что больше требуемой долговечности.

Задачи для контрольной работы № 1

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

 

 

Таблица 9

 

Вариант
F, kH
h, мм

 

 

Таблица 10

Наруж-ный диа-метр	Сред-ний диа-метр	Внут- рений диа-метр	Шаг резь-бы	Наруж-ный диа-метр	Сред-ний диа-метр	Внут- рений диа- метр	Шаг резь-бы
	4,480	4,134	0,8	28*	25,051	23,752
	5,350	4,918			27,727	26,211	3,5
7**	6,350	5,908		33*	30,727	29,211	3,5
	7,186	6,647	1,25		33,402	31,670
9**	8,188	7,647	(1,25)	39*	36,402	34,670
	9,026	8,876	1,5		39,077	37,129	4,5
11**	10,020	9,376	(1,5)	45*	42,077	40,129	4,5
	10,863	10,108	1,75		44,752	42,587
14*	12,701	11,835		52*	48,752	46,587
	14,701	13,835			52,428	50,046	5,5
18*	16,376	15,294	2,5	60*	56,428	54,046	(5,5)
	18,376	17,294	2,5		60,103	57,505
22*	20,370	19,294	2,5		64,103	61,505
	22,051	20,752
Примечание: 1. Резьбы, шаги которых заключены в скобки, по возможности не применять. 2. * - второй ряд; ** - третий ряд. 3. Диаметры третьего ряда в скобках в этой таблице не помещены.

Задача № 6

По заданному диаметру вала d подобрать призматическую шпонку длиной l, если вращающий момент на валу Т. Данные для расчетов взять из таблицы 11. Шпонку подобрать по таблице 12. Проверить шпонку на срез и смятие, если , .

 

 

Рисунок 28

 

Таблица 11

Вариант
Т, Нм
d, мм
l, мм

 

Таблица 12

Диаметр вала d	Сечение шпонки	Фаска	Глубина паза	Длина l
b	h	t1	t2
Cвыше 12 до 17			0,25…0,4		2,3	10…56
17 до 22			3,5	2,8	14…70
22 до 30			0,4…0,6		3,3	18…90
30 до 38				3,3	22…110
38 до 44		28…140
44 до 50			5,5	3,8	36…160
50 до 58				4,3	45…180
58 до 65				4,4	50…200
65 до 75			0,6…0,8	7,5	4,9	56…220
75 до 85				5,4	63…250
85 до 95		70…280

 

Длины призматических шпонок l выбирают из следующего ряда: 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200; 220; 250 мм.

Пример обозначения шпонки с размерами b= 18 мм, h=11 мм, l= 110 мм:

Шпонка СТ СЭВ 189-75.

 

Задача № 7

Для заданного бруса построить эпюру крутящих моментов и подобрать размеры сечения в двух вариантах:

а) круг;

б) кольцо, с заданным соотношением внутреннего и наружного диаметров.

Сравнить массы брусьев по обоим расчетным вариантам. Для материала бруса (сталь Ст.3) принять .

Данные для расчетов взять из таблиц 13 и 14 в соответствии с номером вашего варианта.

Таблица 13

№ задачи
	0,9	2,5	1,1	0,8	4,2	1,3	4,5	1,2	1,9	3,0
	1,5	1,3	0,7	1,4	2,0	1,3	1,4	0,9	2,0	1,0
	1,5	0,8	3,2	0,7	1,2	0,7	0,9	4,9	0,6	1,9

 

Таблица 14

 

Задача № 8

Для двухопорной балки определить реакции опор, построить эпюру изгибающих моментов и подобрать необходимые размеры (h, b, d) сечений. Балка стальная, допускаемое напряжение на изгиб [ ] = 1 50МПа.

Данные для расчетов взять из таблиц 15 и 16, в соответствии с вашим вариантом.

 

Таблица 15

№ вар	, кН	, кН	m, кНм	а, м	b, м	с, м	Вид сечения	Размер сечения
				1,5	3,0	1,8	Квадрат	a
				2,0	2,6	2,4	Круг	d
				0,8	2,2	1,8	Прямоугольник	b/h=2
				2,0	2,5	2,5	Круг	d
				0,8	1,0	0,7	Прямоугольник	h/b=3
				0,5	2,0	1,5	Квадрат	a
				0,8	1,6	1,6	Круг	d
				0,4	1,6	2,0	Прямоугольник	h/b=2
				1,0	1,7	1,3	Квадрат	a
				0,8	1,5	0,9	Прямоугольник	h=2b

 

 

Таблица16

Задача № 9

 

Привод состоит из электродвигателя мощностью с угловой скоростью и передачи, включающей редуктор и открытую передачу. Угловая скорость выходного вала .

Требуется определить:

а) общие КПД и передаточное отношение привода;

б) передаточное число редуктора;

в) мощности, угловые скорости и вращающие моменты на всех валах.

Данные для расчетов взять из таблиц 17 и 18, в соответствии с номером вашего варианта.

 

Таблица 17

№ ва-рианта	, кВт	, рад/с	, рад/с
мм
	2,2					-	-	-	-
	3,4					-	-	-	-
	7,5		2,5			-	-	-	-
	5,0			-	-	-	-
	3,5		1,5	-	-	-	-
	2,8		5,5			-	-	-	-
	2,2			-	-	-	-
	5,0		8,5	-	-	-	-
	5,5			-	-			-	-
	7,5			-	-			-	-

Таблица 18

Задача № 10

Подобрать шариковый радиальный подшипник для ведомого вала цилиндрического редуктора по следующим данным: радиальная и осевая силы R_r; R_a; частота вращения вала n=1000 об/мир; диаметр цапфы d, температура подшипника t<100°С.

Все значения величин для расчета взять из таблиц 19 - 21.

 

Таблица 19

Вариант
d,мм
Rr,кН	2,6	2,7	2,5	2,1	3,0	3,5	1,8	3,1	2,2	2,8
Ra,кН	0,6	0,7	0,8	0,9	0,7	1,2	0,9	1,7	1,9	2,1

 

Таблица 20

 

Шарикоподшипники радиальные однорядные	Шарикоподшипники радиально-упорные однорядные
Ra/C0	e	Ra/(KkRr)>e	άº	Ra/C0	e	Ra/(KkRr)>e
X	Y	X	Y
0,014	0,19	0,56	2,30		0,014	0,30	0,45	1,81
0,028	0,22	1,99	0,029	0,34	1,62
0,056	0,26	1,71	0,057	0,37	1,46
0,084	0,28	1,55	0,086	0,41	1,34
0,11	0,30	1,45	0,11	0,45	1,22
0,17	0,34	1,31	0,17	0,48	1,13
0,28	0,38	1,15	0,29	0,52	1,04
0,42	0,42	1,04	0,43	0,54	1,01
0,56	0,44	1,00	0,57	0,54	1,00
Роликоподшипники конические однорядные		-	0,68	0,41	0,87
	-	0,95	0,37	0,66
-	Каталог или 1,5 tgά	0,4	Каталог или 0,4 сtgά

Примечание. При R_a/(K_kR_r)≤e принимают X=1 и Y=0.

Таблица 21- Радиальные шариковые подшипники

 

Условное Обозначение подшипника	Размеры, мм	Динамическая Грузоподъем-ность С, кН	Статическая Грузоподъем-ность С0, кН
d	D	b
Легкая серия 200
				9,81	6,18
				10,8	6,95
				15,0	10,00
				19,7	13,60
				25,1	17,80
				25,2	17,80
				27,0	19,00
				33,3	25,00
				40,3	30,90
				44,0	34,00
				47,9	37,40
				50,9	41,10
				55,9	44,50
Средняя серия 300
				12,3	7,79
				17,3	11,40
				21,6	14,80
				25,7	17,60
				31,3	22,30

 

Продолжение таблицы 21

 

Условное Обозначение подшипника	Размеры, мм	Динамическая Грузоподъем-ность С, кН	Статическая Грузоподъем-ность С0, кН
d	D	b
				37,1	26,20
				47,6	35,60
				54,9	41,80
				62,9	48,40
				71,3	55,60
				80,1	63,30
				87,3	71,40
				94,6	80,10
Тяжелая серия 400
				28,6	20,4
				36,5	26,7
				42,8	31,3
				49,3	36,3
				59,2	45,5
				67,2	53,0
				77,2	62,5
				83,9	70,0
				90,8	78,1
				111,0	105,0
				117,0	115,0
				126,0	125,0

Перечень практических работ

№ практической работы	Тема практической работы
ПР №1	Определение реакций связей аналитическим способом. Сравнение результатов расчетов.
ПР №2	Определение опорных реакций балок. Проверка правильности решения.
ПР №3	Расчет на прочность и жесткость при деформации растяжения и сжатия.
ПР №4	Проектный расчет стержня на прочность при деформации кручения.
ПР №5	Кинематический и силовой расчет привода.

Перечень литературы:

Эрдеди А.А. Эрдеди НА. Теоретическая механика. Сопротивление материалов - М: Высшая школа, Академия, 2001

Эрдеди А. А. Эрдеди Н.А. Детали машин. - М.: Высшая ижола: Академия. 2001.

А.И. Аркуша. Руководство к решению задач по теоретической механике.- М.: Высшая школа, 2000..

В.П. Соколовская. Техническая механика. Сборник заданий. - Минск; Дизайн ПРО, 2000

В.П Олофинская. Техническая механика: Сборник тестовых заданий. -М.: Форум-Инфра-М, 2002.

 

Перечень вопросов для подготовки к экзамену:

 

1. Основные понятия статики: равновесие, материальная точка, абсолютно твердое тело, сила, система сил, равнодействующая.

2. Аксиомы статики.

3. Связи и реакции связей. Основные виды связей: идеально-гладкая плоскость закрепленная точка, гибкая связь, цилиндрический шарнир.

4. Плоская система сходящихся сил. Равнодействующая плоской системы сходящихся сил. Условие равновесия.

5. Геометрический способ определения равнодействующей Силовой многоугольник. Геометрическое условие равновесия.

6. Проекции силы на оси координат. Аналитический способ определения равнодействующей. Аналитические уравнения равновесия

7. Пара сил. Плечо пары. Момент пары. Знак пары.

8. Момент силы относительно точки. Плечо силы. Знак момента силы. Плоская система параллельных сил. Условие равновесия.

9. Приведение силы к точке.

10. Приведение плоской системы произвольно- расположенных сил к точке. Главный вектор и главный момент системы.

11. Свойства главного вектора и главного момента плоской системы произвольно-расположенных сил.

12. Теорема о моменте равнодействующей.

13. Условие равновесия плоской системы произвольно-расположенных сил. Уравнения равновесия.

14. Опорные устройства балочных систем. Классификация нагрузок.

15. Пространственные системы сил. Момент силы относительно оси. Условие равновесия

16. Центр параллельных сил и его координаты. Центр тяжести тела. Центр тяжести простых геометрических фигур.

17. Центр тяжести сложных составных сечений. Формулы для определения центра тяжести сложных сечений.

18. Полярный момент инерции. Осевые моменты инерции. Осевые моменты инерции относительно параллельных осей.

19. Основные понятия кинематики: движение, система отсчета, абсолютное и относительное движение.

20. Скорость точки. Скорость при неравномерном движении точки.

21. Ускорение точки. Ускорение при неравномерном движении точки Касательное и нормальное ускорение. Виды движения точки в зависимости от ускорения.

22. Поступательное движение твердого тела.

23. Вращательное движение тела вокруг неподвижной оси. Угол поворота. Угловая скорость. Угловое ускорение. Скорости и ускорения точек вращающегося тела.

24. Аксиомы динамики.

25. Метод кинетостатики.

26. Работа силы на прямолинейном и криволинейном перемещении. Работа силы тяжести.

27. Работа силы, приложенной к вращающемуся телу.

28. Мощность. Коэффициент полезного действия.

29. Теорема об изменении количества движения. Теорема об изменении кинетической энергии.

30. Основные понятия сопротивления материалов: прочность, жесткость, деформация, устойчивость. Метод сечений. Внутренние силовые факторы. Основные виды деформаций.

31. Напряжение. Нормальное и касательное напряжения Предельное напряжение. Опасное сечение. Коэффициент запаса прочности. Допускаемое напряжение. Условие прочности.

32. Растяжение и сжатие. Внутренние силовые факторы и напряжения при растяжении и сжатии. Условие прочности.

33. Закон Гука при растяжении и сжатии. Относительное и абсолютное удлинение. Модуль упругости.

34. Деформация смятия. Напряжения при смятии Условие прочности при смятии.

35. Сдвиг и срез. Напряжения при сдвиге. Условие прочности при сдвиге.

36. Закон Гука при сдвиге. Абсолютный и относительный сдвиг. Модуль сдвига. Условие жесткости.

37. Кручение Внутренние силовые факторы и напряжения при кручении.

38. Напряжения гри кручении. Закон распределения напряжений при кручении по плоскости сечения. Максимальное напряжение. Условие прочности при кручении.

39. Чистый и поперечный изгиб. Внутренние силовые факторы и напряжения при изгибе. Правило знаков для поперечных сил и изгибающих моментов.

40. Напряжения при изгибе Закон распределения напряжений по сечению. Максимальные напряжения. Условие прочности при изгибе

41. Продольный изгиб. Критическая сила. Формула Эйлера. Радиус инерции. Гибкость. Формула для определения критического напряжения в зависимости от гибкости.

42. Циклы напряжений. Усталостное напряжение, его причины и характер. Предел выносливости.

43. Динамические нагрузки. Приближенный расчет на действие ударной нагрузки

44. Резьбовыесоединения деталей. Расчет резьбового соединения.

45. Шпоночное соединение деталей. Классификация. Расчет шпоночного соединения.

46. Заклепочное соединение деталей. Классификация. Расчет заклепочного соединения.

47. Сварное соединение деталей Классификация Расчет сварного соединения.

48. Передачи Назначение и классификация передач.

49. Кинематические соотношения в передачах.

50. Силовые соотношения в передачах.

51. Фрикционные передачи. Конструкция, классификация, достоинства и недостатки, расчет передачи.

52. Зубчатые передачи. Конструкция, классификация, достоинства и недостатки, расчет передачи.

53. Модуль зубчатого зацепления. Основные параметры зубчатых колес.

54. Червячные передачи. Конструкция, достоинства и недостатки, расчет передачи.

55. Ременные передачи. Конструкция, классификация, достоинства и недостатки, расчет передач.

56. Цепные передачи. Конструкция, классификация, достоинства и недостатки, расчет передач.

57. Передача винт-гайка. Конструкция, классификация, достоинства и недостатки, расчет передачи.

58. Валы и оси. Конструктивные элементы валов иосей. Расчет валов и осей на, прочность и жесткость.

59. Подшипники качения и подшипники скольжения. Конструктивные особенности. Расчет подшипников скольжения. Подбор подшипников качения.

60. Муфты, их назначение и классификация