Тема 3.3. Валы, оси. Направляющие вращательного движения

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о расчете валов и осей на прочность и жесткость; износостойкость, теплостойкость, динамическую грузоподъемность;

знать устройство валов и осей; опор скольжения и качения.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается разница между валом и осью?

2. Какие различают виды валов?

3. Что называется шипом, шейкой и пятой?

4. Какими недостатками обладают подшипники скольжения?

5. Какова роль смазки в подшипниках скольжения?

6. Каковы достоинства и недостатки подшипников качения по сравнению с под­шипниками скольжения?

Тема 3.4. Муфты

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о методике подбора стандартных и нормализированных муфт;

знать устройство муфт.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие различают типы муфт по назначению?

2. Приведите сравнительную характеристику основных типов муфт.

Тема 3.5. Соединение деталей

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о расчете на прочность швов стыков и нахлесточных соединений; выборе призматических шпонок по ГОСТу и их расчете на смятие;

знать виды соединения деталей и сравнительную оценку.

Вопросы для самоконтроля

1. Выполните эскизы характерных типов сварных швов.

2. Какие способы подготовки стыков под сварку вы знаете?

3. Как рассчитывают стыковые сварные швы, нагруженные осевой силой?

4. Как рассчитывают угловые, лобовые и комбинированные сварные швы при нагружении их осевой силой?

5. Как классифицируются резьбы по геометрической форме и по назначению?

6. Почему для болтов (винтов, шпилек) применяют треугольную резьбу?

7. Когда применяют мелкие резьбы?

8. Как различают болты и винты по форме головок?

 

 

 

Статика. Плоская система сходящихся сил.

Методические указания по решению задач

     В задачах статики приходится рассматривать равновесие несвобод­ных тел, лишенных возможности перемещаться в направлении действия приложенных к ним, так называемых активных сил. Тела, ограничиваю­щие движение рассматриваемого тела, называются связями. Между телом и связью на основании закона равенства действия и противодействия возникают равные и противоположно направленные силы взаимо­действия.

Сила, с которой связь действует на рассматриваемое тело, назы­вается реакцией связи или просто реакцией.

Сила, с которой тело действует на связь, называется силой давле­ния на связь. Таким образом, сила реакции и сила давления на связь — две равные по модулю силы, имеющие противоположное направление.

 

Задача 1. Определить аналитическим и графическим способами в стержнях АВ и ВС заданной стержневой системы (рисунок 1).

 

Дано: F₁ = 28 кН;  F₂ = 42 кН;   α₁=45⁰; α ₂=60⁰;   α₃=30⁰.

Определить: усилия

1

2

3

А

В

С

F1

-

-

F2

Рисунок -1

 

РЕШЕНИЕ

Аналитическое решение

1. Рассматриваем равновесие точки В, в которой сходятся все стержни и внешние силы (рис.1).

2. Отбрасываем связи АВ и ВС, заменяя их усилиями в стержнях . Направления усилий примем от угла В, предполагая стержни растянутыми. Выполним на отдельном чертеже схему действия сил в точке В (рис.2).

3. Выбираем систему координат таким образом, чтобы одна из осей совпадала с неизвестным усилием, например, с _А. Обозначаем на схеме углы, образованные действующими силами с осью Х и составляем углы, образованные действующими силами с осью Х и составляем уравнения равновесия плоской системы сходящихся сил:

;  F₂cos 75⁰+ F₁cos 45⁰+ S_ccos 75⁰- S_А=0                                       (1);

;  F₂cos 15⁰- F₁cos 45⁰-S_ccos 15⁰=0                                             (2).

 

S

-

A

S

-

C

У

-

F1

-

X

30^o

15^o

45^o

75^o

F2

Рисунок - 2

 

Из уравнения (2) находим усилие Sс:

Подставляем числовые значения:

 

Найденное значение Sс подставляем в уравнение (1) и находим из него значение S_А:

S_А= 42*0,259+28*0,707+21,51*0,259=36,24 кН.

Окончательно S_A =36,24 кН, S_с=21,51 кН; знаки указывают, что оба стержня растянуты.

 

Графическое решение

Выбираем масштаб сил , тогда силы   будут откладываться отрезками ; .

Из произвольно выбранной точки 0 откладываем отрезок, соответствующий величине и направлению силы . Из конца этого отрезка откладываем отрезок . 

Так как условием равновесия сходящейся системы сил является замкнутость силового многоугольника, то из начала отрезка  откладываем линию, параллельную вектору , а из конца отрезка  откладываем линию, параллельную вектору .

Sc

-

SA

-

F2

-

F1

-

Точка их пересечения является вершиной силового многоугольника (рисунок 3).

 

 

Рисунок - 3

Измеряя отрезки  и и, умножая их на масштаб находим значения S_А и S_С:

;     .

Вычислим допущенную при графическом способе решения ошибку:

(Ошибка находится в пределах 2%).

Ответ: а) аналитическое решение:

б) графическое решение:

 

ЗАДАЧА 1.

 Определить аналитическим и графическим способами усилия в стержнях АС и ВС заданной стержневой системы.

Рис. 1. Расчётные схемы стержневых систем

Таблица 1.                      Варианты задания 1.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
F,кН	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85
Угол	30	45	60	30	45	60	30	45	60	30

Примечание:     первые 5 вариантов решают задачу по схеме 1, а следующие - по схеме 2.