Задачи №№ 41-50

Выполнить геометрический расчет передачи редуктора. Тип передачи (червячная, цилиндрическая прямо- или косозубая)и ее передаточное число u взять из предыдущей задачи, а межосевое расстояние а_w - из таблицы 14. При расчете цилиндрических пе­редач принять следующие значения относительной ширины коле­са ψ= 0,4 для прямозубой передачи и ψ=0,5 для косозубой.

Таблица 14

Номер задачи	aW мм
41	112
42	100
43	112
44	140
45	100
46	125
47	90
48	160
49	180
50	90

Методические указания по выполнению контрольной работы № 2

В данной контрольной работе две задачи №№1-20 относятся к разделу «Сопротивление материалов» и 3 задачи №№21-50 к разделу «Детали машин»

Раздел «Сопротивление материалов»

Основная задача науки "Сопротивление материалов" - оцен­ка прочности, жесткости и устойчивости элементов конструкций. Элемент считается достаточно прочным, если максимальные рас­четные напряжения в опасном сечении меньше предельных на­пряжений в определенное число раз.

Число, показывающее, во сколько раз максимальные расчет­ные напряжения меньше предельных для материала рассчитывае­мой детали, называется коэффициентом запаса прочности детали или просто запасом прочности и обозначается n. Деталь прочная в том случае, если запас прочности не меньше требуемого (норма­тивного) запаса, который обозначается [n]. Он зависит от ответст­венности детали, срока службы, точности расчета и других факто­ров. Таким образом, условие прочности записывается в таком ви­де: n [n]. Часто условие прочности записывают через допускае­мые напряжения [σ]. Допускаемыми напряжениями называются максимальные значения напряжений, которые можно допустить при работе конструкции. При этом будет гарантироваться прочность детали:

Условие прочности через допускаемые напряжения имеет вид

σ_пред [σ] . Незначительное превышение расчетных напряже­ний - в пределах 5% считается неопасным.

В расчетах на жесткость определяют максимальные переме­щения, соответствующие данному виду нагружения, и сравнива­ют с допускаемым значением перемещения. Жесткость элемента считается обеспеченной, если максимальное перемещение не пре­вышает допускаемого.

Под устойчивостью детали понимается способность детали сохранять первоначальную форму равновесия при действии за­данных нагрузок.

В зависимости от постановки задачи, ее исходных данных существуют три вида расчетов на прочность, жесткость и устой­чивость: проверочный, проектный и определение допускаемой нагрузки.

Определяя из условия прочности и жесткости необходимые размеры рассчитываемой детали, можно получить два значения размера. В качестве окончательного следует выбрать больший. Независимо от вида деформации расчет на прочность можно схе­матично представить в виде следующих этапов:

1. Отыскивается опасное сечение рассчитываемого элемента. Для чего с помощью метода сечений строят эпюры внутренних силовых факторов, соответствующих данному виду нагружения.

2. Зная закон распределения напряжений по площади попе­речного сечения при данном виде нагружения, определяют на­пряжения в опасной точке.

3. Для опасной точки записывают условие прочности, а затем в зависимости от исходных данных задачи производят один из указанных выше расчетов на прочность.

Приступая к выполнению контрольной работы № 2, необхо­димо понимать, что внутри любого материала имеются внутрен­ние межатомные силы, наличие которых определяет способность тела воспринимать действующие на него внешние силы, сопро­тивляться разрушению, изменению формы и размеров.

Приложение к телу внешней нагрузки вызывает изменение внутренних сил, т.е. появление дополнительных внутренних сил. В сопротивлении материалов изучают дополнительные внутрен­ние силы, поэтому под внутренними силами понимают силы взаимодействия между отдельными элементами, возникающие под действием внешних сил.

Это понятие равносильно допущению об отсутствии в теле внутренних сил до приложения к нему внешних нагрузок.

Следует напомнить, что в число внешних сил входят как за­данные активные силы, так и реакции связей.

Внутренние силы определяют при помощи метода сечений.

Легко запомнить все пункты метода сечений, если записать их словом "РОЗУ" (рисунок 24).

Каждая буква этого слова означает содержание определен­ной операции этого метода:

- Р - разрезаем тело плоскостью на две части;

- О - отбрасываем одну часть;

- 3 - заменяем действие отброшенной части внутренними си­лами;

-У- уравновешиваем оставшуюся часть и из уравнений рав­новесия определяем внутренние силы.

В общем случае нагружения тела внутренние силы, возни­кающие в поперечном сечении нагруженного бруса, могут быть заменены их статическими эквивалентами - главным вектором и главным моментом. Если последние разложить по осям коорди­нат, то получим шесть составляющих с общим названием "внут­ренние силовые факторы":

N – продольная сила

Q – поперечная сила

М_и – изгибающий момент

Т – крутящий момент

Каждому из внутренних усилии соответствует определенный вид деформации бруса.

Продольной силе N - соответствует растяжение или сжатие, поперечной силе Q - сдвиг, моменту Т_к - кручение, моменту М_и -изгиб. Различные их сочетания представляют собой случаи слож­ного сопротивления.

Ось Z – продольная ось,

Оси X,Y – поперечные оси

Рисунок 24

Внутренние силы, распределенные по поверхности, характе­ризуются их интенсивностью.

Интенсивность поперечных сил в рассматриваемой точке се­чения называется касательными напряжениями и обозначается τ (тау), а интенсивность нормальных сил - нормальными напряже­ниями и обозначается σ (сигма).

Нормальные и касательные напряжения являются состав­ляющими полных напряжений

Нормальные напряжения в данной точке по определенному сечению характеризует интенсивность сил отрыва или сжатия, расположенных по обе стороны этого сечения.

Касательные напряжения - интенсивность сил, сдвигающих эти частицы в плоскости рассматриваемого сечения.

При практических расчетах, связанных с определением на­пряжений в сечениях бруса вместо единицы напряжений напряжения имеют размерность .