WWW.METODICHKA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Методические указания, пособия
 
Загрузка...

«Механика Часть I Методические указания Ухта, УГТУ, 2015 УДК 621/81(075.8) ББК 22.21 я7 Ч-93 Чурюмов, В. Ю. Ч-93 Механика. [Текст] : метод. указания. В 2 ч. Ч. 1/ В. Ю. Чурюмов, В. Л. ...»

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

‹‹Ухтинский государственный технический университет››

(УГТУ)

Механика

Часть I

Методические указания

Ухта, УГТУ, 2015

УДК 621/81(075.8)

ББК 22.21 я7

Ч-93

Чурюмов, В. Ю.

Ч-93 Механика. [Текст] : метод. указания. В 2 ч. Ч. 1/

В. Ю. Чурюмов, В. Л. Савич. – Ухта : УГТУ, 2015. – 30 с.



Методические указания предназначены для выполнения расчётно-графических и контрольных работ по механике студентами, обучающимися по специальностям, 21.05.02 Прикладная геология и 21.05.03 Технология геологической разведки (ТГР). Они также могут быть полезны в качестве дополнительной литературы студентам технических специальностей, изучающих курсы «Механика» и «Прикладная механика».

В методических указаниях рассматриваются примеры решения задач механики, которые выполняются в расчётно-графических и контрольных работах.

УДК 621/81(075.8) ББК 22.21 я7 Методические указания рассмотрены и одобрены заседанием кафедры ТМиНГ УГТУ от 31.03.2015 г., протокол. №08.

Рецензент: А. М. Шарыгин, профессор кафедры сопротивления материалов и деталей машин Ухтинского государственного технического университета.

Редактор: В. К. Хегай, зав. кафедры теоретической механики и начертательной геометрии Ухтинского государственного университета.

Корректор и технический редактор: П. В. Котова.

В методических указаниях учтены предложения рецензента и редактора.

План 2015 г., позиция 243.

Подписано в печать 29.05.2015. Компьютерный набор.

Объём 30 с. Тираж 130 экз. Заказ №296.

© Ухтинский государственный технический университет, 2015 169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.

Типография УГТУ.

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13.

В задании 1

Необходимо изучить основные разделы статики курса теоретической механики:

понятие силы, как вектора и её проекции на оси координат; связи и их реакции;

момент силы относительно центра (точки); пара сил; момент пары сил; условия равновесия произвольной плоской системы сил [1, стр.6–15].

Условие задачи:

Для заданной расчётной схемы (рис. 1) определить реакции опор, если:

P = 4 кН, q = 2 кН/м, m = 5кН·м, а = b =c = d = 0,8 м, = 30.

Рис. 1. Заданная схема балки Решение.

Выберем оси координат ХОУ. Отбросим связи в точках А и В. В точке А шарнирно неподвижную опору, заменяем реакциями: ХА и УА. В точке B шарнирно подвижную опору, заменяем реакцией RB, направленной перпендикулярно опорной поверхности. Равномерно распределённую нагрузку c интенсивностью q, заменим сосредоточенной силой Q = q · a = 2 · 0,8 = 1,6 кН, приложенной в середине пролёта балки a. Расчётная схема балки представлена на рисунке 2.

–  –  –

Действительно, при постановке найденных значений получаем:

1,6·2 – 3,12·1,6 +5 – 4·0,8 0.

Следовательно, задача решена верно.

В задании 2 Для решения задачи надо изучить деформации изгиба, условия прочности при изгибе, правила построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов.

Рекомендуется разобрать примеры решения задач [1, с. 37–42].

Условия задачи:

Для заданной расчётной схемы балки написать выражения Q y и М х для брать стальную балку двутаврового поперечного сечения при []=160 МПа.

каждого участка (в общем виде) построить эпюры Q y и М х, найти М max и подоНеобходимо подобрать швеллер для балки, на которую действуют распределённая нагрузка q, изгибающий момент M и сосредоточенная сила F. Расчётная схема показана на рисунке 3.

Дано:

F = 20 кН; М = 5 кНм; q = 20 кН/м;

а = 2 м; b = 1 м; с = 1 м; d = 1 м; l = 5 м.

Требуется:

1 – построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов;

2 – подобрать необходимый швеллер.

–  –  –

Разобьём балку на участки: I, II, III, IV.

Составим выражения Q для каждого участка и определим поперечные силы на этих участках.

0 Z1 a. QZ1 = RA – q·Z1.

Участок I.

–  –  –





найдём расстояние z1 при котором Q=0 z1=RA /q= 35 /20 = 1,75 м. В этой точПо полученным значениям «Q» строим эпюру поперечных сил. На эпюре ке при z1 = 1,75 м изгибающий момент от распределённой нагрузки будет иметь максимальное значение, в чем мы убедимся позже.

Составим теперь выражения «M» для каждого участка и определим изгибающие моменты на этих участках.

0 Z1 a;

Участок I.

MZ1 = RA·z1 – q·1 /2.

Как видим, зависимость момента М от z1 не линейная, поэтому надо найти неZ1 = 0, MZ1 = 0; Z1 = a/2 = 1 м MZ1 = 351 – 2012/2 = 25, кН;

сколько моментов на участке a. Находим их.

Z1 = 1,75 м, MZ1 = 351,75 – 201,752/2 = 30,625, кНм;

Z1 = a = 2, MZ1 = 352 – 2022 / 2 = 30 кНм.

–  –  –

Wx=изг /[] = 30,625 106/160 = 170,14 103 мм3 = 170,4, см3.

Определим расчётный момент сопротивления опасного сечения балки Wx:

Сомножитель 106 появился при переводе кН в Н и м в мм.

В справочной литературе Wx даётся в см3. Нам нужен швеллер, у которого Wx 170,4 см3.

Ближайший в сортаменте швеллер по ГОСТ 8240-72, который нам подходит, это №20 у которого Wx = 184 см3. Принимаем этот швеллер для нашей балки.

В задании 3 Изучаются кинематические соотношения в механизме и определение его передаточных отношений или передаточных чисел. Для этого надо научится определять передаточные отношения цилиндрической, конической, червячной передач, а также и планетарной передачи ([1], с. 89–92, 108, 112–114, 131–133).

Для заданной схемы зубчатой передачи требуется определить:

1. Передаточное отношение между входным и выходным звеньями и его знак.

2. Угловую скорость и угловое ускорение выходного звена. Их направления показать на схеме передачи.

3. Время, в течение которого угловая скорость входного звена увеличится в два раза или уменьшится до нуля.

4. Общий коэффициент полезного действия передачи.

Н Н Н

–  –  –

Исходные данные:

Z1 = 20, Z2 = 60, Z2 = 16, Z3 = 24, Z3 = 20;

Z4 = 40, Z4 = 22, Z5 = 74;

1 = 320 рад/с, 1 = 180 рад/с2.

Решение:

Данная схема изображает кинематическую цепь звеньев механизма, образующих между собой кинематические пары. Входным звеном является колесо 1, движение которого в данный момент времени задано угловой скоростью 1 и угловым ускорением 1, выходным – водило Н.

Механизм состоит из четырёх последовательно соединённых передач:

двух передач с цилиндрическим внутренним зацеплением (колеса 1–2 и 4–5) и по одной передаче с внешним цилиндрическим (колёса 3–4) и внешним коническим зацеплением (колёса 2–3). Так как колесо 5 неподвижно, то зубчатые пары с колёсами: 3–4 и 4–5, и водило Н представляют собой планетарную передачу. Общее передаточное отношение механизма равно произведению передаточных отношений составляющих его передач.

Передаточные отношения этих передач:

– для цилиндрической передачи с внутренним зацеплением (колеса 1–2) i1 = Z2/Z1 = 60/20 = 3,0;

– для конической передачи с внешним зацеплением (колеса 2–3) i2 = Z3/Z2 = 24/16 = 1,50.

–  –  –

Передаточное отношение между входным и выходным звеньями механизма i1-H = i1 · i2 · i(5)3-H = 3·1,5·7,73 = 34,79.

Скорость и ускорение выходного звена вых = 1 / i1-H = 320 / 34,79= 9,2, рад/с, вых = 1 / i1-H =180/34,79= 5,17, рад/с2.

Время t, в течение которого угловая скорость увеличится в два раза (случай ускоренного движения, когда направления стрелок 1 и 1 совпадают), т. е. 1 + 1 · t=2 · 1, откуда t = 1/1 = 320/180 = 1,8, c.

Коэффициент полезного действия привода равен произведению КПД всех его передач с учётом трения в подшипниках. Таким образом, общий КПД привода = ц·к·п= 0,97 · 0,95 · 0,96 = 0,885.

Значения КПД для пары цилиндрических колёс ц = 0,97; для конической передачи к = 0,95; для планетарной передачи с внутренним зацеплением одной из пар п= 0,96.

В задании 4 Изучите раздел 6 «Динамика машинного агрегата» ([1], с. 59–66).

Для заданной схемы механизма требуется определить:

1. Движущий момент Тд, постоянный по величине, который нужно приложить к входному звену при установившемся движении с циклом, состоящим из рабочего и холостого ходов.

2. Работы сил трения на рабочем и холостом ходах, считая, что вредное сопротивление постоянно на каждом из ходов, но на рабочем ходу оно в три раза больше, чем на холостом.

3. Изменение кинетической энергии механизма за время работы на холостом ходу и за время рабочего хода.

4. Мощность, требуемую от привода при вращении входного звена со средней скоростью 1, и средние (за оборот) мощность полезного сопротивления и мощность сил трения.

Решение:

Решение задачи следует начинать с уяснения принципа действия механизма и выделения рабочего и холостого ходов его работы. При крайних положениях механизма происходит изменение направления движения его выходного звена на противоположное. После этого необходимо определить углы поворота входного звена механизма на его рабочем – р и холостом – х ходах. Это можно найти графоаналитическим методом или графическим построением механизма по его крайним положениям используя его схему, выполненную в определённом масштабе и со схемы последующим измерением найти углы и перемещения на рабочем и холостом ходах.

Рассмотрим графоаналитический метод на примере кривошипнокулисного механизма. Расчётная схема механизма представлена на рисунке 5.

Механизм состоит из кривошипа ОА, один конец которого соединён с опорой подшипника в точке О, другой – шарнирно с ползуном в точке А. Ползун установлен в кулисе ВС, конец которой установлен в подшипниковой опоре В с возможностью вращения кулисы относительно опоры В. Другой конец кулисы ВС соединён с ползуном шарнирно в точке С. Ползун перемещается в вертикальной направляющей, которая соединена со стержнем Е-Е выходного звена.

–  –  –

Стержень выходного звена установлен в опорах и имеет возможность осевого перемещения. К концу стержня приложена сила полезного сопротивления Fc. Входным звеном механизма является кривошип ОА, а выходным звеном стержень Е–Е. К входному звену приложен движущий момент ТД и угловая скорость 1, а к выходному звену – сила полезного сопротивления Fc.

При вращении кривошипа ОА вокруг точки О, траекторией точки А является окружность с радиусом равным длине кривошипа ОА. Чтобы найти крайние положения механизма проведём из точки В касательные ВС1 и ВС2 к траектории точка А. Получим точки А1 и А2, которые определяют границы рабочего и холостого хода входного звена, а точки С1 и С2 выходного звена. При вращении кривошипа ОА в направлении угловой скорости от точки А1 до точки А2 выходное звено Е–Е переместится в право от точек С1 до С2, соответствующее перемещению рабочего хода S. При дальнейшем вращении кривошипа ОА от точек А2 до А1 выходное звено Е–Е переместится влево от точек С2 до С1, что соответствует перемещению холостого хода. Угол на соответствует половине угла х поворота кривошипа при холостом ходе.

Нормалью к траектории в точках А1 и А2 будут отрезки А1О и А2О равные длине кривошипа ОА. Рассмотрим один из треугольников ОА1В или ОА2В и

–  –  –

В задании 5 (раздел «Детали машин») Для привода ленточного конвейера выполнить кинематический и силовой расчёт привода (подобрать электродвигатель; определить общее передаточное отношение привода и разбить его по ступеням; найти частоты вращения, угловые скорости, мощности и крутящие моменты действующие на валах привода), рассчитать зубчатую или червячную передачу, определить размеры валов на которые будут установлены колеса или червяки, подобрать подшипники качения по ГОСТу и выполнить расчёты: для тихоходного вала – на усталостную прочность, для подшипников – на ресурс работы. Подобрать и рассчитать шпонки. Выполнить сборочный чертёж с одной проекцией – разрез по валам и колёсам, показав подшипники и шпонки.

Исходные данные:

Мощность на ведущем валу конвейера – N, кВт; частота вращения вала конвейера – n, об./мин.; передаточное число редуктора – u. Срок службы редуктора – 25 000 часов. Нагрузка постоянная. Передача нереверсивная.

–  –  –

По [3, табл. 1.1], принимаем значения КПД для муфты (м = 0,98), для передач: цилиндрической (цил = 0,97); цепной (цеп = 0,93), для одной пары подшипников качения (п = 0,99).

–  –  –

По окружной скорости [3, с. 32] назначаем 8-ю степень точности передачи:

K H = K H K H K H – коэффициент нагрузки при расчёте по контактным напряжениям;

K H = 1,02 – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине зуба [3, табл. 3.5];

K H = 1 передача прямозубая [3, табл. 3.4], K H = 1,05 – коэффициент динамической нагрузки [3, табл. 3.6].

–  –  –

Изгибающие моменты:

Мгор = НА · а= 490 · 28 = 13 720 Н·мм = 13,7 Н·м;

Мвер = VА · а = 178,5 · 28 = 4 998 Н·мм 5 Н·м.

По полученным значениям моментов строим эпюры изгибающего и крутящего моментов, действующих вдоль продольной оси вала.

По эпюрам изгибающих и крутящих моментов определяем опасное сечение вала – сечение вала в середине колеса. Диаметр вала в опасном сечении d = 35 мм. Для опасного сечения вала определяем коэффициенты запасов усталостной прочности.

Принимаем материал тихоходного вала – сталь 45. Пределы текучести и прочности для стали 45 [3, табл. 3.3]: Т 440 МПа; В 780 МПа.

= =

–  –  –

где р = 3 – для шарикоподшипников: P ( ХVFrП + YFаП ) К б Кt – эквивалентная = динамическая нагрузка.

Здесь Х и У – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;

V = 1 для вращения внутреннего кольца подшипника;

–  –  –

Расчёт шпоночных соединений Призматические шпонки выбираются из ГОСТ 23360-78 в зависимости от диаметра участка вала, на который они устанавливаются [3, табл. 8.9, с. 169].

Рис. 9 – Основные размеры сечения для призматической шпонки.

–  –  –

Рис.10 – Цилиндрическая передача Рис.11. – Спецификация цилиндрической передачи Рекомендуемая литература

1. Чурюмов, В. Ю. Механика : учеб. пособие / В. Ю. Чурюмов. – Ухта :

УГТУ, 2013. – 155 с.

2. Чурюмов, В. Ю. Задания к расчётным и контрольным работам по механике : метод. указания для студентов геологических специальностей дневной и безотрывной форм обучения / В. Ю. Чурюмов. – Ухта: УГТУ, 2011. – 20 с.

3. Чернавский, С. А. Курсовое проектирование деталей машин : учеб. пособие / С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин [и др.] – М. :

ООО ТИД «Альянс», 2005. – 416 с.



 
Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО Уральский государственный лесотехнический университет Кафедра менеджмента и ВЭД предприятия Программа учебной дисциплины Б3.В5 «УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ» Направление: 38.03.06 – Торговое дело (профилькоммерция) Квалификация: бакалавр Количество зачётных единиц (трудоёмкость, час) – 4(144) контрольные мероприятия: экзамен Разработчик – к.т.н., доцент Щепеткин Е.Н. Екатеринбург 2015 Оглавление 1. Цели и задачи дисциплины 2. Место дисциплины в структуре...»

«УТВЕРЖДЕНО Постановлением Президиума Государственного Совета Республики Крым от 15 сентября 2015 года № п91-1/15 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по применению юридической техники при оформлении документов, рассматриваемых и принимаемых Государственным Советом Республики Крым и его Президиумом Глава 1. Общие положения Настоящие методические рекомендации определяют юридикотехнические требования к составлению и оформлению документов, рассматриваемых и принимаемых Государственным Советом Республики Крым...»

«ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ВСЕРОССИЙСКИЙ ДВАЖДЫ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ НАУЧНО -ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ» ОАО «ВТИ » НОРМАТИВЫ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ОТ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК Учебно-методическое пособие (подготовлено в рамках работ по Соглашению с Минобрнауки России №14.U02.21.0665 от 17 августа 2012г.) Москва 201 СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ Общие положения Нормирование выбросов загрязняющих...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» А.А. Елепов РАЗВИТИЕ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МИРОВОЙ АВТОМОБИЛИЗАЦИИ Учебное пособие Архангельск ИПЦ САФУ УДК 629.33 ББК 39.33я7 Е50 Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Бийский технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» Е.В. Сыпин, Н.Ю. Тупикина, А.И. Сидоренко ПРОГРАММИРОВАНИЕ WEB-ПРИЛОЖЕНИЙ Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ для студентов направлений подготовки 09.03.02 (230400.62) «Информационные системы и технологии» и 230700.62...»

«Приложение к Положению о Всероссийском конкурсе сочинений МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ И ПРОВЕДЕНИЮ ВСЕРОССИЙСКОГО КОНКУРСА СОЧИНЕНИЙ I. Организация проведения Конкурса I.1. Для организационно-технического и информационного обеспечения Конкурса в субъектах Российской Федерации Конкурса создаются соответствующие рабочие группы: администрация образовательной организации формирует и утверждает состав рабочей группы очного (на базе образовательной организации) этапа Конкурса,...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет» (УГТУ) ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ Методические указания 2-е издание, переработанное и дополненное Ухта, УГТУ, 2014 УДК [550.8:553.98].003.13 ББК 65.290-2 я7 А 16 Абрамичева, Т. В. А 16 Экономика и организация геологоразведочных работ [Текст] : метод. указания / Т. В. Абрамичева, А. А. Болкина. – 2-е...»







 
2016 www.metodichka.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Методички, методические указания, пособия»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.