механика / метод.указания к конт.раб
..pdfМинистерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования «Могилевский государственный университет продовольствия»
Кафедра прикладной механики
ПРИКЛАДНАЯМЕХАНИКА
Задания к расчетно-графическим и контрольным работам по дисциплине «Прикладная механика» по разделам «Сопротивление материалов» и «Детали машин» для студентов технологических специальностей
Могилев 2011
УДК 621.81 (075.5)
ББК
Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры прикладной механики Протокол № 3 от 27 октября 2011 г.
Составители: кандидат технических наук, доцент
Давидович И.Ю. кандидат технических наук, доцент
Харкевич В.Г.
Рецензент старший преподаватель
Покатилов А.Е.
УДК 621.81 (075.5)
ББКУчреждение образования «Могилевский государственный университет продовольствия», 2011
Содержание
Введение………………………………………………………………... 4
1 |
Задача № 1…………………………………………………………… 4 |
|
2 |
Задача № 2…………………………………………………………… 4 |
|
3 |
Задача № 3…………………………………………………………… |
5 |
4 |
Задача № 4…………………………………………………………… |
9 |
5Задача № 5…………………………………………………………… 16
6Номера вариантов заданий……………………….………………… 20
3
Введение
Настоящие задания предназначены для студентов технологических специальностей дневной и заочной формы обучения.
Для студентов заочной формы обучения данными заданиями предусмотрена контрольная работа, включающая задачи № 4 и № 5.
Студенты дневной формы обучения используют задачи задания для выполнения расчетно-графических работ.
Номер варианта задания и объем выполняемых работ задаются преподавателем кафедры согласно данным таблицы 7.
1 ЗАДАЧА № 1
Стальной стержень ступенчатой формы находится под действием продольных сил F1, F2 и F3. Построить эпюры продольных сил, напряжений и перемещений (без учета собственного веса стержня), а также определить величину перемещения сечения I-I. Модуль упругости при растяжении стали
Е = 2 105 Н/мм2. Расчетные схемы представлены на рисунке 1, а числовые данные приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Числовые данные к задаче № 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вели- |
|
|
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
|
||
чина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
А, см2 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
50 |
40 |
30 |
35 |
45 |
50 |
60 |
а, м |
2 |
3 |
4 |
3 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
4 |
3 |
2 |
4 |
3 |
2 |
4 |
5 |
в, м |
1 |
2 |
3 |
4 |
3 |
2 |
1 |
3 |
4 |
2 |
3 |
3 |
1 |
2 |
3 |
2 |
1 |
с, м |
4 |
3 |
1 |
2 |
1 |
3 |
4 |
3 |
3 |
2 |
3 |
4 |
2 |
1 |
4 |
1 |
3 |
F1, кН |
40 |
50 |
60 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
10 |
20 |
30 |
F2, кН |
30 |
20 |
10 |
10 |
20 |
20 |
30 |
40 |
30 |
40 |
10 |
40 |
40 |
30 |
80 |
70 |
90 |
F3, кН |
10 |
30 |
40 |
40 |
50 |
60 |
70 |
60 |
50 |
60 |
80 |
30 |
40 |
20 |
30 |
20 |
20 |
2 ЗАДАЧА № 2
К стальному ступенчатому стержню, имеющему сплошное круглое поперечное сечение, приложены крутящие моменты. Левый конец стержня жестко закреплен в опоре, а правый конец – свободен. Расчетные схемы представлены на рисунке 2, а числовые данные приведены в таблице 2. Требуется:
1)построить эпюру крутящих моментов по длине стержня;
2)при заданном значении допускаемого напряжения на кручение [ ]
определить диаметры d1 и d2 стержня из расчета на прочность, полученные значения округлить;
3)построить эпюру действительных напряжений кручения по длине стержня;
4)построить эпюру углов закручивания, приняв модуль упругости при
сдвиге G = 0,8 105 Н/мм2.
4
Таблица 2 – Числовые данные к задаче № 2 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вари- |
|
Расстояния, м |
|
|
Моменты, кН м |
|
[ ], |
|||
анты |
а |
|
в |
|
с |
Т1 |
Т2 |
Т3 |
Т4 |
Н/мм2 |
1 |
1,5 |
|
2 |
|
1 |
4 |
3 |
1 |
2 |
55 |
2 |
1 |
|
1,5 |
|
3 |
4,5 |
2 |
1,2 |
0,2 |
60 |
3 |
2 |
|
1 |
|
2 |
5 |
3 |
0,5 |
1,5 |
50 |
4 |
3 |
|
2 |
|
1 |
4,2 |
2,5 |
1,2 |
0,5 |
60 |
5 |
2 |
|
1 |
|
1 |
3,5 |
1,2 |
1,5 |
0,8 |
45 |
6 |
1 |
|
2 |
|
1 |
5,5 |
0,5 |
2,5 |
0,5 |
50 |
7 |
1,2 |
|
1 |
|
1 |
8,5 |
2 |
3,5 |
1,5 |
70 |
8 |
2 |
|
1 |
|
1,5 |
6,5 |
1,5 |
0,5 |
1,5 |
60 |
9 |
1 |
|
1,2 |
|
0,8 |
6,5 |
0,5 |
1,5 |
2 |
65 |
10 |
0,8 |
|
0,5 |
|
0,5 |
9 |
1,5 |
2,5 |
0,5 |
70 |
11 |
1 |
|
1 |
|
1 |
8 |
2,5 |
1,5 |
1 |
80 |
12 |
1,2 |
|
1,5 |
|
2 |
7 |
2 |
1,5 |
1 |
70 |
13 |
0,6 |
|
1 |
|
2 |
6 |
1,8 |
1,2 |
0,5 |
60 |
14 |
1 |
|
1,2 |
|
2,5 |
5 |
2 |
1 |
0,8 |
50 |
15 |
1,5 |
|
1,2 |
|
1 |
4,5 |
1,5 |
1 |
0,5 |
50 |
16 |
1 |
|
2 |
|
1 |
6,5 |
1,5 |
2 |
1 |
60 |
3 ЗАДАЧА № 3
Для заданной схемы балки требуется написать выражения поперечной силы Q и изгибающего момента М для каждого участка в общем виде, построить эпюры Q и М, найти Мmax и подобрать стальную балку двутаврового поперечного сечения при [σ] = 160 Н/мм2. Расчетные схемы представлены на рисунке 3, а числовые данные приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Числовые данные к задаче № 3
Вари- |
|
|
|
|
Величины |
|
|
а, м |
в, м |
с, м |
l, м |
Изгибающий |
Сосредоточенная |
Равномерно |
|
анты |
момент m, кН м |
сила F, кН |
распределенная |
||||
|
|
|
|
|
нагрузка q, кН/м |
||
1 |
1 |
2 |
3 |
8 |
5 |
8 |
8 |
2 |
1,5 |
2,5 |
2 |
9 |
6 |
10 |
6 |
3 |
2 |
1,5 |
1,5 |
8 |
7 |
9 |
10 |
4 |
1,8 |
1,2 |
2 |
6 |
8 |
10 |
12 |
5 |
2 |
1,5 |
1,5 |
7 |
8 |
10 |
8 |
6 |
1,5 |
2,5 |
2 |
8 |
6 |
6 |
10 |
7 |
1 |
1,5 |
1,5 |
7 |
10 |
8 |
12 |
8 |
1,7 |
1,3 |
3 |
8 |
10 |
6 |
8 |
9 |
2 |
1,6 |
1,4 |
7 |
8 |
6 |
10 |
10 |
1,6 |
2 |
1,4 |
8 |
6 |
8 |
12 |
5
Рисунок 1 – Расчетные схемы к задаче № 1
6
Рисунок 2 – Расчетные схемы к задаче № 2 |
7
Рисунок 3 – Расчетные схемы к задаче № 3 |
8
4 ЗАДАЧА № 4
Выполнить расчет привода в следующей последовательности:
–определить общий к.п.д. привода;
–определить требуемую мощность электродвигателя;
–определить общее оценочное передаточное отношение привода;
–определить приемлемую частоту вращения и угловую скорость вала электродвигателя;
–выбрать стандартный электродвигатель;
–уточнить общее передаточное отношение привода и разбить его между отдельными узлами и типами передач согласно схеме;
–определить мощности, угловые скорости и крутящие моменты на валах привода;
–выбрать стандартные редуктор и упругую муфту, обосновать их выбор;
–выполнить расчет передачи (вид передачи указан в таблице в соответствии с № варианта):
а) клиноременной передачи по тяговой способности; б) цепной передачи по износостойкости шарниров;
в) проектный и проверочный расчеты открытой зубчатой передачи из условия прочности зубьев на изгиб.
В схемах №№ 7, 8, 9, 10, 11, 12, 16 электродвигателем приводятся в движение два рабочих органа.
Расчетные схемы представлены на рисунке 4, а числовые данные приведены в таблицах 4.1 – 4.16.
Таблица № 4.1 – Числовые данные к рисунку 4, схема 1 |
|
|
|
|
|||||||
Величины |
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
N, кВт |
2,5 |
0,8 |
3,0 |
1,5 |
4,2 |
3,4 |
|
0,9 |
0,4 |
1,6 |
4,5 |
ω, рад/с |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
0,5 |
3,0 |
2,8 |
|
1,2 |
0,8 |
1,4 |
4,0 |
Рассчитать |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
|
1 |
2 |
1 |
2 |
передачу № |
|
||||||||||
Таблица № 4.2 – Числовые данные к рисунку 4, схема 2 |
|
|
|
|
|||||||
Величины |
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
N, кВт |
4,0 |
3,5 |
2,0 |
2,5 |
2,8 |
1,5 |
|
0,7 |
0,9 |
1,2 |
1,5 |
ω, рад/с |
3,5 |
3,5 |
2,0 |
1,5 |
1,8 |
0,7 |
|
1,4 |
0,5 |
1,6 |
0,7 |
Таблица № 4.3 – Числовые данные к рисунку 4, схема 3 |
|
|
|
|
|||||||
Величины |
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
N, кВт |
1,0 |
1,4 |
2,2 |
2,5 |
2,1 |
0,5 |
|
0,4 |
3,0 |
1,2 |
4,0 |
ω, рад/с |
0,8 |
0,7 |
1,0 |
1,2 |
0,6 |
0,4 |
|
0,8 |
1,6 |
1,4 |
1,8 |
9
Таблица № 4.4 – Числовые данные к рисунку 4, схема 4 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
||
Величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
N, кВт |
1,2 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
1,5 |
0,8 |
|
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,8 |
ω, рад/с |
1,2 |
0,1 |
0,4 |
0,3 |
0,8 |
1,2 |
|
1,0 |
0,6 |
0,2 |
0,9 |
Таблица № 4.5 – Числовые данные к рисунку 4, схема 5 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
||
Величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
N, кВт |
1,2 |
1,0 |
0,8 |
0,5 |
2,0 |
2,5 |
|
3,0 |
3,5 |
2,8 |
4,0 |
ω, рад/с |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
Рассчитать |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
|
1 |
2 |
1 |
2 |
передачу № |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица № 4.6 – Числовые данные к рисунку 4, схема 6 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
||
Величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
N, кВт |
1,6 |
0,8 |
0,5 |
1,8 |
1,2 |
4,0 |
|
5,0 |
6,0 |
4,0 |
3,0 |
ω, рад/с |
2,0 |
0,5 |
1,7 |
0,8 |
0,4 |
1,2 |
|
3,8 |
4,0 |
1,0 |
1,8 |
Таблица № 4.7 – Числовые данные к рисунку 4, схема 7 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
||
Величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
N1, кВт |
0,2 |
0,8 |
0,6 |
1,0 |
1,2 |
0,4 |
|
0,3 |
0,4 |
0,6 |
0,9 |
ω1, рад/с |
25 |
30 |
32 |
28 |
26 |
34 |
|
24 |
25 |
29 |
30 |
N2, кВт |
0,2 |
0,8 |
0,6 |
1,0 |
1,2 |
0,4 |
|
0,3 |
0,4 |
0,6 |
0,9 |
ω2, рад/с |
8 |
10 |
12 |
7 |
6 |
12 |
|
7 |
10 |
8 |
12 |
Рассчитать |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
1 |
2 |
3 |
1 |
передачу № |
|
||||||||||
Таблица № 4.8 – Числовые данные к рисунку 4, схема 8 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
||
Величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
N1, кВт |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
1,0 |
1,0 |
0,8 |
|
0,4 |
0,2 |
1,1 |
0,6 |
ω1, рад/с |
25 |
19 |
40 |
28 |
35 |
20 |
|
22 |
38 |
26 |
44 |
N2, кВт |
0,5 |
1,2 |
0,8 |
1,5 |
0,6 |
0,4 |
|
1,1 |
1,0 |
0,9 |
0,3 |
ω2, рад/с |
4 |
4 |
6 |
4 |
6 |
3 |
|
3,5 |
5 |
4,5 |
8 |
Рассчитать |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
1 |
2 |
3 |
1 |
передачу № |
|
||||||||||
10