Расчетно-графическая работа №1. Расчетно - графическая работа №2

Расчетно-графическая работа №1

Тема: Опорные реакции

Цель работы: определить реакции в подшипниках коленчатого вала и вращающийся момент на маховике.

Исходные данные:

- сила давления шатуна на цапфу кривошипа, Н;

угол наклона силы к горизонту, град.;

вес маховика, Н;

геометрические параметры установки, м.

№ варианта	P		G	a	b	c	h
				0,4	0,24	0,14	0,1
		10,1		0,401	0,2401	0,1401	0,101
		10,2		0,402	0,2402	0,1402	0,102
		10,3		0,403	0,2403	0,1403	0,103
		10,4		0,404	0,2404	0,1404	0,104
		10,5		0,405	0,2405	0,1405	0,105
		10,6		0,406	0,2406	0,1406	0,106
		10,7		0,407	0,2407	0,1407	0,107
		10,8		0,408	0,2408	0,1408	0,108
		10,9		0,409	0,2409	0,1409	0,109
				0,41	0,241	0,141	0,11
		11,1		0,411	0,2411	0,1411	0,111
		11,2		0,412	0,2412	0,1412	0,112
		11,3		0,413	0,2413	0,1413	0,113
		11,4		0,414	0,2414	0,1414	0,114
		11,5		0,415	0,2415	0,1415	0,115
		11,6		0,416	0,2416	0,1416	0,116
		11,7		0,417	0,2417	0,1417	0,117
		11,8		0,418	0,2418	0,1418	0,118
		11,9		0,419	0,2419	0,1419	0,119
				0,42	0,242	0,142	0,12
		12,1		0,421	0,2421	0,1421	0,121
		12,2		0,422	0,2422	0,1422	0,122
		12,3		0,423	0,2423	0,1423	0,123
		12,4		0,424	0,2424	0,1424	0,124
		12,5		0,425	0,2425	0,1425	0,125
		12,6		0,426	0,2426	0,1426	0,126
		12,7		0,427	0,2427	0,1427	0,127
		12,8		0,428	0,2428	0,1428	0,128
30		12,9		0,429	0,2429	0,1429	0,129

Значение исходных данных по варианту:

1000Н; 10 град.; 3000Н; 0,4м; 0,24м; 0,14м; 0,1м.

 

 

Порядок выполнения работы

 

1. Раскладываем силу на вертикальную и горизонтальную составляющие (рис.1)

(1)

(2)

 

 

 

Рис.1- Схема сил, действующих на коленчатый вал

 

2. Вводим систему координат

3. Обозначаем реакции в опорах и

4. Определим опорную реакцию .

Рассмотрим сумму проекций сил в плоскости . Данное уравнение статически неопределимо. Чтобы избавиться от статической неопределимости рассмотрим сумму моментов в плоскости относительно точки Принимаем, что момент, действующий по часовой стрелке, будет положительным.

(3)

5. Из представленного ранее уравнения равновесия определяем

(4)

6. Определим опорную реакцию .

Рассмотрим сумму проекций сил в плоскости на ось . Данное уравнение статически неопределимо. Чтобы избавиться от статической неопределимости рассмотрим сумму моментов в плоскости относительно точки Принимаем, что момент, действующий по часовой стрелке, будет положительным.

(5)

 

 

7. Из представленного ранее уравнения равновесия определяем

(6)

8. Крутящий момент равен

(7)

Контрольные вопросы

1. Как определить опорную реакцию ?

2. Как определить опорную реакцию ?

3. Как определить опорную реакцию ?

4. Как определить опорную реакцию ?

5. Как определить величину крутящего момента на маховике?

6. Запишите сумму проекций сил на плоскость

7. Запишите сумму проекций сил на плоскость .

8. Назовите единицу измерения крутящего момента.

9. Назовите единицу измерения силы.

10. Что можно изменить в схеме сил, если величина опорной реакции будет отрицательной?

Расчетно - графическая работа №2

Тема: Растяжение, сжатие

Цель работы: требуется построить эпюру нормальных сил и нормальных напряжений по длине бруса (рис.1), определить наибольшее касательное напряжение.

Исходные данные:

силы, действующие на брус, Н;

длина стороны квадратного сечения левой ступени, м;

длина стороны квадратного сечения правой ступени, м.

 

Рисунок 1-Схема сил, действующих на брус

Значение исходных данных по вариантам представлено в таблице №1.

Таблица №1

Вариант
					0,17	0,12
					0,171	0,121
					0,172	0,122
					0,173	0,123
					0,174	0,124
					0,175	0,125
					0,176	0,126
					0,177	0,127
					0,178	0,128
					0,179	0,129
					0,18	0,13
					0,181	0,131
					0,182	0,132
					0,183	0,133
					0,184	0,134
					0,185	0,135
					0,186	0,136
					0,187	0,137
					0,188	0,138
					0,189	0,139
					0,19	0,14
					0,191	0,141
					0,192	0,142
					0,193	0,143
					0,194	0,144
					0,195	0,145
					0,196	0,146
					0,197	0,147
					0,198	0,148
					0,199	0,149

Значение исходных данных по рассчитываемому варианту:

Порядок выполнения работы

1. Нормальные силы в сечениях балки

Сечение 1-1(рис.2).

 

 

Рисунок 2-Схема сил в сечении 1-1

Сечение 2 –2 (рис.3).

 

 

Рисунок 3-Схема сил в сечении 2-2

Сечение 3-3 (рис.4).

 

 

Рисунок 4 - Схема сил в сечении 3-3

Сечение 4-4 (рис.5).

 

Рисунок 5-Схема сил в сечении 4-4

2. Эпюры нормальных сил

Эпюры нормальных сил для четырех участков строятся в определенном масштабе. Знак “+” указывает на то, что участок испытывает растяжение. Знак “-” указывает на то, что участок испытывает сжатие.

3. Площадь сечения левой ступени

Площадь сечения правой ступени

 

 

4. Нормальные напряжения по длине бруса

С учетом характера приложения нагрузки и числа ступеней с имеемся пять участков бруса: I, II, III, IV, V.

I участок

II участок

III участок

IV участок

V участок

5. Наибольшие касательные напряжения

Наибольшие касательные напряжения определяются для 5 участка и угла наклона площадки

 

 

 

Рисунок 6 - Эпюра нормальных сил и нормальных напряжений

Контрольные вопросы

1.Как определить нормальную силу ?

2. Как определить нормальную силу ?

3. Как определить нормальную силу ?

4. Как определить нормальную силу ?

5. Как определить нормальное напряжение ?

6. Как определить нормальное напряжение ?

7. Как определить нормальное напряжение ?

8. Как определить нормальное напряжение ?

9. Как определить нормальное напряжение ?

10. Как определить наибольшее касательное напряжение?

 

 

Расчетно-графическая работа №3

Тема: Геометрические характеристики сечений

Цель работы: определить для данной фигуры положение главных центральных осей инерции и вычислить главные центральные моменты инерции.

Исходные данные:

геометрические параметры прямоугольников, см.

 

 

 

Исходные данные по вариантам приведены в таблице №1.

Значения исходный данных по рассчитываемому варианту:

Порядок выполения работы

1. Площади фигур

(1)

(2)

(3)

 

Таблица №1

N варианта	a	b	c	d	e	k
	5,1	1,1	1,1	4,1	1,1	3,1
	5,2	1,2	1,2	4,2	1,2	3,2
	5,3	1,3	1,3	4,3	1,3	3,3
	5,4	1,4	1,4	4,4	1,4	3,4
	5,5	1,5	1,5	4,5	1,5	3,5
	5,6	1,6	1,6	4,6	1,6	3,6
	5,7	1,7	1,7	4,7	1,7	3,7
	5,8	1,8	1,8	4,8	1,8	3,8
	5,9	1,9	1,9	4,9	1,9	3,9
	6,1	2,1	2,1	5,1	2,1	4,1
	6,2	2,2	2,2	5,2	2,2	4,2
	6,3	2,3	2,3	5,3	2,3	4,3
	6,4	2,4	2,4	5,4	2,4	4,4
	6,5	2,5	2,5	5,5	2,5	4,5
	6,6	2,6	2,6	5,6	2,6	4,6
	6,7	2,7	2,7	5,7	2,7	4,7
	6,8	2,8	2,8	5,8	2,8	4,8
	6,9	2,9	2,9	5,9	2,9	4,9
	7,1	3,1	3,1	6,1	3,1	5,1
	7,2	3,2	3,2	6,2	3,2	5,2
	7,3	3,3	3,3	6,3	3,3	5,3
	7,4	3,4	3,4	6,4	3,4	5,4
	7,5	3,5	3,5	6,5	3,5	5,5
	7,6	3,6	3,6	6,6	3,6	5,6
	7,7	3,7	3,7	6,7	3,7	5,7
	7,8	3,8	3,8	6,8	3,8	5,8
	7,9	3,9	3,9	6,9	3,9	5,9

 

 

 

2. Моменты инерции прямоугольников относительно горизонтальных осей

(4)

(5)

(6)

3. Моменты инерции прямоугольников относительно вертикальных осей

(7)

(8)

(9)

4. Координата вертикального положения центра тяжести фигуры

(10)

 

 

 

5. Горизонтальное положение центра тяжести фигуры

(11)

6. Моменты инерции прямоугольников относительно центральной оси

(12)

(13)

(14)

7. Главный центральный момент фигуры относительно оси

(15)

8. Моменты инерции прямоугольников относительно центральной оси

(16)

(17)

(18)

 

 

9. Главный центральный момент инерции фигуры относительно оси

(19)

Контрольные вопросы

1. Как определить момент инерции прямоугольника относительно горизонтальной оси?

2. Как определить момент инерции прямоугольника относительно вертикальной оси?

3. Запишите формулу перехода для 1 прямоугольника для центральной оси

4.Запишите формулу перехода для 2 прямоугольника для центральной оси

5. Запишите формулу перехода для 3 прямоугольника для центральной оси

6.Запишите формулу перехода для 1 прямоугольника для центральной оси

7. Запишите формулу перехода для 2 прямоугольника для центральной оси

8. Запишите формулу перехода для 3 прямоугольника для центральной оси

9. Как определить горизонтальной положение центра тяжести фигуры?

10. Как определить вертикальное положение центра тяжести фигуры?

 

 

Расчетно-графическая работа №4

Тема: Кручение

Цель работы: для трансмиссионного вала подобрать сечение в двух вариантах: круглое сплошное и круглое полое с отношением

Исходные данные:

-мощность ведомого шкива №1, кВт;

-мощность ведомого шкива №2, кВт;

число оборотов вала, об/мин;

допускаемое напряжение, МПа;

 

 

 

 

Рисунок 1- Схема сил, действующих на вал

 

Исходные данные по варианту приведены в таблице №1.

Значение исходных данных по варианту:

20кВт; - 40 кВт; об/мин; 70 МПа;

 

Порядок выполнения работы

 

1.Мощность на ведущем шкиве

(1)

2.Угловая скорость трансмиссионного вала

(2)

3. Закручивающие момента на шкивах

(3)

(4)

(5)

Таблица №1

№ варианта
				70,0
				70,1
				70,2
				70,3
				70,4
				70,5
				70,6
				70,7
				70,8
				70,9
				71,0
				71,1
				71,2
				71,3
				71,4
				71,5
				71,6
				71,7
				71,8
				71,9
				72,0
				72,1
				72,2
				72,3
				72,4
				72,5
				72,6
				72,7
				72,8
				72,9

 

4.Обозначаем участки трансмиссионного вала. На участках I и IV крутящие моменты отсутствуют.

 

 

Рисунок 2-Участки трансмиссионного вала

 

5.Внутренний крутящий момент для II участка

Уравнение равновесия для II участка следующее:

 

 

Рисунок 3- К определению внутреннего крутящего момента для II участка

6. Внутренний крутящий момент для III участка

Уравнение равновесия для III участка следующее:

 

Рисунок 4- К определению внутреннего крутящего момента для III участка

 

 

7.Строим эпюры внутренних крутящих моментов для II и III участков вала (рис.6).

 

 

 

 

Рисунок 6-Эпюры внутренних крутящих моментов

 

 

8.Момент сопротивления сечения

Момент сопротивления сечения определяется с учетом наибольшего внутреннего крутящего момента и величины допускаемых касательных напряжений.

(6)

9. Диаметр вала со сплошным сечением

Момент инерции для вала со сплошным сечением

(7)

Момент сопротивления вала со сплошным сечением

(8)

Диаметр вала

10. Диаметр круглого полого вала с отношением диаметров

Момент инерции круглого полого вала

(9)

Момент сопротивления круглого полого вала

(10)

Известно требуемое соотношение

Тогда

Выражение для момента сопротивления с учетом преобразования

;

 

Тогда

 

Контрольные вопросы

1. Как определить мощность на ведущем шкиве?

2. Как определить угловую скорость трансмиссионного вала?

3. Как определить закручивающие моменты на шкивах?

4. Как определить внутренний крутящий момент для II участка?

5. Как определить внутренний крутящий момент для III участка?

6. Как определить момент сопротивления сечения, если известно значение внутреннего крутящего момента и допускаемое касательное напряжение?

7. Как определить полярный момент инерции вала со сплошным сечением?

8. Как определить полярный момент инерции вала с полым сечением?

9. Размерность момента сопротивления сечения.

10. Размерность полярного момента инерции.

Расчетно-графическая работа №5

Тема: Кручение

Цель работы: для бруса (рис.1) требуется построить эпюру углов поворота сечений, определить наибольшие нормальные напряжения в брусе. Брус имеет три участка разного сечения. Форма и размеры сечений показаны. Модуль упругости второго рода постоянен для всех участков.

Исходные данные:

крутящий момент, Н´м;

расстояние до плоскости действия крутящего момента, м;

размеры участков бруса, м;

размеры сечений бруса, м;

модуль упругости второго рода, Па.

 

 

Рисунок 1-Схема моментов, действующих на брус

Исходные данные по вариантам приведены в таблице №1.

 

Таблица №1

№ варианта
			0,5	0,6
			0,51	0,61
			0,52	0,62
			0,53	0,63
			0,54	0,64
			0,55	0,65
			0,56	0,66
			0,57	0,67
			0,58	0,68
			0,59	0,69
			0,6	0,7
			0,61	0,71
			0,62	0,72
			0,63	0,73

Поделиться: