Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

kursovaya (2)

.docx
Скачиваний:
34
Добавлен:
24.03.2015
Размер:
263.81 Кб
Скачать

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МАТИ» - Российский государственный технологический университет имени К.Э.Циолковского.

Курсовая работа

по

Сопротивлению материалов.

Тема:

Расчеты на прочность и жесткость при простейших видах деформации.

Вариант 105.

Выполнил: Недрогайлов С.П.

Группа: 3ПСУ-2ДБ-228

Преподаватель: Болотников Б.И.

Задача 1.

Расчеты на прочность и жесткость ступенчатого стержня при растяжении-сжатии.

Дано:

m=0,5

Сталь 50

Решение:

1. Определяем реактивную силу:

==-10+40+20=50кН

2. Для стержня строим эпюру продольных усилий, возникающих в поперечных сечениях:

==-10=-10кН

==-10+40=30кН

==-10+40+20=50кН

3.Рассчитываем диаметры сечений из условий прочности:

; ; ;

а) Вычисляем , с условием, что меняется продольное усилие:

б) Вычисляем :

в) Вычисляем :

г) Вычисляем из условия что меняется площадь сечения:

4. Определяем нормальные напряжения по длине стержня:

; ;

а)

б)

в)

г)

д)

е)

5) Рассчитываем величины осевых перемещений поперечных сечений:

a)

б)

в)

г)

д)

е)

6. Вычисляем толщину и диаметр головки болта.

а) Определяем диаметр:

;

; ;

б) Вычисляем толщину:

Задача 2.

  1. Для гладкого вала вращающегося с заданной скоростью ω из условия прочности по заданным значениям нагрузочных моментов (Мi) определить определить рациональное расположение ведущего шкива приводного двигателя и передаваемую им мощность (Nвед), а также построить эпюру крутящих моментов, возникающих в поперечных сечениях вала.

Дано:

М1=1000 Нм, М2=700 Нм, М3=1600 Нм, М4=700 Нм, М5=1800 Нм

l1=40 см, l2=25см, l3=45 см, l4=35 см, ω=145 1/сек, D/d=1,5, К=4

Найти: Nвед, d, dк, Dк, dб

Для нахождения рационального положения ведущего шкива приводного двигателя найдем величину ведущего момента, который будет равен сумме всех моментов, возникающих в поперечных сечениях вала:

М=М12345=1000+700+1600+700+1800=5800 Нм.

N=V*Q= ω*r*Q= *r*ω= ωM=5800145=841 кДж

Расположу Мвед между М2 и М3, так как М12=1700, а М345=4100,

и l2 = 10+15

  1. Подобрать из условия прочности по допускаемым напряжениям диаметр сплошного вала, если [τ]=80 Мпа.

d=

Примем значение d=64 мм

  1. Построить эпюру угловых перемещений по длине вала относительно левого кольцевого сечения.

  1. Подобрать, исходя из условия прочности по допускаемым напряжениям, поперечные размеры гладкого вала кольцевого сечения с ориентировочным соотношением диаметров D/d=1,5.

Исходя из прочности τmax<[τ]

τmax

D=мм

Примем значение D=69 мм

  1. Построить эпюры распределения касательных напряжений по радиусам в опасных сечениях сплошного и кольцевого валов.

Круглое сечение:

Τmax=

Кольцевое сечение:

τmax=

τmin=

  1. Для фланцевого соединения на опасном участке определить диаметр стальных болтов из условия прочности на срез, если [τ]=100 Мпа.

[τ]=100 Мпа, k=4, Dб=3*d=0,186, d = 0,062, Мкр=3100

Мкр=

T=

dб

dб=0,008 м

dб=8 мм

Задача 3.

Для прямолинейных балок построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, возникающих в поперечных сечениях.

Дано: M=36, P=40, q=40, l=1.5, m=0.5, k=1.1, p=0.8

  1. Для балки 1:

В данной консольной балке нет необходимости определять опорные реакции, так как эпюры можно строить начиная с левого конца балки.

Строим эпюру Qx

Q(x1)=q(x1-0)=qx1

Q(0)=0

Q(0,8)=400,8/1.1=29 кН

Q(x­­2)=P+q(x2-0)=P+qx2

Q(0,8)=29+40=69 кН

Q(x3)= P+q(x2)+q(x3-x2)

Q(x3)=69+40*0.3/1.1=80 кН

Q(x4)=qx3+P

Q(x4)=40*1.1+40=84 кН

Строим эпюру Mx

M(0)=0

M(x1) =

M(0,8)==12.8 kHм

М(x2)=P(1-0,8)+

M(1.0)=

М(x2)=P(1-0,8)++M

M(1.0)=

M(1,1)=40*(1.1-0.8)

М(1,5)=40*((1,5-1.1)+)+

  1. Для балки 2:

Fq=40*1.1=44

∑MA = - Fq1 * 0.95 + Fq2 * 2.05 - P1 * 2.6 - RB * 3 + М1 = 0,

RB = (-Fq * 0.95 + Fq * 2.05 - P1 * 2.6 + М1) / + 3 =

= (-44 * 0.95 + 44 * 2.05 - 40 * 2.6 + 36) / + 3 = -6.533 кН.

∑MB = Fq * 2.05 - Fq * 0.95 + P1 * 0.4 + RA * 3 + М1 = 0,

RA = (Fq * 2.05 - Fq * 0.95 + P1 * 0.4 + М1) / - 3 =

= (44 * 2.05 - 44 * 0.95 + 40 * 0.4 + 36) / - 3 = -33.467 кН.

Строим эпюру Qx

Q(0-0.4) = - RA = - 33.467 = -33.467 кН

Q(1.5) = - RA + Fq1 = - 33.467 + 44 = 10.533 кН

Q(2.6) = - RA + Fq1 – Fq2 = - 33.467 + 44 – 44 = -33.467 кН

Q(2.6) = - RA + Fq1 - Fq2 + P1 = - 33.467 + 44 - 44 + 40 = 6.533 кН

Эпюра Qx пересекает нулевую линию, определим расстояние от точки 2 до точки пересечения нулевой линии:

x0 = 1.1 * 33.467 / ( 33.467 + 10.533 ) = 0.84 м.

Эпюра Qx пересекает нулевую линию, определим расстояние от точки 3 до точки пересечения нулевой линии:

x1 = 1.1 * 10.533 / ( 10.533 + 33.467 ) = 0.26 м.

7. Строим эпюру Mx.

M (0) = + M1 = + 36 = 36.000

M (0.4) = - RA * 0.4 + M1 = - 33.467 * 0.4 + 36 = 22.613

M (1.5) = - RA * 1.5 + M1 + Fq1 * 0.55 = - 33.467 * 1.5 + 36 + 44 * 0.55 = 10.000

M (2.6) = - RA * 2.6 + M1 + Fq1 * 1.65 - Fq2 * 0.55 = - 33.467 * 2.6 + 36 + 44 * 1.65 - 44 * 0.55 = -2.614

M (3) = - RA * 3 + M1 + Fq1 * 2.05 - Fq2 * 0.95 + P1 * 0.4 = - 33.467 * 3 + 36 + 44 * 2.05 - 44 * 0.95 + 40 * 0.4 = 0

Таким образом, M max = 36.00

Пункт 2

[σ]=160 MПа

σmax = ≤ [σ] Mmax=36.00 кНм

Wx≥ = 225 cм3

Принимаем двутавр №22

Wx=232 Ix=2550 Sx=131

B=11cм h=22 cм d=0.54 cм t=0.87cм

σmax= = 155.2 МПа

σ=

σ==143 МПа

Подобранное сечение проверяем на прочность по касательным напряжениям. [τ]=(0.5:0,6)[σ]

τmax= ≤[τ] Qmax=33.5 МПа

[τ]=0.5*[σ]=80 МПа

τmax=33.5*131/(2550*0.54) = 31.9 < [τ] – условие выполняется.

Τ = = 25.7 МПа

  1. Для балки 3:

Ra=

Rb= kH

Эпюра “Q”:

Участок 1:

Q(x)=Ra-qx

Q=-12.5 kH

Q=-12.5+40

Q=7.5+P=7.5+40=47.5 kH

Q=47.5-55.5=-8

Эпюра “M”

M(x) =Rb

М(0) =0

M=-12.5

M=-12.5

M(x)=Ra-q

M=37.25м

М(x)=Ra(0.7+x)+q

M(0,2)=12.5(0.7+0,8)+40

  1. Для балки 4:

R=36/1.5=24 кН

Эпюра М

М1=24*0.5=12

М2=12-36=-24

М3=-24+24*1=0

М4=0+24*1.5=36

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]