Раздел «Кинематика, динамика» — КиберПедия 

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...

Раздел «Кинематика, динамика»

2018-01-29 291
Раздел «Кинематика, динамика» 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Техническая механика

 

Методические указания и контрольные задания для

студентов заочного отделения

Специальностей

21.02.01 (131018) Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых

Месторождений

21.02.02 (131003) Бурение нефтяных и газовых скважин

2014 г.

 

Введение

 

 

Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников по специальностям 130003 «Бурение нефтяных и газовых скважин» и 131018 «Разработка нефтяных и газовых месторождений» разработаны в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта СПО, утвержденного 16 мая 2002 года (регистрационный № 04-1701-Ь).

Программа учебной дисциплины «Техническая механика» предусматривает изучение общих законов движения и равновесия материальных тел, основ расчета элементов конструкций на прочность, жесткость, усталость и устойчивость.

Учебная дисциплина «Техническая механика» является общепрофессиональной (011Д.02), устанавливающей базовые знания для освоения специальных дисциплин.

При изучении учебного материала необходимо соблюдать единство терминологии и обозначений в соответствии с действующими стандартами, применять обозначения Международной системы единиц измерений (СИ).

Форма проведения учебных занятий выбирается преподавателем, исходя из дидактической цели, содержания материала и степени подготовки студентов. В данном случае это дистанционное обучение.

Для лучшего усвоения учебного материала его изучение необходимо проводить с применением технических средств обучения.

Изучение теоретического материала по темам следует закрепить решением задач.

 

В результате изучения дисциплины студент должен:

- выполнить 8 практических работ;

- выполнить 2 домашние контрольные работы;

- ответить на вопросы тестовых заданий.

По итогам проверки выполненной работы, преподаватель выставляет оценку в зачетную книжку.

Задание

1. Настоящее издание содержит полный набор задач различного типа по всем основным темам всех разделов предмета.

2. Каждое конкретное задание высылается студенту-заочнику

С целью обеспечения краткости введена маркировка заданий, типа и номера всех задач (см. шапку вариантной табл. 1). Сообщение, к примеру, может иметь вид:

Срок........ Контрольная работа 1: задания типов Cl, C2, СЗ, С4, КД1,СМ1, СМ2

Срок......... Контрольная работа 2: задания типов, CM3 СМ4, СМ5,

ДМ1, ДМ2 ДМЗ, ДМ4, ДМ5.

З. Для облегчения принятия решения о выборе нужных типов задач приводим их краткую характеристику:

Раздел «Статика»

Тип С1- определение реакций двух стержней кронштейна, Тип С2- определение реакций опор шарнира и стержня балки, Тип СЗ- определение реакций шарнирных опор балки, Тип С4- определение координаты плоской сложной фигуры

 

Раздел «Кинематика, динамика»

Тип КД1-определение мощности двигателя барабана лебедки при переменной скорости (задано уравнение вращения барабана)

 

Раздел «Сопротивление материалов»

Тип СМ1 -подбор сечения бруса при растяжении-сжатии (круг, квадрат) Тип СМ2-подбор сечения заданного бруса при кручении Тип СМЗ -подбор сечения консольной балки (двутавр, прямоугольник) Тип СМ4-подбор сечения двухопорной балки: (двутавр, прямоугольник) Тип CM5-подбор сечения заделанного бруса при изгибе с кручением

 

Раздел «Детали машин»

Тип ДМ1- определить из условия прочности на срез и смятие диаметр болтового соединения.

Тип ДМ2- по исходным данным составить двухступенчатый механизм передачи вращательного движения в приводе лебедки или транспортера, найти передаточное число и при заданных КПД, мощности и частоте вращения вала двигателя определить силу тяги и скорость троса лебедки или ленты транспортера.

Тип ДМЗ -по заданному диаметру вала выбрать призматическую шпонку и проверить по условию прочности на срез и смятие.

Тип ДМ4- по заданному диаметру вала выбрать радиальный подшипник и определить его долговечность.

Тип ДМ5- определить основные геометрические размеры звеньев прямозубой цилиндрической ила червячной передачи при заданном межосевом расстоянии.

ВЫБОР ТИПА И НОМЕРА ЗАДАЧ

ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Сообщение о типах подлежащих выполнению задач, их группировке в контрольные работы и сроках их выполнения студент получает от учебного заведения. Маркировка задачи содержит ее номер и индекс раздела к которому она относится. Например С2- вторая задача по разделу «Статика»; СМ5- пятая задача по разделу «Сопротивление материалов»; КД1- первая задача по разделу «Кинематика, Динамика»; ДМ2- вторая задача по разделу «Детали машин».

В табл.1 приведены номера задач каждого типа, соответствующие № варианта контрольного задания. Вариант определяется по двум последним цифрам шифра «номера личного дела» студента. Например шифру 485 соответствует вариант 85. шифру 1003 -вариант 03, шифру 200- вариант 00 и т.д. Если шифр однозначный то.перед номером дописывается цифра 0.. Например, шифру 7 соответствует вариант 07.

 

2.Выполнению контрольной работы должно предшествовать изучение учебного материала по учебникам и самостоятельное тренировочное решение возможно большего числа задач из задачников.

Таблица 1

 

 

№ вари- анта Номера и типы задач
  Контрольная работа 1 Контрольная работа 2

 

  С1 С2 С3 С4 КД1 СМ1 СМ2 СМ3 СМ4 СМ5 ДМ1 ДМ2 ДМ3 ДМ4 ДМ5
  1 11 22 31 41 56 68                
  2 12 23 32 46 53 64                
  3 13 21 33 42 58 67                
  4 14 24 34 47 55 65                
  5 15 27 35 43 59 62                
  6 16 25 36 48 57 69                
  7 17 26 37 44 51 63                
  8 18 29 38 49 60 70                
  9 19 28 39 45 52 61                
  10 20 30 40 50 57 66                
  10 11 21 32 44 54 63                
  9 12 23 33 41 56 68                
  8 13 22 34 46 53 64                
  7 14 23 31 42 58 67                
  6 15 21 32 47 55 65                
  5 16 24 33 43 59 62                
  4 17 27 34 48 57 69                
  3 18 25 35 44 51 63                
  2 19 26 36 49 60 70                
  1 20 29 37 45 52 61                
  5 13 28 38 50 57 66                
  4 17 30 39 45 54 64                
  3 19 22 40 41 56 68                
  2 11 24 35 46 53 64                
  1 12 22 31 42 58 67                
  6 13 23 32 47 55 65                
  7 14 21 33 43 59 62                
  8 15 24 34 48 57 69                
  9 16 27 35 44 51 63                
  10 17 25 36 49 60 70                
  9 18 26 37 45 52 61                
  7 19 29 38 50 57 66                
  5 20 28 39 46 54 67                
  3 19 30 40 41 52 68                
  1 12 25 31 46 56 64                
  4 11 26 36 42 53 67                
  10 14 22 31 47 58 65                
  9 17 23 32 43 55 62                
  8 16 21 33 48 59 69                
  7 15 24 34 44 57 63                
  6 11 27 35 49 51 70                
  5 12 25 36 45 60 61                
  4 13 26 37 50 52 66                
  3 14 29 38 47 57 68                
  2 15 28 39 41 54 64                
  1 16 30 40 46 56 67                
  6 17 27 39 42 53 65                
  8 18 28 37 47 58 62                
  9 19 21 33 43 55 69                
  2 20 22 34 48 59 63                
  4 14 23 38 44 57 70                
  5 12 29 40 49 51 61                
  7 16 30 32 45 60 66                
  1 17 26 40 50 52 70                
  2 18 29 31 46 57 61                
  3 19 28 36 42 54 66                
  4 20 30 31 47 57 67                
  5 14 25 32 43 54 68                
  6 12 26 33 48 52 64                
  7 16 22 34 44 56 67                
  8 11 23 35 49 53 65                
  9 12 21 36 45 58 62                
  10 13 24 37 50 55 69                
  10 14 27 38 47 59 63                
  9 15 25 39 41 57 70                
  8 16 26 40 46 51 61                
  7 17 29 31 42 60 66                
  6 18 28 36 47 52 68                
  5 19 26 31 43 57 64                
  4 20 29 32 48 54 70                
  3 11 28 33 44 56 61                
  2 12 30 34 49 53 66                
  1 13 25 35 45 58 67                
  5 14 26 36 50 55 68                
  4 15 22 37 46 59 64                
  3 16 23 38 42 57 67                
  2 17 21 39 47 51 65                
  1 18 24 34 43 60 62                
  6 19 27 35 48 52 69                
  7 20 25 36 44 57 63                
  8 13 26 37 49 54 70                
  9 17 29 38 45 57 61                
  10 19 28 39 50 54 66                
  9 11 30 40 47 52 68                
  7 12 21 31 41 56 64                
  5 13 23 36 46 53 70                
  3 14 22 31 42 58 61                
  1 15 23 32 47 55 66                
  4 16 21 33 43 59 67                
  10 17 24 34 48 57 68                
  9 18 27 35 44 51 64                
  8 19 25 36 49 60 67                
  7 20 26 37 45 52 65                
  6 19 29 38 50 57 62                
  5 12 28 39 46 54 69                
  4 11 30 40 42 56 63 71              
  3 14 22 31 47 53 70 74              
  2 17 24 36 43 58 61 79              
  7 16 22 31 48 55 66 73              
  8 15 23 32 44 59 68 80              

 

 

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ И ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

1.Каждая контрольная работа выполняется в отдельной тетради. На обложке разборчиво пишется: наименование учебного заведения, наименование учебного предмета, номер контрольной работы, номер варианта, фамилия и инициалы студента, его шифр и учебная группа.

Например:

Техническая механика

Контрольная работа № 1

Вариант 85 Шифр 985

Студент группы 3-89

Петров С.Н.

Домашний адрес

2. Каждая задачу начинают на развороте страницы На странице оставляют поля не менее 40 мм; а в конце работы -не менее одной чистой страницы для рецензии и не менее двух для возможной работы над ошибками.

3. Решение задачи следует делить на пункты:

4. Если в рецензии на зачтенную работу содержатся указания на доработку материала, ее выполняют после рецензии под заголовком «работа над ошибками». Не зачтенная работа выполняется заново иливысылается в учебное заведение для повторного рецензирования.

5.3ачтенная работа с выполненной при необходимости работы над ошибками является необходимым условием допуска студента к экзамену или тестированию.

б.Контрольная работа, выполненная не по своему варианту или не в полном объеме, а так же неразборчиво, без рисунков или обозначения на них, без доведения до числовых ответов к рецензии не принимается и возвращается без проверки.

7. Задачи могут быть высланы в учебное заведение в электронном виде на электронную почту преподавателя. Координаты преподавателя указывает учебное заведение.

 

ЗАДАЧИ ПО РАЗДЕЛУ «СТАТИКА»

Контрольная работа 1

За дачи 1.....10. (рис.1, табл. 2). Кронштейн, состоящий из стержней 1 и 2 нагружен силами F1 и F2. Определить реакции обоих стержней.

Задачи 11.....20. ( рис.1., табл.3). Горизонтальная балка, нагруженная силой F и парой с моментом М, удерживается в равновесии стержнем я шарнирно-неподвижной опорой. Определить реакции стержня и опоры.

Задачи 21.....30. (рис 1, табл.4). Определить реакции шарнирно-подвижной и шарнирно-неподвижной опор балки, нагруженной силой F и парой с моментом М.

Задачи 31.....40. (рис.2, табл.5). Для заданной тонкой однородной пластины определить положение центра тяжести.

В пластине вырезано отверстие диаметром d.

Таблица2

Таблица 3

 

 

Таблица 4

Таблица 5

 

№ задачи                    
а, см                    
b,см                    
c,см                    
d,см                    
L,см                    
h,см                    

 

Рис.1

Рис.2

Контрольная работа 1

 

Контрольная работа 1

Задачи 51.....60. (рис.4, табл 7). Для заданного бруса построить эпюру продольных сил и для опасного сечения определить его размеры в двух вариантах: а) круг диаметром d 6) квадрат со стороной а. Принять [ σ ] =1бО МПа.

 

Задачи 61.....70. (рис.4, табл. 8). Для заданного бруса построить эпюру крутящих моментов и для опасного сечения определить размер круглого сечения диаметром d. Принять [ т ]=100 МПа.

Контрольная работа 2

Задачи 71.....80 (рис.4, табл.9) Для заданной консольной балки построить эпюру изгибающая моментов и для опасного сечения определить это размеры в двух вариантах: а) двутавр; б) прямоугольник с отношением высоты и ширины h /Ь =2. Принять [ т ] =1бО МПа.

 

Задачи 81....90 (рис.5, табл.10). Для заданной двухопорной балки определить реакции опор, построить.эпюру изгибающих моментов и для опасного сечения определить его размеры в двух вариантах: а) двутавр; б) прямоугольник с отношением высоты к ширине h / Ь =3. Принять [σ ]=1бО МПа.

 

Задачи 91.....100 (рис.5, табл. 11). Для заданного консольного бруса круглого поперечного сечения построить эпюры крутящего и изгибающего моментов и для опасного сечения определить размер диаметра d. Принять[ σ ] =160 МПа. Указание: момент М1действует в продольной плоскости бруса, а момент М2- в поперечной.

 

Таблица 7

 

Таблица 8

 

Таблица 9

 

Таблица10

 

Таблица 11

 

Рисунок 5

 

 

РАЗДЕЛ «ДЕТАЛИ МАШИН»

Контрольная работа 2

К задачам 101...110. Для определения диаметра болта поставленного без зазора необходимо воспользоваться уравнениями сопротивления материалов;

где F-сила действующая на соединение, Н; А см2- площадь смятия,

т cp=F/Acp ≤ [тср]

 

К задачам 111... 120 Для самостоятельно составленного двухступенчатого механизма определить передаточное число и скорость движения ленты транспортера (или троса лебедки) V= nбapd6ap / 60. Далее при заданной Рдв, находят Рл или Ртр (мощность лебедки или транспортера) и с помощью Pj=Fa*V.a определяют силу тяги ленты Fа

 

К задачам 121... 130. Подбор и проверку призматической шпонки со скругленными торцами для соединения вала с колесом производят следующим образом. Для заданного диаметра вала d в месте посадки колеса по табл. 14, где даны основные размеры (мм) призматических шпонок выбирают сечение шпонки h и b, а также глубину паза t,. Длину шпонки Lш принимают на 5.....8 мм меньше длины ступицы Lст колеса. Выбранную шпонку проверяют на смятие и срез по формулам:

σсм =2M/d(h-tl) Lр ≤ [σсм ]

Где М - передаваемый момент, Нмм; d- диаметр вала в месте расположения шпонки, мм; Lр - расчетная длина шпонки, мм; при скругленных торцах шпонки Lр = Lш - b, [О"см] -допускаемое напряжение смятия. тcp=2.M/ dbLш =[тcp] где Ь- ширина шпонки, мм; [тср]- допускаемое напряжение среза.

 

К задачам 131...140. Расчетная долговечность подшипника Lb при частоте вращения вала п определяется по его динамической грузоподъемности С, указанной в таблицах, и по величине эквивалентной нагрузки Pэкв по формуле:

Lh=10V60n<(C/Pэкв)3

Величины С и Рэкв должны быть подставлены в формулу в одних и тек же единицах

Эквивалентную динамическую нагрузку при вращении наружного кольца и температуре меньше 100" С определяют по формуле:

Рэкв =(ХFr+ YFa)Kб

где Fr-радиальная нагрузка; Fa- осевая нагрузка; Х- коэффициент радиальной нагрузки; Y-коэффициент осевой нагрузки; Kб - коэффициент безопасности (принимают Кб=1,3)

Примечание: коэффициенты X и Y зависят от отношении осевой нагрузки подшипника к радиальной и значения вспомогательного коэффициента е (принижается по таблице).

 

К задачам 141...150. В этих задачах рассматривается так называемый геометрический расчет передачи т.е. определение всех размеров звеньев по заданному передаточному числу и известному из расчета на прочность главному параметру передачи - межосевому расстоянию а. Формулы для определения основных геометрических размеров приводятся в учебной литературе. Для задач 141...145 основной является формула a=mZl(u + 1)/ 2, откуда при известных a, m и и находят Z1; для задач 146... 150 -формула a=m(Z2+q}/2, откуда при известных a, q и Z2= Zl u находят m, (q- коэффициент диаметра червяка, m -модуль).

 

З АДАЧИ ПО РАЗДЕЛУ«ДЕТАЛИ МАШИН»

 

Задачи 101...110 (рис. б табл. 12). Определить диаметр болта, поставленного без

зазора из условий прочности на смятие и срез н подобрать болт с метрической резьбой из таблицы, если [σсм]=120МПа, [тcp] =25МПа, h = 10 мм а также начертить эскиз соединения.

 

Задачи 111...120 (рис.7 табл. 13). По данным табл. и рис. для своей задачи составить и вычертить кинематическую схему технологической машины с приводом. В привод входит двигатель и двухступенчатый механизм передачи вращательного движения. Для каждой ступени параметры ее звеньев даны в табл. двумя строками: верхняя строка -для ведущего {входного) звена, нижняя строка- для ведомого (выходного). Электродвигатель мощностью Рдв с частотой вращения вала пдв. Задан общий КПД привода. Диаметр барабана лебедки или транспортера- dбap Определить, скорость движения V и тяговую силу F на тросе лебедки или ленте транспортера.

 

Задачи 121….130 (рис. 8 табл. 14). По заданному диаметру вала подобрать призматическую шпонку и проверить ее на прочность из условий на срез и смятие, сделать вывод по расчетам. [σсм]=МПа, [тcp]=25МПа, а также начертить эскиз соединения.

 

Задачи 131..140 (табл. 15) Подобрать подшипник по заданному диаметру вала и определить его долговечность, если п = 1000 об/ мин

 

Задачи 141... 145 (табл.1б). Задана цилиндрическая прямозубая передача с частотой вращения ведущего и ведомого колес соответственно n1 и n2, межосевым расстоянием а, модулем m и коэффициентом ширины колес Ка. Требуется: а) вычертить кинематическую схему передачи (с указанием ее звеньев); б) определить основные геометрические размеры обоих колес Z1, Z2, р, b, ha, hf, d2, dl, dal, df I, df2 da2, (полные названия определяемых величин указывать обязательно).

Задача 146... 150 {табд.16). Задана червячная передача с частотой вращения червяка и червячного колеса соответственно n1 и n2, межосевым расстоянием а, числом заходов (витков) червяка Z1 и коэффициентом диаметра червяка q. Требуется: а) вычертить кинематическую схему передачи (с указанием ее звеньев); б) определить основные геометрические размеры червяка и колеса- Z1, Z2, р, b, ha, hf, d2, dl, dal, df I, df2 da2, (полные названия величия указывать обязательно).

Таблица 12

 

Таблица 13

 

Таблица 14

 

 

Таблица 15

 

Таблица 16

 

Рис. 6

 

Рис. 7

 

Рис 8


Приложение 1

 

Методические указания

Пример 1

Определить реакции стержней, удерживающих грузы F1=70кН и F2 = 100кН (рис. 1, а). Массой стержней пренебречь.

Решение:

1 Рассматриваем равновесие шарнира В (рис. 1, а).

2. Освобождаем шарнир В от связей и изображаем действующие на него активные силы и реакции связей (рис. 1,б).

3. Выбираем систему координат и составляем уравнения равновесия для системы

сил. действующих на шарнир В.

= -R1 cos 450 + F2 cos 300 =0 (1)

= R1sin 45° + R 2 + F 2sin 300 F 1 = 0 (2)

4. Определяем реакции стержней R1и R 2 решая уравнения (1). (2). Из уравнения (1):

R1 = F2 cos 300 / cos 450 =100·0.866/0,707 = 126,6 кН

Подставляем найденное значение в уравнение (2) и получаем

R2 = F1 – F 2 sin 300 – R1 sin 450 = 70-100· 0.5-122,6 · 0.707 = - 66,6 кН

Знак минус перед значением R2 указывает на то, что в действительности, реакция направлена в противоположную сторону.

 

Рисунок 1

 

Пара сил.

Две равные и параллельные силы, направленные в противоположные стороны и не лежащие на одной прямой, называются парой сил. Пара сил имеет очень большое знач


Поделиться с друзьями:

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.226 с.