Прикладная механика

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УНИВЕРСИТЕТ ИТМО
Н.П. Деменчук
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА
Сопротивление материалов
Учебно-методическое пособие
Санкт-Петербург
2015

Аналог методички Z845(2015).

Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР
Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт холодильной промышленности
Кафедра сопротивления материалов
Рабочая программа по
ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКЕ (ч.1. Сопротивление материалов)
для специальностей 1007 - технология консервирования
1017 - технология молока и молочных продуктов
Факультет заочный
Кафедра сопротивления материалов
Курс 3, семестр 5
Ленинград
1990

Стоимость выполнения одной задачи на заказ составляет ... руб

Задача 1
Стальной ступенчатый стержень площадью F1 и F2 защемлен одним концом и нагружен силами P1 , Р2 и Р3 . Второй конец стержня свободный. Конструктивными мерами обеспечена работа стержня только на простое центральное сжатие либо растяжение.
Требуется :
1. Пренебрегая собственным весом стержня, определить величину продольной силы N на каждом участке по длине стержня и построить эпюру N.
2. Определить площадь сечения стержня F1 и F2, приняв допускаемое напряжение [σ]= 160 МПа.
3. В указанном участке стержня взаимно перпендикулярными сечениями выделить элемент тела. По выделенным наклонным площадкам найти величины нормальных и касательных напряжений и показать векторы напряжений на чертеже с учетом их знака.
4. Определить перемещение точки приложения силы Р1 .

Задача 2
Стальной стержень находится под действием продольной силы Р и собственного веса (y=78кН/м^3). Найти перемещение сечения I-I. Модуль упругости материала Е=2*10^5 МПа.
Задача 3
К стальному стержню приложены три известных момента M1 , M2, М3.
Требуется:
1. Определить величину крутящего момента на каждом из грузовых участков и построить эпюру Мк .
2. При заданном значении [τ] определить диаметр вала из расчета на прочность и округлить его величину до ближайшей большей, соответственно равной: 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 мм.
3. Построить эпюру углов закручивания.
4. Найти наибольший относительный угол закручивания (на 1 м длины).

Задача 4
Стальной вал кольцевого сечения вращается с постоянной угловой скоростью. Вал нагружен внешними скручивающими M1 , M2, М3
Требуется:
1. Определить величину крутящего момента на каждом из грузовых участков и построить эпюру Мк .
2. При заданном значении [τ] и a=d/D определить диаметр вала из условия прочности.
3. Определить касательные напряжения при р(ср)=(D+d)/2 на опасном участке.
4. Построить эпюру углов закручивания по длине вала.

Задача 5
Две схемы бал
Требуется:
Написать выражения Q и М для каждого участка в общем виде, построить эпюры Q и М , найти и подобрать:
1. Для схемы а) деревянную балку круглого поперечного сечения при [σ]= 10 МПа.
2. Для схемы б) стальную балку двутаврового поперечного сечения при [σ]= 160 МПа.

Задача 6
Для балки, изображенной на рисунке, требуется:
1. Раскрыть статическую неопределимость с помощью уравнения изогнутой оси, используя равенства нулю прогиба на шарнирной подвижной опоре.
2. Найти остальные опорные реакции.
3. Построить эпюры поперечной силы Q и изгибающего момента M.
4. Подобрать из расчета на прочность номер прокатной двутавровой балки.

Задача 7
Стальной короткий стержень сжимается продольной силой Р, приложенной в точке А.
Требуется:
1. Вычислить наибольшее растягивающее и наибольшее сжимающее напряжения в поперечном сечении, выразив величины этих напряжений через Р и размеры сечения..
2. Найти допускаемую нагрузку [P] при заданных размерах сечения и допускаемом напряжении.

Задача 8
Вал редуктора вращается с постоянной угловой скоростью ω и передает мощность N. Колесо 1 - ведущее, 2 и 3 - ведомые.
Для всех колес R= 0,364Р.
Требуется :
1. Определить моменты, приложенные к колесам, по заданным величинам N и ω.
2. Построить эпюру крутящих моментов Мк.
3. Определить окружные усилия Рi по найденным моментам и заданным диаметрам колес Di.
4. Определить радиальные усилия Ri по найденным Рi.
5. Определить силы, изгибающие вал в горизонтальной и вертикальной плоскостях (вес колес и вала не учитывать).
6. Построить эпюры изгибающих моментов от горизонтальных и от вертикальных сил.
7. Построить эпюру суммарных изгибающих моментов .
8. При помощи эпюр Мк и М(изг) найти опасное сечение и определить величину максимального расчетного момента (по III теории прочности).
9. Вычислить диаметр вала d из условия прочности и округлить до ближайшего большего, соответственно равного 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 мм.

Задача 9
Стальной стержень длиной l сжимается центрально приложен¬ной силой P .
Требуется :
Определить допускаемую нагрузку, зная тип и размеры сечения. Коэффициент запаса устойчивости стержня {n}=3 .

Задача 10
Стойка представляет собой двутавр, нагруженный центрально приложенной силой Р.
Требуется:
Подобрать номер двутавра из условия устойчивости (расчет производить последовательным приближением, предварительно задав значение φ =0.5). Во всех схемах принять σ= 160МПа.

Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный университет
низкотемпературных и пищевых технологий
Кафедра деталей машин и
основ инженерного проектирования
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА
Часть II. Детали машин
Методические указания и контрольные задания по курсу для студентов специальностей
270200; 270700; 271000; 271100; 060800; 320700; 210200 факультета заочного обучения и экстерната
Санкт-Петербург
2003

Готовы следующие варианты:

Группа задач 01

Выполнены:

Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
Вариант 5
Вариант 6
Вариант 7
Вариант 8
Вариант 10, только задача 1

Задача 1
Рассчитать болты, которыми крепится стойка к фундаментной чугунной раме. Нагрузка статическая. Болты применять по ГОСТу.

Задача 2
Рассчитать коническую передачу редуктора и открытую цилиндрическую зубчатую передачу привода шаровой мельницы. Мощность на зубчатом колесе мельницы Р3, угловая скорость w3, передаточное число привода и даны в табл. Срок службы передачи 20000 ч.

Задача 3
Рассчитать плоскоременную передачу при условии, что мощность Р1, передаваемая ведущим шкивом, угловая скорость его w1 и передаточное число заданы в табл.
Пусковая и рабочая нагрузка колеблется в пределах 140-150% от номинальной. Недостающие данные принять самостоятельно.

Группа задач 02

Выполнены:

Вариант 1, только задачи 1 и 2
Вариант 2
Вариант 3
Вариант 4
Вариант 6
Вариант 7
Вариант 8, только задачи 1 и 2
Вариант 10

Задача 1
Рассчитать клеммовое болтовое соединение, обеспечивающее передачу крутящего момента с рычага в результате приложенной на его конце силы F на вал диаметром D по данным, где f - коэффициент трения.

Задача 2
Подобрать электродвигатель, разбить передаточное число по ступеням зацепления и рассчитать коническую зубчатую передачу редуктора на прочность при условии, что мощность Р3, передаваемая валом редуктора, и угловая скорость этого вала w3 заданы в табл.

Задача 3
Рассчитать клиноременную передачу по данным. Работа односменная, пусковая нагрузка 140% от номинальной.

Группа задач 03

Выполнены:

Вариант 3
Вариант 5, только задачи 1 и 2
Вариант 6
Вариант 9

Задача 1
Рассчитать болт клеммового соединения, посредством которого рычаг неподвижно закрепляется на валу (рис.7). Диаметр вала, сила, действующая на рычаг, радиус рычага и расстояние от оси болта до оси вала заданы в табл. 7.

Задача 2
Рассчитать зубчатые цилиндрические передачи двухступенчатого редуктора (рис.8). Мощность на ведомом валу редуктора, угловая скорость вращения ведомого вала и передаточное число редуктора даны в табл.8.

Задача 3
Рассчитать коническую фрикционную передачу с гладкими колесами (катками), показанную на рис.9. При решении определить силу нажатия колес, размеры конических колес, осевые усилия и радиальные давления на валы. Данные расчета приведены в табл.9.

Группа задач 04

Выполнены:

Вариант 1
Вариант 2
Вариант 4
Вариант 5
Вариант 7
Вариант 9

Задача 1
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. Недостающие данные принять самостоятельно.

Задача 2
Привод лебедки состоит из электродвигателя 1, двух муфт 2, 5, редуктора 3, тормоза 4. Подобрать электродвигатель, найти общее передаточное отношение и разбить его по ступеням зацепления; рассчитать на прочность и определить все размеры зубчатых колес цилиндрической тихоходной ступени редуктора по данным. Срок службы редуктора 30000 ч. Пусковая нагрузка 180% от номинальной. Недостающие данные принять самостоятельно.

Задача 3
Рассчитать клиноременную передачу. Мощность на ведущем валу Р1, угловая скорость w1 и угловая скорость w2 даны в табл.

Группа задач 05

Выполнены:

Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
Вариант 4
Вариант 5
Вариант 7, только задача 1
Вариант 9

Задача 1
Рассчитать болты, скрепляющие зубчатое колесо с барабаном лебедки. Расчет вести в двух вариантах: а) болты поставлены с зазором; б) болты поставлены без зазора. Грузоподъемность лебедки Q и диаметры D1 и D2 заданы в табл.

Задача 2
Привод к шнеку осуществляется от электродвигателя через соосный зубчатый редуктор и открытую коническую передачу. Определить общее передаточное число привода, разбить его по ступеням зацепления и определить все размеры зубчатых колес тихоходной цилиндрической ступени редуктора. Данные для расчета приведены в табл. 14.

Задача 3
Рассчитать клиноременную передачу. Мощность на ведущем валу Р1, угловые скорости шкивов w1 и w2 даны в табл.

Группа задач 06

Выполнены:

Вариант 1
Вариант 2, только задача 1
Вариант 3
Вариант 4
Вариант 5
Вариант 6
Вариант 7
Вариант 8
Вариант 9
Вариант 10

Задача 1
Определить диаметры фундаментных болтов, крепящих стойку к бетонному основанию (рис.16). Коэффициент трения основания стойки о бетон. Болты принять с метрической по ГОСТу. Данные для расчета приведены в табл.16.

Задача 2
Рассчитать открытую коническую зубчатую передачу привода подвесного конвейера (рис.17, табл.17). Нагрузка спокойная, постоянная.

Задача 3
Рассчитать передачу втулочно–роликовой цепью (рис.18). Мощность на ведомой звездочке, угловая скорость ее вращения и передаточное число передачи даны в табл. 18. Передача наклонена к горизонту под углом.

Группа задач 07

Выполнены:

Вариант 1
Вариант 2
Вариант 4
Вариант 6, только задача 1
Вариант 7
Вариант 9, только задачи 1 и 2
Вариант 10

Задача 1
Определить диаметр нарезной части вала дисковой пилы, которая удерживается между двумя шайбами посредством сил трения, возникающих при затяжке гайки на конце вала (рис.19). Пила преодолевает сопротивление резанию – силу. Данные для расчета приведены в табл.19

Задача 2
Привод к цепному транспортеру состоит из электродвигателя 1, упругой муфты 2, червячного редуктора 3 и цепной передачи 4 (рис.20). Подобрать электродвигатель, разбить общее передаточное число по ступеням привода и рассчитать червячную передачу. Окружное усилие на ведущей звездочке 5 транспорта, скорость цепи ленты и диаметр звездочки заданы в табл.20.
Срок службы червячного редуктора 22000 ч. Пусковая нагрузка 150% от номинальной.

Задача 3
По данным задачи 2 рассчитать передачу втулочно-роликовой цепью. Передача расположена горизонтально.

Группа задач 08

Выполнены:

Вариант 1
Вариант 3
Вариант 4, только задача 1
Вариант 5, только задача 3
Вариант 6
Вариант 7
Вариант 8
Вариант 9
Вариант 10

Задача 1
Определить диаметр резьбы шпильки станочного прихвата по данным табл.

Задача 2
Для привода электрической лебедки подобрать электродвигатель, разбить передаточное число по ступеням передач и рассчитать цилиндрическую передачу. Сила Q, действующая на канат, диаметр барабана D и угловая скорость барабана w заданы в табл.

Задача 3
По данным задачи 2 рассчитать клиноременную передачу. Исходные данные: мощность на ведущем валу Р = Ртр = 8,57 кВт; угловая скорость ведущего вала w1 = 76,6 рад/с; передаточное число u1 = 3,83; крутящий момент на ведущем валу Т1 = 127,8 Н∙м. Принимаем режим работы привода – двухсменный; характер нагрузки – спокойная.

Группа задач 09

Выполнены:

Вариант 1
Вариант 4
Вариант 5
Вариант 7
Вариант 8
Вариант 10, только задачи 1 и 2

Задача 1
Определить диаметр резьбы шпильки станочного прихвата (рис.24) по данным табл.24.

Задача 2
Для привода электрической лебедки (рис.25) подобрать электродвигатель, разбить передаточное число по ступеням передач и рассчитать цилиндрическую передачу. Сила, действующая на канат, диаметр барабана и угловая скорость барабана заданы в табл.25.

Задача 3
По данным задачи 2 рассчитать клиноременную передачу. Исходные данные: мощность на ведущем валу кВт; угловая скорость ведущего вала рад/с; передаточное число; крутящий момент на ведущем валу Н∙м. Принимаем режим работы привода – двухсменный; характер нагрузки – спокойная.

Группа задач 10

Выполнены:

Вариант 4
Вариант 7
Вариант 9
Вариант 10

Задача 1
Рассчитать болты, которыми прикреплен к кирпичной стене чугунный кронштейн с подпятником, по данным табл.

Задача 2
Привод к грузовой лебедке состоит из электродвигателя 1, двух муфт 2, 4 и червячного редуктора 3. Подобрать электродвигатель, определить параметры червячной передачи. Натяжение F каната, навиваемого на барабан 5, скорость каната v и диаметр барабана D заданы в табл.

Задача 3
Рассчитать плоскоременную передачу. Мощность на ведущем валу Р1, угловая скорость его вращения w1 и угловая скорость вращения ведомого шкива w2 даны в табл. Расстояние между центрами шкивов и режим работы задать.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УНИВЕРСИТЕТ ИТМО
Н.П. Деменчук
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА
СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
Санкт-Петербург
2015

Аналог методички 1668(2015)

Контрольная работа состоит из пяти задач.
Вариант выбирается по шести цифрам зачетной книжки (вариантов таким образом миллион, поэтому готовых заданий быть не может).
Стоимость выполнения одной задачи ... руб.
Стоимость выполнения всей контрольной работы ... руб.

Задача 1
Дано:
стальной ступенчатый стержень (Е= 2·10^5МПа) с площадями поперечных сечений F1 и F2 защемлен одним концом (второй конец стержня свободный), нагружен силами Р1, Р2 и Р3
Требуется:
1. Определить величину продольной силы N на каждом участке по длине стержня (пренебречь собственным весом стержня) и по-строить эпюру N.
2. Определить величины площадей F1 и F2 поперечных сечений стержня, приняв допускаемое напряжение [σ] = 160 МПа.
3. В указанном участке стержня взаимно перпендикулярными сечениями выделить элемент, по наклонным площадкам которого найти величины нормальных и касательных напряжений. Показать на чертеже выделенный элемент и векторы найденных напряжений.
4. Определить перемещение точки приложения силы Р1.

Задача 2
Дано:
стальной вал круглого сечения скручивается заданными моментами М1, М2, М3, которые уравновешиваются моментом в заделке, либо моментом Мв зависимости от схемы.
Требуется:
1. Определить величину крутящего момента на каждом участке стержня и построить его эпюру.
2. Определить диаметр вала из условия прочности.
3. Построить эпюру углов закручивания.
4. Найти наибольший относительный угол закручивания (на 1 м длины).

Задача 3
Дано:
схемы двух балок. Исходные данные приведены в таблице.
Требуется:
1. Написать уравнения поперечной силы и изгибающего момента в общем виде для каждого участка балок и построить их эпюры.
2. Для схемы а) определить размеры поперечного сечения круглой деревянной балки из условия прочности по нормальным напряжениям при [σ] = 10 МПа.
3. Для схемы в) определить размеры поперечного сечения стальной двутавровой балки из условия прочности по нормальным напряжениям при [σ] = 160 МПа.

Задача 4
Дано:
вал редуктора передает мощность N при вращении с постоянной угловой скоростью ω (рис. 4). Колесо 1 – ведущее, 2 и 3 – ведомые. Для всех колес радиальная сила R = 0,364Р. Данные взять из таблицы.
Требуется:
определить диаметр поперечного сечения вала по энергетической теории прочности, приняв [σ] = 160 МПа.

Задача 5
Дано:
стальной стержень длиной l сжимается центрально приложенной силой P.Форма и размеры сечения определяются рис. 5 и табл. 5. Коэффициент запаса устойчивости стержня nу=3; Е = 2·10^5МПа.
Требуется:
определить допускаемую нагрузку на стержень.