Исходные данные к контрольной работе

 

Условия задач

 

Задача 1. Расчет бруса круглого поперечного сечения на изгиб с кручением

На стальной вал постоянного сечения диаметром d, вращающийся со скоростью n об/мин, через ведущий шкив «I » с помощью ременной передачи передается мощность P кВт, которая затем распределяется между ведомыми шестернями «2 » и «3 » в заданном отношении.

При расчете массами шкива и шестерен пренебречь.

Натяжение ведущей ветви ремня F₁ принято равным удвоенному натяжению ведомой ветви t₁(F₁=2t₁).

Длина a =10 см. Допускаемое напряжение [s] = 160 МПа.

Требуется:

1. Определить нагрузки, действующие на вал, т.е. скручивающие моменты и силы в местах посадки шкивов и шестерен.

2. Силы, действующие на вал, разложить на составляющие в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

3. Построить эпюру крутящих моментов.

4. Построить эпюры изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

5. Построить эпюру суммарных изгибающих моментов.

6. Найти опасное сечение и вычислить в этом сечении значение эквивалентного момента.

7. Определить диаметр вала, округлив его до стандартных размеров (мм): 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 170, 180, 200.

 

Задача 2. Расчёт плоской статически неопределимой рамы методом сил

Плоская статически неопределимая рама загружена распределённой нагрузкой интенсивностью q, сосредоточенной силой F и сосредоточенным моментом M.

Требуется:

1. Определить степень статической неопределимости.

2. Выбрать основную статически определимую систему путем отбрасывания в заданной системе лишних связей.

3. Действие отброшенных связей возместить приложением к основной системе неизвестных усилий.

4. Составить канонические уравнения, которые показывают, что полные перемещения в основной системе, возникающие по направлениям неизвестных усилий под влиянием этих усилий и заданной нагрузки, равны нулю.

5. Нагрузить основную систему поочередно единичными усилиями , и от каждого из них отдельно построить единичные эпюры изгибающих моментов , и грузовую эпюру изгибающих моментов от внешних нагрузок.

6. Вычислить все коэффициенты системы канонических уравнений путем перемножения единичных эпюр.

7. Определить грузовые члены системы канонических уравнений путем перемножения единичных эпюр с грузовой эпюрой.

8. Нагрузить основную систему одновременно единичными усилиями , и построить от них суммарную единичную эпюру изгибающих моментов .

9. Вычислить коэффициент путем перемножения суммарной эпюры саму на себя.

10. Определить грузовой член путем перемножения суммарной эпюры с грузовой эпюрой.

11. Выполнить универсальную проверку нахождения коэффициентов и грузовых членов .

12. Решить систему канонических уравнений, в результате чего найти значения неизвестных , .

13. Построить для рамы эпюру изгибающих моментов, нагрузив ее заданными нагрузками и найденными неизвестными , (построение эпюры изгибающих моментов можно выполнить с использованием формулы: ).

14. Выполнить деформационную проверку правильности нахождения неизвестных усилий , .

15. Построить для рамы эпюры поперечных и продольных сил.

16. Для узлов и всей рамы выполнить статическую проверку.

Задача 3. Расчет сжатого бруса на устойчивость

Стальная стойка длиной l нагружена продольной сжимающей нагрузкой F. Допускаемое напряжение на сжатие [s_с] = 160 МПа, модуль упругости материала E=2∙10¹¹ Па.

Требуется:

1. Подобрать размеры поперечного сечения круглой и составной стоек.

2. Сравнить полученные стойки по расходу материала и принять наиболее рациональную.

3. Определить критическую силу для принятой стойки.

4. Найти коэффициент запаса устойчивости.

 

Числовые данные.

 

4.2.1. Числовые данные к задаче 1

Таблица 1

Вариант	P1 кВт	n об/мин	P2/P3	Диаметр шкива, мм D1	Диаметры шестерен, мм
D2	D3
			1,5
			3,0
			1,0
			0,5
			2,5
			2,0
			2,5
			2,0
			1,5
			1,0
			3,0
			3,0
			0,5
			2,0
			1,5
			2,5
			0,5
			3,0
			1,0
			2,5
			1,5
			0,5
			1,0
			2,5
			0,5
			1,0
			2,0
			1,5
			3,0
			2,0
			2,5
			1,5
			3,0
			2,5
			1,5
			0,5
			1,2
			1,4
			1,0
			0,7

 

4.2.2. Числовые данные к задаче 2

Таблица 2

Вариант	а, м	F, кH	q, кН/м	М, кН м
	1,6
	1,4
	1,5
	1,8
	1,9
	2,0
	1,7
	1,0
	1,2
	1,4
	1,6
	1,8
	2,0
	1,9
	1,7
	2,0
	1,9
	1,8
	1,7
	1,6
	1,5
	1,4
	1,3
	1,2
	1,5
Вариант	а, м	F, кH	q, кН/м	М, кН м
	1,3
	2,1
	1,1
	2,0
	1,8
	1,5
	2,1
	1,1
	1,6
	1,5
	1,9
	1,7
	1,2
	1,6
	1,1

 

4.2.3. Числовые данные к задаче 3

Таблица 3

Вариант	F, кН	l, м	Вариант	F, кН	l, м
		2,1			2,15
		1,85			2,0
		2,0			2,1
		1,8			1,9
		1,9			2,2
		2,1			1,85
		1,7			2,0
		1,8			2,1
		1,75			1,7
		2,1			2,0
		1,85			1,85
		1,7			1,8
		1,95			1,9
		1,9			2,1
		2,0			2,1
		1,7			2,15
		1,9			2,0
		1,8			1,7
		1,95			2,2
		2,2			2,1

 

 

Схемы заданий.

 

Рис. 5. Схемы заданий к задаче 1

Продолжение рис. 5

Рис. 6. Схемы заданий к задаче 2

 

Продолжение рис. 6

 

Рис. 7. Схемы заданий к задаче 3

 

Приложения

 

Таблица 4. Площади и координаты центра тяжести некоторых фигур

Геометрическая фигура	Площадь	Координаты центра тяжести

 

Таблица 5. Значения коэффициента j для различных гибкостей

Гибкость эле- ментов	Коэффициент для стали марки Ст.3	Гибкость	Коэффициент для стали марки Ст.3
	1,00		0,45
	0,99		0,40
	0,96		0,36
	0,94		0,32
	0,92		0,29
	0,89		0,26
	0,86		0,23
	0,81		0,21
	0,75		0,19
	0,69		0,16
	0,60		0,15
	0,52		0,13

Таблица 6

№ профиля	Вес 1 пог. м., кг	Размеры	Площадь сечения,	Справочные величины для осей
						x-x	y-y
мм			см				см
	9,46			4,5	7,2	7,0	2,5	12,0		39,7	4,06	23,0	17,9	6,49	1,22
	11,50			4,8	7,3	7,5	3,0	14,7		58,4	4,88	33,7	27,9	8,72	1,38
	13,70			4,9	7,5	8,0	3,0	17,4		81,7	5,73	46,8	41,9	11,50	1,55
	15,90			5,0	7,8	8,5	3,5	20,2		109,0	6,57	62,3	58,6	14,50	1,70
	18,40			5,1	8,1	9,0	3,5	23,4		143,0	7,42	81,4	82,6	18,40	1,88
18a	19,90			5,1	8,3	9,0	3,5	25,4		159,0	7,51	89,8	114,0	22,80	2,12
	21,00			5,2	8,4	9,5	4,0	26,8		184,0	8,28	104,0	115,0	23,10	2,07
20a	22,70			5,2	8,6	9,5	4,0	28,9		203,0	8,37	114,0	155,0	28,20	2,32

Продолжение таблицы 6

	24,00			5,4	8,7	10,0	4,0	30,6		232,0	9,13	131,0	157,0	28,60	2,27
22a	25,80			5,4	8,9	10,0	4,0	32,8		254,0	9,22	143,0	206,0	34,30	2,50
	27,30			5,6	9,5	10,5	4,0	34,8		289,0	9,97	163,0	198,0	34,50	2,37
24a	29,40			5,6	9,8	10,5	4,0	37,5		317,0	10,10	178,0	260,0	41,60	2,63
	31,50			6,0	9,8	11,0	4,5	40,2		371,0	11,20	210,0	260,0	41,50	2,54
27a	33,90			6,0	10,2	11,0	4,5	43,2		407,0	11,30	229,0	337,0	50,00	2,80
	36,50			6,5	10,2	12,0	5,0	46,5		472,0	12,30	268,0	337,0	49,90	2,69
30a	39,20			6,5	10,7	12,0	5,0	49,9		518,0	12,50	292,0	436,0	60,10	2,95
	42,20			7,0	11,2	13,0	5,0	53,8		597,0	13,50	339,0	419,0	59,90	2,79
	48,60			7,5	12,3	14,0	6,0	61,9		743,0	14,70	423,0	516,0	71,10	2,89
	57,00			8,3	13,0	15,0	6,0	72,6		953,0	16,20	545,0	667,0	86,10	3,03
	66,50			9,0	14,2	16,0	7,0	84,7		1231,0	18,10	708,0	808,0	101,00	3,09
	78,50			10,0	15,2	17,0	7,0	100,0		1589,0	19,90	919,0	1043,0	123,00	3,23
	92,60			11,0	16,5	18,0	7,0	118,0		2035,0	21,80	1181,0	1356,0	151,00	3,39
	108,00			12,0	17,8	20,0	8,0	138,0		2560,0	23,60	1491,0	1725,0	182,00	3,54
	120,00			12,0	19,2	22,0	9,0	153,0		3120,0	25,80	1800,0	2170,0	217,00	3,77
	138,00			13,0	20,8	24,0	10,0	176,0		3840,0	27,70	2230,0	2730,0	260,00	3,94
70a	158,00			15,0	24,0	24,0	10,0	202,0		4360,0	27,50	2550,0	3240,0	309,00	4,01
70б	184,00			17,5	28,2	24,0	10,0	234,0		5010,0	27,40	2940,0	3910,0	373,00	4,09

Таблица 7

№ профиля	Вес 1 пог. м., кг	Размеры	Площадь сечения,	Справочные величины для осей
						x-x	y-y
мм			см				см	см
	4,84			4,4			2,5	6,16	22,8	9,1	1,92	5,59	5,61	2,75	0,954	1,16
6,5	5,9			4,4	7,2		2,5	7,51	48,6		2,54		8,7	3,68	1,08	1,24
	7,05			4,5	7,4	6,5	2,5	8,98	89,4	22,4	3,16	13,3	12,8	4,75	1,19	1,31
	8,59			4,5	7,6			10,9		34,8	3,99	20,4	20,4	6,46	1,37	1,44
	10,4			4,8	7,8	7,5		13,3		50,6	4,78	29,6	31,2	8,52	1,53	1,54
	12,3			4,9	8,1			15,6		70,2	5,6	40,8	45,4		1,7	1,67
14a	13,3			4,9	8,7					77,8	5,66	45,1	57,5	13,3	1,84	1,87

Продолжение таблицы 7

	14,2				8,4	8,5	3,5	18,1		93,4	6,42	54,1	63,3	13,8	1,87	1,8
16a	15,3					8,5	3,5	19,5			6,49	59,4	78,8	16,4	2,01
	16,3			5,1	8,7		3,5	20,7			7,24	69,8			2,04	1,94
18a	17,4			5,1	9,3		3,5	22,2			7,32	76,1			2,18	2,13
	18,4			5,2		9,5		23,4			8,07	87,8		20,5	2,2	2,07
20a	19,8			5,2	9,7	9,5		25,2			8,15	95,9		24,2	2,35	2,28
				5,4	9,5			26,7			8,89			25,1	2,37	2,21
22a	22,6			5,4	10,2			28,8			8,99				2,55	2,46
				5,6		10,5		30,6			9,73			31,6	2,6	2,42
24a	25,8			5,6	10,7	10,5		32,9			9,84			37,2	2,78	2,67
	27,7				10,5		4,5	35,2			10,9			37,3	2,73	2,47
	31,8			6,5				40,5						43,6	2,84	2,52
	36,5				11,7			46,5			13,1			51,8	2,97	2,59
	41,9			7,5	12,6			53,4			14,2			61,7	3,1	2,68
	48,3				13,5			61,5			15,7			73,4	3,23	2,75

 

Таблица 8

№ профиля	Размеры	Площадь сечения,	Вес 1 пог. м., кг	Справочные величины для осей
				x-x
		макс	макс	мин	мин
мм		см		см		см		см
2/3			3,5	1,2	1,13	0,89	0,4	0,59	0,63	0,75	0,17	0,39	0,81	0,6
2/4			3,5	1,2	1,46	1,15	0,5	0,58	0,78	0,73	0,22	0,38	1,09	0,64
2,5/3			3,5	1,2	1,43	1,12	0,81	0,75	1,29	0,95	0,34	0,49	1,57	0,73
2,5/4			3,5	1,2	1,86	1,46	1,03	0,74	1,62	0,93	0,44	0,48	2,11	0,76
2,8/3				1,3	1,62	1,27	1,16	0,85	1,84	1,07	0,48	0,55	2,2	0,8
3,2/3			4,5	1,5	1,86	1,46	1,77	0,97	2,8	1,23	0,74	0,63	3,26	0,89
3,2/4			4,5	1,5	2,43	1,91	2,26	0,96	3,58	1,21	0,94	0,62	4,39	0,94

Продолжение таблицы 8

3,6/3			4,5	1,5	2,1	1,65	2,56	1,1	4,06	1,39	1,06	0,71	4,64	0,99
3,6/4			4,5	1,5	2,75	2,16	3,29	1,09	5,21	1,38	1,36	0,7	6,24	1,04
4/3				1,7	2,35	1,85	3,55	1,23	5,63	1,55	1,47	0,79	6,35	1,09
4/4				1,7	3,08	2,42	4,58	1,22	7,26	1,53	1,9	0,78	8,53	1,13
4,5/3				1,7	2,65	2,08	5,13	1,39	8,13	1,75	2,12	0,89	9,04	1,21
4,5/4				1,7	3,48	2,73	6,63	1,38	10,5	1,74	2,74	0,89	12,1	1,26
4,5/5				1,7	4,29	3,37	8,03	1,37	12,7	1,72	3,33	0,88	15,3	1,3
5/3			5,5	1,8	2,96	2,32	7,11	1,55	11,3	1,95	2,95		12,4	1,33
5/4			5,5	1,8	3,89	3,05	9,21	1,54	14,6	1,94	3,8	0,99	16,6	1,38
5/5			5,5	1,8	4,8	3,77	11,2	1,53	17,8	1,92	4,63	0,98	20,9	1,42
5,6/3,5		3,5			3,86	3,03	11,6	1,73	18,4	2,18	4,8	1,12	20,3	1,5
5,6/4					4,38	3,44	13,1	1,73	20,8	2,18	5,41	1,11	23,3	1,52
5,6/5					5,41	4,25		1,72	25,4	2,16	6,59	1,1	29,2	1,57
6,3/4				2,3	4,96	3,9	18,9	1,95	29,9	2,45	7,81	1,25	33,1	1,69
6,3/5				2,3	6,13	4,81	23,1	1,94	36,6	2,44	9,52	1,25	41,5	1,74
6,3/6				2,3	7,28	5,72	27,1	1,93	42,9	2,43	11,2	1,24		1,78
7/4,5		4,5		2,7	6,2	4,87		2,16		2,72		1,39		1,88
7/5				2,7	6,86	5,38	31,9	2,16	50,7	2,72	13,2	1,39	56,7	1,9
7/6				2,7	8,15	6,39	37,6	2,15	59,6	2,71	15,5	1,38	68,4	1,94
7/7				2,7	9,42	7,39		2,14	68,2	2,69	17,8	1,37	80,1	1,99
7/8				2,7	10,7	8,37	48,2	2,13	76,4	2,68		1,37	91,9	2,02
7,5/5					7,39	5,8	39,5	2,31	62,6	2,91	16,4	1,49	69,6	2,02
7,5/6					8,78	6,89	46,6	2,3	73,9	2,9	19,3	1,48	83,9	2,06
7,5/7					10,1	7,96	53,3	2,29	84,6	2,89	22,1	1,48	98,3	2,1
7,5/8					11,5	9,02	59,8	2,28	94,9	2,87	24,8	1,47		2,15

Продолжение таблицы 8

<

7,5/9					12,8	10,1	66,1	2,27		2,86	27,5	1,46		2,18
8/5,5		5,5			8,63	6,78	52,7	2,47	83,6	3,11	21,8	1,59	93,2	2,17
8/6

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: