Отчёт выполняется на стандартных листах формата А4. Последовательность оформления: цель работы, краткие теоретические сведения, исходные данные, расчётное задание, расчётная схема, решение задачи, выводы. Сдача работы ведётся с учётом контрольных вопросов.
Содержание работы
По заданным в приложении нагрузке и максимальному вылету найти диаметр штока гидроцилиндра из условия устойчивости прямолинейной формы. E=2,1⋅ 
(сталь), E=1,7⋅ 
(чугун). Расчёт провести любым из предложенных способов, но не менее, чем 2-мя оценивая при этом коэффициент запаса устойчивости. Для винта домкрата грузоподъёмностью Q и диаметром d по данным и результатам расчётов предыдущего задания построить эпюры продольных сил и крутящих моментов. Определить коэффициент запаса прочности и усилие на рукоятке, используя недостающие данные из примера 2.
Примеры расчётов сжатых стержней на устойчивость
Пример 1
Проверить на устойчивость винт домкрата грузоподъёмностью P = 10т (рис. 1, а). Внутренний диаметр резьбы винта d=52 мм. Максимальная высота подъёма груза l=800 мм; требуемый коэффициент запаса устойчивости [nУ]=3,0. Материалвинта домкрата сталь 30; E = 2,1 · 
.
Решение:
Определяем гибкость винта.
,
Рассматриваем винт как стойку с нижним жёстко защемлённым и верхним свободным концом (для нашего случая λ = 2,0). Расчётная схема показана на рис. 1, б и соответствует положению, при котором груз поднят на наибольшую возможную высоту.
Так как момент инерции круглого сечения для любой оси, проходящей через центр тяжести сечения,
,
и площадь поперечного сечения
,
то минимальный радиус сечения будет
.
Рис. 1.
Отсюда гибкость стойки
,
Поскольку гибкость стойки больше предельной, критическую силу определяем по формуле Эйлера
,
По 
определяем фактический коэффициент запаса устойчивости и сравниваем его с требуемым:
,
Нахождение прочностных параметров винтовой передачи домкрата иллюстрируется следующим примером.
Пример 2.
Для винта домкрата (рис.2) грузоподъёмность Q=100 кН построить эпюры продольных сил и крутящих моментов 
. Винт имеет однозаходную квадратную резьбу наружным диаметром d=60 мм и шагом S=12 мм.
Коэффициент трения в резьбе f = 0,12; коэффициент трения на опорной поверхности головки 
= 0,15; 
= 100 мм, 
= 45 мм. Определить коэффициент запаса прочности для опасного сечения винта, если материал - сталь Ст 4 с пределом текучести 
= 250 Н/мм2.
Остальные данные для расчётов - см. рис. 2.
Для стали 35 = 380 Н/ 
.
Для Сч24 = 180 Н/ .
Решение:
Рис. 2.
Момент сил торцового трения
Момент в резьбе
;
При квадратной резьбе
;
На рис. 3. показана, схема винта и эпюры N и 
. При построении эпюр принято (условно) равномерное распределение усилий по виткам нарезки гайки. Опасным является поперечное сечение в нарезанной части винта выше гайки (участок б-в). На участке а-б винт имеет значительно большее сечение (см. рис. 3). поэтому этот участок менее опасен, хотя крутящий момент здесь несколько больше (
> 
).
Рис. 3.
Для опасного сечения
;
= 
= 
;
,
такой коэффициент запаса вполне достаточен.
Для удобства и безопасности применения домкрата резьба винта должна удовлетворять условиям самоторможения λ 
, где λ - угол подъёма винтовой линии, ρ - приведённый угол трения. Как видно из решения условие выполнено.
7. Контрольные вопросы для сдачи отчета
1. Виды устройств и назначение исполнительных механизмов технологического оборудования.
2. Какие виды расчёта приведены в работе: прочностной или проверочный?
3. Понятие критической нагрузки, критического напряжения, гибкости.
4. Что такое допускаемое напряжение?
5. Для какой цели вводиться коэффициент запаса?
6. Что такое опасное сечение?
7. Что собой представляет условие прочности?
8. Условие самоторможения винтовой передачи.
ЛИТЕРАТУРА
1. Методические указания к практическим работам / А. Ш. Хусаинов, С. П. Бортников − Ульяновск: УлГТУ, 2003. − 37 с.
2. Расчет центрально-сжатых стержней на устойчивость: методические указания к выполнению расчетно-графических работ для студентов строительных и механических специальностей и направлений бакалавриата / сост. Е.А. Мартынов. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2013. – 44 с.
3. Устойчивость продольно сжатых стержней / А.Г. Дибир, О.В. Макаров, Н.И. Пекельный. – Учеб. пособие. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2008. – 43 с.
4. Кривенко И.С. Проектирование винтовых механизмов: Учеб. пособие. СПб: Изд. центр СПбГМТУ, 2001. – 125 с.
Приложение
