Раздел 1. Теоретическая механика

ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

 

Учебно-методическое пособие по выполнению контрольной работы по заочной форме обучения для специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

 

 

Екатеринбург

2016г.
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Техническая механика» по специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание автомобильного транспорта»

 

 

Составитель: Н.Б. Чмель, преподаватель

 

Рецензент: Г.Ф. Молокова, преподаватель УрТИСИ СибГУТИ

 

Введение

"Техническая механика" – одна из основных дисциплин общепрофессионального цикла – предусматривает изучение общих законов равновесия и движения материальных тел; основных методов расчета на прочность и жесткость деталей машин; изучение устройства, применения и основ проектирования деталей и сборочных единиц машин.

Все знания и умения, полученные при изучении технической механики, найдут применение в процессе изучения специальных дисциплин, при курсовом и дипломном проектировании, а также в практической работе на производстве.

При изучении дисциплины "Техническая механика" следует опираться на знания, полученные при изучении математики и физики.

В результате изучения дисциплины студент должен:

иметь представление:

- об основных положениях теоретической механики, сопротивления материалов и деталей машин;

знать:

- основные понятия и аксиомы теоретической механики, законы равновесия и перемещения тел;

- методики выполнения основных расчетов по теоретической механике, сопротивлению материалов и деталей машин;

- основы проектирования деталей и сборочных единиц общего назначения;

уметь:

- выполнять основные расчеты по теоретической механике, сопротивлению материалов и деталям машин.

 

Преподавание дисциплины имеет практическую направленность. Знания и умения, полученные студентами при изучении данной дисцип­лины, являются основой для изучения специальных дисциплин: "Автомобили", "Техническое обслуживание автомобилей", "Ремонт автомобилей". Использование межпредметных связей обеспечивает преемственность изучения материала, исключает дублирование и позволяет преподавателям рационально распределить время по разделам и темам.

Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических умений предусматривается проведение практических работ, перечень которых приводится после соответствующей темы в разделе "Содержание учебной дисциплины".

При изложении материала соблюдается единство терминоло­гии, обозначений, единиц измерения в соответствии с действующими ГОСТами.

Программа промежуточной аттестации включает выполнение двух домашних контрольных работ, задание на которые и методические рекомендации по выполнению приведены в данных методических указаниях, и проведение экзамена после окончания изучения дисциплины..

Общие указания

К выполнению домашних контрольных работ можно приступать только после изучения соответствующих тем и получения навыков решения задач. Задачи контрольных работ даны в последовательности тем программы и должны решаться постепенно, по мере изучения материала. Каждая контрольная работа состоит из пяти задач. Вариант контрольной работы определяется по последней цифре шифра. Если последняя цифра шифра 0, это означает, что работа должна выполняться по варианту № 10.

Требования к оформлению контрольной работы

 

Контрольную работу следует выполнять в отдельной тетради, ручкой, четко и аккуратно. Для замечаний преподавателя соблюдать достаточный интервал между строчками и оставлять на страницах поля, шириной не менее 30 мм. Каждую задачу начинать с новой страницы, В конце тетради оставить несколько страниц для рецензии.

На последней странице тетради с контрольной работой следует написать наименование и год издания методического пособия, из которого взято задание, и используемую литературу.

При оформлении контрольной работы необходимо указать номер задачи и полностью переписать условие. Все графические изображения следует выполнять карандашом по линейке с обозначением сил, моментов и других данных, предусмотренных условием задачи, Решение следует выполнять в общем виде, после чего выполнить подстановку числовых значений. Результаты округлять с точностью до сотых.

Решение задачи должно быть выполнено последовательно, логично и должно сопровождаться краткими и четкими пояснениями выполняемых действий.

Все вычисления следует производить в системе СИ, соблюдая размерность и оценивая правдоподобность полученных результатов.

Полностью выполненную работу следует своевременно сдать в учебную часть колледжа.

После получения проверенной работы необходимо внимательно изучить рецензию и все замечания преподавателя. Исправить все допущенные ошибки, либо по указанию преподавателя, переделать работу частично.

Зачтенная контрольная работа предъявляется на экзамене.

Тематический план учебной дисциплины

 

Наименование разделов и тем

Введение

Раздел 1. Теоретическая механика Статика Тема 1.1. Основные понятия и аксиомы статики

Тема 1.2. Плоская система сходящихся сил

Тема 1.3. Пара сил и моменты силы относительно точки

Тема 1.4. Плоская система произвольно расположенных сил

Тема 1.5. Трение

Тема 1.6. Пространственные системы сил

Тема 1.7. Центр тяжести

Кинематика Тема 1.8. Основные понятия кинематики

Тема 1.9. Кинематика точки

Тема 1.10. Простейшие движе­ния твердого тела

Тема 1.11. Сложное движение точки и твердого тела

Динамика Тема 1.12. Основные понятия и аксиомы динамики

Тема 1.13. Движение материальной точки. Метод кинетостатики

Тема 1.14. Работа и мощность

Тема 1.15. Общие теоремы динамики

Раздел 2. Сопротивление материалов Тема 2.1. Основные положения

Тема 2.2. Растяжение и сжатие

Тема 2.3. Практические расчеты на срез и смятие

Тема 2.4. Геометрические характеристики плоских сечений

Тема 2.5. Кручение

Тема 2.6. Изгиб

Тема 2.7. Сложное сопротивление

Тема 2.8. Устойчивость сжатых стержней

Тема 2.9. Сопротивление усталости

Тема 2.10. Прочность при динамических нагрузках

Раздел 3. Детали машин Тема 3.1. Основные положения

Тема 3.2. Общие сведения о передачах

Тема 3.3. Фрикционные передачи

Тем 3.4. Зубчатые передачи

Тема 3.5. Передача винт-гайка

Тема 3.6. Червячные передачи

Тема 3.7. Ременные передачи

Тема 3.8. Цепные передачи

Тема 3.9. Общие сведения о плоских механизмах

Тема 3.10. Валы и оси

Тема 3.11. Подшипники

Тема 3.12. Муфты

Тема 3.13. Соединения деталей машин

Тема 4.1. Основы конструирования зубчатых и червячных колес, валов

Тема 4.2. Основы конструирования подшипниковых узлов

 

Программа

Введение

 

Студент должен:

иметь представление:

- о задачах дисциплины в подготовке специалистов;

- о структуре дисциплины.

 

Содержание теоретической механики, ее роль и значение в научно-техническом прогрессе. Материя и движение. Механическое движение. Равно­весие. Теоретическая механика и ее разделы: статика, кинематика, динамика.

Статика

Тема 1.1. Основные понятия и аксиомы статики

 

Студент должен:

иметь представление:

- о твердом теле и материальной точке;

- о силе, равнодействующей и уравновешивающей силах, системах сил;

- о свободном и связанном телах;

знать:

- аксиомы статики;

- виды связей и их реакций;

- принцип освобождения тела от связей;

уметь:

- определять направления реакций связей основных типов.

 

Материальная точка, абсолютно твердое тело. Сила, система сил, эквивалентные системы сил, уравновешенная система сил. Равнодействующая и уравновешивающая силы. Аксиомы статики. Связи и реакции связей.

 

Вопросы для самопроверки:

1. Что такое абсолютно твердое тело? 2. Что такое материальная точка? 3. Что называется силой, чем характеризуется сила, каковы единицы ее измерения? 4. Что называется системой сил? Какие системы называются эквивалентными? 5. Что называется равнодействующей и уравновешивающей силой? 6. Как формулируются аксиомы статики? 7. Что такое связи? Что такое реакции связей? 8. Какие разновидности связей рассматриваются в статике?

 

Тема 1.5. Трение

 

Студент должен:

иметь представление:

- о видах трения и силах трения;

знать:

- законы трения скольжения;

- факторы, влияющие на коэффициент трения.

 

Понятие о трении. Трение скольжения. Трение качения. Трения покоя. Устойчивость против опрокидывания.

Вопросы для самопроверки:

1. Приведите классификацию трения. 2. Куда направлена сила трения? 3. От чего зависит величина силы трения? 4. Зависит – ли величина силы трения от величины трущихся поверхностей? 5. Что характеризует коэффициент трения скольжения, качения? 6. Что такое опрокидывающий момент? 7. Сформулируйте условие устойчивости против опрокидывания?

Тема 1.7. Центр тяжести

 

Студент должен:

иметь представление:

- о системе параллельных сил;

- о центре системы параллельных сил;

- о силе тяжести и центре тяжести;

- об устойчивости равновесия;

знать;

- методы определения центра тяжести тела;

- формулы для определения положения центра тяжести плоских фигур;

уметь;

- определять положение центра тяжести плоской фигуры;

- определять положение центра тяжести фигур, составляемых из стандартных профилей.

 

Равнодействующая двух параллельных сил. Центр двух параллельных сил. Равнодействующая системы параллельных сил. Центр системы парал­лельных сил. Сила тяжести как равнодействующая вертикальных сил,

Центр тяжести тела. Центр тяжести объема, площади, линии. Центр тя­жести простых геометрических фигур. Методы нахождения центра тяжести. Центр тяжести сортамента прокатной стали.

Определение положения центра тяжести плоской фигуры и фигуры, со­ставленной из стандартных профилей проката. Устойчивое, неустойчивое и безразличное равновесие.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие уравнения и сколько можно составить для уравновешенной пространственной системы параллельных сил? 2. Что такое центр тяжести тела? 3. Как найти центр тяжести плоских фигур; прямоугольника, треугольника, круга, сектора круга? 4. Как найти координаты центра тяжести плоского составного сечения?

После изучения данной темы и разбора методики решения задач на определение центра тяжести сложных сечений, пользуясь рекомендованной для изучения литературой можно приступать к решению задачи №3 контрольной работы. Методические указания к решению задачи №3 приведены в данных методических указаниях после программы.

Кинематика

Тема 1.8 Основные понятия кинематики

 

Студент должен:

Иметь представление:

- о пространстве, времени, траектории, пути, скорости, ускорении;

знать:

- способы задания движения точки: естественный и координатный;

- обозначения, размерности, взаимосвязь кинематических параметров движения,

 

Покой и движение; относительность этих понятий. Основные понятия кинематики: траектория, путь, время, скорость и ускорение. Способы задания движения,

Вопросы для самопроверки:

1. Что изучает кинематика? 2. Дайте определение основных понятий кинематики; траектория, расстояние, путь, время. 3. Что характеризует скорость движения? 4. Что характеризует ускорение?

Тема 1.9 Кинематика точки

 

Студент должен:

иметь представление:

- о скоростях средней и истинной;

- об ускорении при прямолинейном и криволинейном движениях;

- о различных видах движения точки;

знать:

- определение величины и направления скорости и ускорения точки;

- частные случаи движения точки, их уравнения;

- кинематические графики;

уметь:

- определять кинематические параметры движения точки.

 

Средняя скорость и скорость в данный момент. Среднее ускорение и ускорение в данный момент. Ускорение в прямолинейном и криволинейном движении,

Различные случаи движения тела в зависимости от ускорения. Равномерное и равнопеременное движение: формулы и кинематические графики.

Вопросы для самопроверки:

1. Какими способами можно задать движение точки? 2. Дайте определение скорости движения точки. 3. Дайте определение ускорения точки. 4. Какие виды движения вы знаете в зависимости от ускорения? 5. Что характеризует касательное ускорение точки? 6. Что харак­теризует нормальное ускорение точки? 7, Изобразите векторы скорости, нормального и каса­тельного ускорений при равноускоренном криволинейном движении точки, равнозамедленном прямолинейном движении точки. 8. Имеет ли ускорение точка равномерно движущаяся по окружности?

Динамика

Тема 1.12. Основные понятия и аксиомы динамики

 

Студент должен:

иметь представление:

- о массе тела, ускорении свободного падения;

- о двух основных задачах динамики;

знать:

- аксиомы динамики;

- математическое выражение основного закона динамики.

 

Предмет динамики. Две основные задачи динамики. Масса материаль­ной точки иединицы ее измерения. Зависимость между массой и силой тяже­сти,

Аксиомы динамики: принцип инерции, основной закон динамики, закон независимости действия сил, закон равенства действия и противодействия.

Вопросы для самопроверки:

1. Что называется массой материальной точки? 2. Какова зависимость между силой тяжести тела и его массой? 3. Сформулируйте аксиомы динамики, две основные задачи динамики.

Тема 2.5. Кручение

 

Студент должен:

иметь представление:

- о кручении бруса круглого поперечного сечения;

- о напряжении и деформациях при кручении;

- о рациональных формах поперечного сечения и рациональном рас­положении колес на валу;

- об условностях при расчете цилиндрических винтовых пружин;

знать:

- внутренние силовые факторы при кручении;

- закон Гука при сдвиге;

- условия прочности и жесткости при кручении;

- порядок расчета цилиндрических винтовых пружин;

уметь:

- строить эпюры крутящих моментов;

- выполнять расчеты на прочность и жесткость при кручении.

 

Чистый сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Модуль сдвига. Внутренние сило­вые факторы при кручении. Эпюры крутящих моментов. Кручение бруса круглого поперечного сечения.

Основные гипотезы. Напряжения в поперечном сечении. Угол закручивания. Расчеты на прочность и жесткость при кручении. Расчеты цилиндрических винтовых пружин растяжения и сжатия.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие внешние нагрузки приводят к деформации кручения? 2. Какие внутренние силовые факторы возникают в сечениях при деформации кручения? 3. Каким методом можно определить крутящий момент в любом сечении вала? 4. Что такое эпюра крутящих моментов, как ее построить? 5. Какие напряжения возникают в сечениях вала при кручении? 6. Каков закон распределения касательных напряжений по площади поперечного сечения при кручении? 7. Что такое полярный момент сопротивления, что он характеризует? 8. По каким формулам можно определить полярные моменты сопротивления для круга и кольца? 9. По какой формуле определяют касательное напряжение при кручении? 10. Запишите условие прочности при кручении. 11. По какой формуле определяется деформация при кручении? 12. Запишите условие жесткости при кручении.

 

После изучения данной темы и разбора методики решения задач на кручение, пользуясь рекомендованной для изучения литературой можно приступать к решению задачи №7 контрольной работы. Методические указания к решению задачи №7 приведены в данных методических указаниях после программы.

Тема 2.6. Изгиб

 

Студент должен:

иметь представление:

- о дифференциальных зависимостях между изгибающим моментом поперечной силы и интенсивностью распределенной нагрузки при изгибе (формула Журавского);

- о деформациях упругой линии балки;

- о методах линейных и угловых перемещений;

- о рациональных формах поперечного сечения балок из пластичных ихрупких материалов;

знать:

- виды изгиба и внутренние силовыефакторы;

- порядок построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов;

- расчетные формулы для определения нормальных и касательных напряжений, их распределение по сечению;

- условие прочности ижесткости при изгибе;

- один из методов определения линейных и угловых перемещений при изгибе;

уметь:

- строить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов;

- выполнять расчеты на прочность при изгибе;

- определять рациональные формы поперечных сечений;

- проводить проверку бруса на жесткость при изгибе.

 

Основные понятия и определения. Классификация видов изгиба. Внут­ренние силовые факторы при прямом изгибе. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные напряжения при изгибе.

Дифференциальные зависимости между изгибающим моментом, попе­речной силой и интенсивностью распределенной нагрузки. Расчеты на проч­ность при изгибе. Рациональные формы поперечных сечений балок из пла­стичных и хрупких материалов.

Понятие о касательных напряжениях при изгибе. Линейные и угловые перемещения при изгибе, их определение. Расчеты на жесткость.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие внешние нагрузки приводят к деформации прямого изгиба? 2. Каким методом можно определить внутренние силовые факторы при изгибе? 3. Какие внутренние силовые факторы возникают при прямом изгибе? 4. В чем разница между чистым и поперечным изгибом?. 5. Чему равна поперечная сила в сечении при изгибе? 6. Сформулируйте правило знаков для поперечных сил. 7. Что такое эпюра поперечных сил и как она строится? 8, Чему равен изгибающий момент в сечении? 9. Сформулируйте правило знаков для изгибающих моментов. 10. Что такое эпюра изгибающих моментов и как она строится? 11. Какие напряжения возникают в сечениях при чистом и поперечном изгибе? 12. Каков закон распределения нормальных напряжений по сечению при поперечном изгибе? 13. Что характеризует осевой момент сопротивления? 14. По каким формулам определяют осевые моменты сопротивления прямоугольника, квадрата, круга? 15. По какой формуле определяют нормальное напряжение при изгибе? 16. Запишите условие прочности при поперечном изгибе по нормальным напряжениям. 17. Какие виды расчетов можно выполнять из условия прочности при изгибе? 18. Какие формы поперечных сечений рациональны для балок из пластичных материалов при изгибе?

Практическое занятие №3:

Проектный расчет балки. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Определение размеров поперечного сечения балки.

 

После изучения данной темы и разбора методики решения задач на изгиб, пользуясь рекомендованной для изучения литературой можно приступать к решению задачи №8 контрольной работы. Методические указания к решению задачи №8 приведены в данных методических указаниях после программы.

Раздел 3. Детали машин

Тема 3.4. Зубчатые передачи

 

Студент должен:

иметь представление:

- о назначении, классификации и применении зубчатых передач;

- о достоинствах и недостатках передач;- об основах теории зубчатого зацепления;

знать:

- основные элементы зубчатого зацепления;

уметь:

- выполнять расчет зубчатых передач на контактную и изгибную проч­ность.

 

Общие сведения о зубчатых передачах, классификация зубчатых пере­дач, достоинства и недостатки, область применения. Основы теории зубчатого зацепления, краткие сведения.

Основные сведения об изготовлении зубчатых колес. Понятие о корригировании. Точность зубчатых передач. Материалы зубчатых колес. Виды разрушения зубьев.

Цилиндрическая прямозубая передача. Основные геометрические соот­ношения, силы в зацеплении. Расчет на контактную прочность и изгиб. Осо­бенности расчета цилиндрических косозубых и шевронных передач.

Конические зубчатые передачи, основные геометрические соотношения, силы, действующие в зацеплении. Расчет конических передач.

Вопросы для самопроверки:

1. Какого устройство зубчатой передачи? 2. По каким признакам классифицируют зубчатые передачи? 3. Какие передачи называют закрытыми? 4. Каковы достоинства и недостатки зубчатых передач? 5. Где применяют зубчатые передачи? 6. Какие вы знаете основные параметры зубчатой пары? 7. Какие материалы целесообразно применять для изготовления зубчатых передач? 8. Какие вы знаете виды разрушения зубчатых колес? 9. Как определить силы в зацеплении цилиндрической и конической передач? 10. Как определить силы в косозубой цилиндрической передаче?

Тема 3.7. Ременные передачи

 

Студент должен:

иметь представление:

- о назначении, классификации, применении ременных передач;

- о материалах ременных передач;

- о силовых и геометрических соотношениях в ременной передаче.

 

Общие сведения о ременных передачах, классификация, достоинства и недостатки, область применения. Основные геометрические соотношения ре­менных передач.

Силы и напряжения ременных передач. Силы и напряжения в ветвях ремня. Детали ременных передач: типы ремней, шкивы, натяжные устройства, Общие сведения о зубчато- ременных передачах.

Вопросы для самопроверки:

1. Какая передача называется ременной? 2. Какие применяют типы ремней? 3. Какими достоинствами и недостатками обладают ременные передачи? 4. Почему предварительное натяжение ремня - необходимое условие работы передачи? 5. Каковы основные критерии работоспособности и расчета ременных передач?

Тема 3.8. Цепные передачи

 

Студент должен:

иметь представление:

- о назначении, применении, классификации, достоинствах и недос­татках, материалах цепных передач;

- о силовых и геометрических соотношениях в цепной передаче;

- об особенностях подбора и проверочного расчета цепной передачи.

 

Общие сведения о цепных передачах: достоинства и недостатки, область применения. Детали цепных передач: приводные цепи, звездочки, натяжные устройства, смазка цепи.

Основные геометрические соотношения в цепных передачах. Силы в ветвях цепи.

Особенности расчета цепных передач.

Вопросы для самопроверки:

1. Каково устройство цепной передачи? 2. Назовите основные принципы классификации цепных передач? 3. Для чего применяют натяжное устройство в цепных передачах и на какой ветви цепи они устанавливаются? 4. Каковы достоинства и недостатки цепных передач?

 

После изучения тем 3.3 - 3.8 следует, пользуясь рекомендованной для изучения литературой, изучить методику решения задач по кинематическому и силовому расчету многоступенчатого привода. Затем можно приступать к решению задачи №9 контрольной работы. Методические указания к решению задачи №9 приведены в данных методических указаниях после программы.

Тема 3.10. Валы и оси

 

Студент должен:

иметь представление:

- о назначении, конструкции, классификации, материалах валов и осей;

знать;

- расчет валов и осей.

 

Понятие о валах и осях. Конструктивные элементы валов и осей. Мате­риалы валов иосей. Выбор расчетных схем.

Расчет валов и осей на прочность и жесткость. Конструктивные и техно­логические способы повышения выносливости валов.

Вопросы для самопроверки:

1. Какая разница между валом и осью? 2. Приведите классификацию валов и осей? 3. Что называется шипом, шейкой и пятой? 4. Как рассчитывают валы и оси на прочность?

 

Тема 3.11. Подшипники

 

Студент должен:

иметь представление:

- о назначении, классификации, применении, достоинствах и недостатках подшипников скольжения и качения;

- о смазочных материалах, видах разрушения подшипников;

знать:

- расчет подшипников скольжения и качения;

уметь:

- подбирать подшипники качения.

 

Опоры валов и осей. Подшипники скольжения, конструкции, достоинства и недостатки, область применения. Материалы и смазка подшипников скольжения.

Расчет подшипников скольжения на износостойкость в режиме несо­вершенной смазки. Элементарные сведения о работе подшипников в условиях жидкостной смазки,

Подшипники качения: устройство, достоинства и недостатки. Классифи­кация подшипников качения по ГОСТу, основные типы, условные обозначения. Подбор подшипников качения. Краткие сведения о конструировании подшипниковых узлов.

Вопросы для самопроверки:

1. Что называется подшипником? 2. Приведите классификацию подшипников скольжения? 3. Какими достоинствами и недостатками обладают подшипники скольжения? 4. Из каких материалов изготавливают вкладыши и каково их назначение? 5. Каково устройство подшипника качения? 6. Приведите классификацию подшипников качения? 7. Каковы достоинства и недостатки по сравнению с подшипниками скольжения? 8. Какие виды разрушения характерны для подшипников качения? 9. Как подбирают подшипники качения по динамической грузоподъемности?

После изучения данной темы и разбора методики решения задач на подбор подшипников качения, пользуясь рекомендованной для изучения литературой можно приступать к решению задачи №10 контрольной работы. Методические указания к решению задачи №10 приведены в данных методических указаниях после программы.

Тема 3.12. Муфты

 

Студент должен:

иметь представление:

- о назначении и классификации муфт;

- о конструкциях основных типов муфт;

знать:

- подбор муфт по заданному моменту и диаметру вала.

 

Муфты, их назначение и краткая классификация. Основные типы глухих, жестких, упругих, сцепных, самоуправляемых муфт. Краткие сведения о выборе и расчете муфт.

Вопросы для самопроверки:

1. Каково назначение муфт? 2. Приведите классификацию муфт по принципу действия и характеру работы? 3. Каковы достоинства и недостатки жестких, упругих и управляемых муфт?

 

Рисунок 15

Рисунок 18

За площадку среза принимают площадь поперечного сечения шпонки, длиной l:

За площадку смятия часть боковой поверхности шпонки, выступающей над валом:

 

Последовательность решения задачи №5:

1. Конструктивно выбрать диаметр болта.

2. Из условия прочности на срез определить минимальную площадь среза.

3. Определить площадь среза одного болта.

4. Определить количество болтов, обеспечивающих прочность соединения на срез.

5. Из условия прочности на смятие определить минимальную площадь смятия.

6. Определить площадь смятия одного болта.

7. Определить количество болтов, обеспечивающих прочность соединения на смятие.

8. Из условия прочности на срез и смятие выбрать наибольшее целое число болтов.

9. Выполнить чертеж болтового соединения в соответствии с ГОСТ2.315-68 по условным соотношениям.

10. Нанести позиционные обозначения и расшифровать их в соответствии с требованиями стандарта.

 

Пример 5. Определить необходимое количество болтов, обеспечивающих прочность соединения на срез и смятие, если общая толщина соединяемых деталей h=10мм, приложенная нагрузка F=100 kH, допускаемые напряжения .

Рисунок 19

Решение:

1. Конструктивно, в соответствии с толщиной соединяемых деталей выбираем диаметр болта из таблицы 11.

Так как толщина соединяемых деталей по условию задачи

10 мм, из таблицы 11 подберем стандартный болт М10.

 

2. Условие прочности на срез:

Из условия прочности на срез определить А_ср:

,

Так как Q=F=100kH, то

 

3. Определить площадь среза одного болта:

- для болта М10 по таблице 11 определить внутренний диаметр резьбы d_внут.=8,876 мм.

- определить площадь сечения болта по внутреннему диаметру

 

4. Определить необходимое количество болтов, обеспечивающих прочность соединения на срез:

, следовательно для обеспечения прочности на срез потребуется 65 болтов М10.

 

5. Из условия прочности на смятие:

определить А_см:

 

6. Определить площадь смятия одного болта:

 

7. Определить количество болтов, обеспечивающих прочность соединения на смятие:

, следовательно для обеспечения прочности на смятие потребуется 10 болтов М10.

 

8. Для обеспечения прочности соединения на срез и смятие потребуется 65 болтов М10. (Следует выбрать наибольшее значение из двух вычисленных).

 

9. Чертеж болтового соединения М 1:1 на рисунке 20.

 

Рисунок 20

 

 

1.Болт М10 ГОСТ 7798-70

2.Гайка М10 ГОСТ 5915-70

3.Шайба 10 ГОСТ 11371-78

 

 

Задача №1.

Определить реакции стержней, удерживающих грузы и . Массой стержней пренебречь.

Схему для решения задачи выберете из таблицы 4, числовые данные - из таблицы 3, в соответствии с номером своего варианта.

 

Таблица 3

№ варианта
, кН	0,4	0,3	0,6	0,2	0,5	0,8	0,4	0,8	0,8	0,9
, кН	0,5	0,8	0,4	0,5	0,8	0,4	0,2	1,2	1,0	0,6

 

Таблица 4

Задача №2.

 

Горизонтальная балка, нагруженная силами и , парой с моментом m и распределенной нагрузкой с интенсивностью q, удерживается в равновесии шарнирно-неподвижной опорой и шарнирно-подвижной опорами. Определить реакции в опорах балки. Весом балки пренебречь. Данные для расчета взять в соответствии с номером вашего варианта из таблиц 5 и 6.

 

 

Таблица 5

Вариант	№ задачи	a	b	c			m, кНм	q, кН/м
м	кН
		0,7	1,2	0,8
		1,0	1,4	1,2
		0,4	0,8	0,6
		0,8	1,4	1,0
		0,8	1,2	0,8
		0,8	1,4	1,0
		0,2	0,8	0,4
		1,2	1,0	1,0
		1,0	2,0	1,2
		0,9	1,1	1,2

 

Таблица 6

 

Задача №3

Для тонкой однородной пластины, размеры которой даны в миллиметрах, определить положение центра тяжести.

 

Задача № 4

 

Для ступенчатого стального бруса построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений и проверить прочность каждого участка, приняв , .

Определить перемещение свободного конца бруса. Модуль продольной упругости .

Данные для расчета взять из таблиц 7 и 8, в соответствии с номером вашего варианта.

 

 

Таблица 7

Вари-ант	№ за-дачи				a	b	c
кН	м	мм^2
					0,6	0,6	0,3
					0,4	0,4	0,8
					0,5	0,4	0,7			-
					0,5	0,7	0,3			-
					0,6	0,5	0,4
					0,5	0,7	0,3
					0,4	0,8	0,4			-
					0,6	0,5	0,5
					0,4	0,7	0,5
					0,8	0,4	0,3			-

Таблица 8

Задача №5

Определить необходимое количество болтов, обеспечивающих прочность соединения на срез и смятие, если общая толщина соединяемых деталей h, приложенная нагрузка F, допускаемые напряжения .

Диаметр болта выбрать конструктивно по таблице 10, значения для расчета взять из таблицы 9 в соответствии со своим вариантом.

Рисунок 27