Прикладная механика

Министерство высшего и среднего специального образования СССР
Учебно-методическое управление по высшему образованию
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА
Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников инженерно-технических специальностей высших учебных заведений
Высшая школа
1984

Стоимость решения контрольных работ 1, 2 из Части I. Сопротивление материалов, составляет ... руб.
Стоимость решения контрольной работы 1 из Части III. Детали машин, составляет ... руб (задачи 1, 2, 5).

Часть I. Сопротивление материалов

Задача 1
Абсолютно жесткий горизонтально расположенный брус опирается на шарнирно неподвижную опору и прикреплен к двум стержням при помощи шарниров. Один стержень имеет поперечное А , другой - 2А . На брус действует вертикальная сила F , приложенная в указанной на рисунке точке. Требуется:
1) найти усилия и напряжения в стержнях, выразив их через силу;
2) найти допускаемую нагрузку Fдоп, приравняв большее из напряжений в двух стержнях допускаемому напряжению;
3) найти предельную грузоподъемность системы и допускаемую нагрузку, если предел текучести 240 МПа и запас прочности 1,5;
4) сравнить величины Fдоп, полученные при расчете по допускаемым напряжениям (п.2) и допускаемым нагрузкам.

Задача 2
К стальному ступенчатому валу, имеющему сплошное поперечное сечение, приложены 4 момента. Левый конец вала жестко закреплен в опоре, а правый коней - свободен и его торец имеет угловые перемещения относительно левого конца. Требуется:
1) построить эпюру крутящих моментов по длине вала;
2) при заданном значении допускаемого напряжения на кручение определить диаметры d1 и d2 вала из расчета на прочность, полученные значения округлить;
3) построить эпюру действительных напряжений кручения по длине вала;
4) построить эпюру углов закручивания, приняв G~ 0,4 E.

Задача 3
Для заданной схемы балки требуется построить эпюру поперечных сил и эпюру изгибающих моментов, найти максимальный изгибающий момент Ммакс и по нему стальную двутавровую балку с указанием ее номера по ГОСТ 8239-72.
Допускаемое напряжение на изгиб принимать 150 МПа.

Задача 4
Стальной стержень длиной l сжимается силой F. Стержень имеет различные схемы закрепления концов (два типа) и различные формы поперечного сечения (пять видов).
Требуется:
1) найти размеры поперечного сечения при допускаемом напряжении 160 МПа(расчет производить последовательными приближениями, предварительно приняв величину коэффициента 0,5)
2) найти числовое значение критической силы и коэффициент запаса устойчивости.

Выбор варианта осуществляется по двум последним цифрам зачетной книжки.

Часть III, Детали машин

Группа задач 1
Задача 1 Рассчитать сварное соединение, состоящее из двух равнобоких уголков и косынки.
Задача 2 Рассчитать болт клеммового соединение, посредством которого рычаг неподвижно закрепляется на валу. Материал вала – сталь; материал рычага – чугун.
Задача 5 Рассчитать винт и гайку съемника при силе давления на винт, равной F. Недостающие данные выбрать самостоятельно.
Выполнены варианты 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

Группа задач 2
Задача 1 Определить толщину листов, накладок и размеры продольного и поперечного заклепочных швов цилиндрического автоклава, предназначенного для испытания деталей под давлением.
Задача 2 Рассчитать болты, которыми прикреплен к кирпичной стене чугунный кронштейн с подшипником.
Задача 5 Рассчитать винт и гайку механизма отводки муфты. Сила 2F действует на гайку.
Выполнены варианты 1, 4, 8, 9, 10

Группа задач 3
Задача 1 Рассчитать сварное соединение листа 1 с угольником 2.
Задача 2 Определить диаметр резьбы шпильки станочного прихвата.
Задача 5 Рассчитать винт и гайку домкрата при условии, что вес поднимаемого груза F. Недостающими данными задаться.
Выполнены варианты 2, 6, 7, 8, 9, 10

Группа задач 4
Задача 1 Рассчитать заклепочное соединение: определить число и диаметр заклепок, соединяющих косынку со швеллерной балкой, высоту косынки. Материал косынки, швеллера и заклепок – сталь Ст3.
Задача 2 Рассчитать диаметр болтов клеммового соединения в креплении рычага.
Задача 5 Рассчитать винт и гайку параллельных тисков. Усилие, создаваемое при зажиме детали, F.
Коэффициент трения в резьбе и на торце по 0,18. Недостающие данные взять по чертежу. Эксцентричность нагружения не учитывать.
Выполнены варианты 1, 3, 7, 9, 10

Группа задач 5
Задача 1 Рассчитать сварное соединение: состоящее из серьги, блока и швеллера. Материал электрода и метод сварки выбрать самостоятельно.
Задача 2 Определить диаметр нарезной части вала дисковой пилы, которая удерживается между двумя шайбами посредством сил трения, возникающих при затяжке гайки на конце вала. Пила преодолевает сопротивление резанию силу F.
Задача 5 Рассчитать винт и гайку пресса для сгибания двутавровых балок № 20. Расстояние между опорными лапами пресса l. Недостающие данные принять самостоятельно.
Выполнены варианты 1, 5, 6, 7, 8, 10

Группа задач 6
Задача 1 Рассчитать сварное соединение, крепящее опорный швеллер № 16а к стальной плите. Материал электрода и метод сварки назначить самостоятельно.
Задача 2 Определить диаметры фундаментных болтов, крепящих стойку к бетонному основанию. Коэффициент трения основания стойки о бетон f=0,4. Болты принять с метрической резьбой по ГОСТу.
Задача 5 Рассчитать винт и гайку винтового толкателя, резьба винта трапецеидальная, крупная, двухходовая.
Выполнен вариант 4

Группа задач 7
Задача 1 Рассчитать сварное соединение, крепящее неподвижный блок монтажного устройства к плите. Материал электрода и метод сварки выбрать самостоятельно, недостающими данными задаться.
Задача 2 Рассчитать болты, крепящие зубчатое колесо с барабаном лебедки. Расчет провести в двух вариантах: а) болты поставлены с зазором; б) болты поставлены без зазора.
Задача 5 Рассчитать винт и гайку пресса. На винт действует продольная сила F. Резьба гайки и винта прямоугольная, материал гайки – чугун СЧ18–36. Недостающие данные принять самостоятельно.
Выполнены варианты 1, 5, 6, 7, 8, 9

Группа задач 8
Задача 1 Рассчитать сварное соединение и определить размеры h и δ листов 1 и 2, приваренных к швеллерам колонны. Материал электрода и метод сварки выбрать самостоятельно.
Задача 2 Определить диаметр болтов фланцевого соединения верхней части автоклава с его корпусом. Давление жидкости внутри автоклава по манометру р, внутренний диаметр верхней части автоклава D и количество болтов z заданы в табл.
Задача 5 У винтового клинчатого домкрата грузоподъемностью F рассчитать винт и гайку, а также определить длину рукоятки l и общий к.п.д. при условии, что усилие рабочего на рукоятку Fp=200 Н, угол наклона клиньев β=π/4. Материалы, коэффициент трения в резьбе и коэффициенты трения клина о клин и о направляющие рамы выбрать самостоятельно.
Выполнены варианты 1, 5, 6, 7, 8, 10

Группа задач 9
Задача 1 Рассчитать заклепочные соединения узла А настенного поворотного крана.
Задача 2 Рассчитать клеммовое болтовое соединение, обеспечивающее передачу крутящего момента с рычага в результате приложенной на его конце силы F на вал диаметром D.
Задача 5 Рассчитать винтовую стяжку с максимальным усилием на винте F по данным табл. Определить также размеры рукоятки. Материал винта и гайки и другие недостающие данные принять самостоятельно.
Выполнены варианты 2, 4, 7, 8, 10

Группа задач 10
Задача 1 Проверить прочность сварных швов, соединяющих диск с зубчатым ободом и диск со ступицей. Материал диска – сталь Ст3, материал ступицы и обода – сталь 40.
Задача 2 Определить болты, которыми крепится стойка к фундаментной чугунной раме.
Задача 5 Рассчитать винт и гайку пресса при силе давления на винт, равной F, а также определить диаметр рукоятки d.
Выполнены варианты 2, 3, 8, 9