, термины: кривошип, шатун, ползун, кулиса, коромысло.
- •18. Понятие «кинематическая пара», виды кинематических пар, их условное изображение
- •19. Кинематический анализ механизмов, суть и задачи анализа, термины: входное звено, закон движения, входная координата, передаточная функция
- •20.Кинематические характеристики механизмов: передаточное отношение, передаточное число (определения, обозначения, свойства)
- •21. Кинематика зубчатых передач, расчет кинематических характеристик.
- •22. Свойства передаточных чисел и передаточных отношений, их расчет при последовательном соединении передач.
- •23. Оценка сил в стержневых механизмах, расчетная схема, метод сечений
- •24.Трение скольжения, сила трения, ее свойства, условие равновесия т.Т. На наклонной поверхности
- •25.Трение качения, условие равновесия при равномерном перекатывании, коэффициент трения качения его свойства.
- •26.Устойчивость при опрокидывании, коэффициент устойчивости
- •27. Сила тяжести, центр тяжести, методы определения центра тяжести
- •28. Схемы плоских кулачковых механизмов, термины, оценка подвижности
- •29. Кинематические характеристики механизмов, передаточное число и отношение, свойства
- •30. Допущения, принимаемые при оценке свойств материала элементов при оценке прочности элементов конструкции
- •32. Виды составляющих внутренних сил в элементах конструкций, обозначение, классификация, виды нагружений
- •33. Оценка внутренних сил, метод сечений
- •34. Характеристики механических свойств материала, испытание металла, дианрамма условных напряжений
- •35. Геометрические характеристики плоских сечений элементов
- •36. Зависимости геометрических характеристик простых фигур: прямоугольник, круг, кольцо.
- •38.Допускаемые напряжения, их расчет.
- •40. Расчет перемещений при растяжении сжатии, деформация,закон Гука
- •41. Виды расчётов на прочность при «растяжении-сжатии»: проектный, проверочный, расчёт допускаемой нагрузки.
- •42.Вид нагружения «сдвиг», расчеты напряжений и перемещений при сдвиге
- •43. Вид нагружения «кручение» расчет на прочность при кручении.
- •44. Перемещения при кручении , их оценка, расчёт валов на прочность.
- •45. Вид нагружения «изгиб», внутренние силы, напряжения, их оценка.
- •46. Схема расчёта на прочность при изгибе, условия прочности при изгибе.
- •47. Перемещения при изгибе, их расчет.
- •48. Расчет на прочность при действии переменной напряжений, кривая усталости, предел выносливости.
- •50. Расчеты на прочность при переменных напряжениях, термины: усталость, выносливость, предел выносливости, кривая усталости.
- •51. Циклы переменных напряжений, параметры цикла переменных напряжений.
- •52.Параметры циклов переменных напряжений симметричного и отнулевого циклов.
- •54.Распределение напряжений в плоскости поперечных сечений при кручении и изгибе, рациональные формы поперечных сечений.
- •55. Схема двухопорной балки при нагружении плоской системой произвольно расположенных сил, уравнение равновесия, расчет реакции опор.
- •56. Кинематические характеристики механизмов: передаточное число и передаточное отношение, их свойства.
44. Перемещения при кручении , их оценка, расчёт валов на прочность.
Во многих случаях вал должен быть рассчитан не только на прочность, но и на жесткость при кручении.
Рассмотрим брус, жестко защемленный одним концом и нагруженный на свободном конце скручивающим моментом М (рис. 19.17). При деформацииб руса его поперечные сечения повернутся на некоторые углы по отношению к своему первоначальному положению или, что то же, по отношению к неподвижному сечению (заделке). Угол поворота будет тем больше, чем дальше отстоит данное сечение от заделки. Так, для произвольного сечения I, отстоящего от заделки на расстоянии Z, он равен , для сечения II– .Здесь – угол поворота сечения II относительно I или угол закручивания элемента бруса длиной .
Вообще угол поворота произвольного сечения равен углу закручивания части бруса, заключенной между этим сечением и заделкой. Таким образом, угол поворота торцового сечения представляет собой полный угол закручивания рассматриваемого бруса.
За меру жесткости при кручении принимают относительный угол закручивания (угол закручивания на единицу длины) вала, обозначаемый (встречается обозначение ).
(19.16)
Угол закручивания бруса постоянного диаметра при одинаковом во всех поперечных сечениях крутящем моменте равен
(19.17)
где l – длина рассматриваемого участка, мм.
В отличие от допускаемого напряжения, зависящего в первую очередь от материала вала, допускаемый угол закручивания зависит от назначения вала.
Значения допускаемых углов закручивания, встречающихся в различных отраслях машиностроения, весьма разнообразны; наиболее распространены значения
Условие жесткости при кручении имеет вид
(19.18)
– условно жесткость сечения круглого бруса при кручении. Модуль сдвига (G) характеризует жесткость материала, а полярный момент инерции ( ) является геометрической характеристикой жесткости бруса.
При проектном расчете отсюда определяют требуемое значение , а затем по формуле (19.19) или (19.20) вычисляют диаметр вала. Из двух значений диаметра вала,
определенных из расчетов на прочность и жесткость, в качестве окончательного (исполнительного размера) должен быть, конечно, принят больший.
(19.19)
Для круга
45. Вид нагружения «изгиб», внутренние силы, напряжения, их оценка.
Условия прочности при прямом поперечном изгибе.
Балки рассчитывают на прочность по наибольшим нормальным напряжениям, возникающим в их поперечных сечениях. При поперечном изгибе балок наряду с нормальными, как известно, возникают и касательные напряжения, но они в подавляющем большинстве случаев невелики и при расчетах на прочность не учитываются.
Расчет балок из пластичных материалов.
Прочность балки из пластичного материала обеспечена, если наибольшие по абсолютному значению нормальные напряжения, возникающие в опасном поперечном сечении, не превышают допускаемых. Для балки, поперечные размеры которой по всей длине постоянны (пока только такими балками и ограничимся), опасное сечение то, в котором возникает наибольший по модулю изгибающий момент.
Наибольшие нормальные напряжения возникают в точках опасного поперечного сечения, максимально удаленных от нейтральной оси. Будем называть эти точки опасными. – расстояние от опасной точки до нейтральной оси. Тогда получим условие прочности в виде
(19.5)
где – максимальное нормальное напряжение;
– максимальный изгибающий момент;
– момент инерции относительно оси ОХ – осевой момент инерции;
– допускаемое напряжение, принимаемое при статическом нагружении таким же, как и в случае растяжения (сжатия) бруса из того же материала.
В случае если поперечное сечение балки симметрично относительно нейтральной оси, оказывается возможным привести формулу (19.5) к более удобному виду. Для указанных сечений гдеh – высота сечения (размер в направлении, перпендикулярном нейтральной оси), следовательно,
Разделим числитель и знаменатель этого выражения :
Введем обозначение
и получим окончательное условие прочности в следующем виде:
(19.6)
– осевой момент сопротивления, или момент сопротивления при изгибе.
Момент сопротивления– это геометрическая характеристика, прочности бруса, работающего на прямой изгиб. Действительно, чем больше момент сопротивления, тем меньше напряжения, возникающие в поперечном сечении балки при данной нагрузке.
Формула представляет собой зависимость для проверочного расчета.
Значения моментов сопротивления прокатных профилей (двутавров и швеллеров) приведены в таблицах соответствующих ГОСТов.
Моменты сопротивления круга, кольца и прямоугольника:
а) круг
или
(19.7)
б )кольцо (рис. 19.11)
или
(19.8)
в) прямоугольник
или
(19.9)
h – сторона прямоугольника, перпендикулярная оси, относительно которой вычисляется момент сопротивления.
Из приведенных примеров следует, что сечение надо располагать таким образом, чтобы силовая линия совпадала с той из главных осей, относительно которой момент инерции минимален, или, что то же самое, так, чтобы ось, относительно которой момент инерции максимален, была нейтральной осью сечения. Более кратко это можно сформулировать так: следует стремиться к тому, чтобы изгиб бруса происходил в плоскости его наибольшей жесткости.