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

Афанасьева_Сб задач по ТМ для СТ

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
3.15 Mб
Скачать

41

42

y

D C

90 M A

O

45

x

 

 

P

B

 

45

 

43

Общее уравнение динамики

Задача Д. 8. Применение общего уравнения динамики к исследованию движения механической системы с одной степенью свободы.

Для заданной механической системы определить ускорения грузов и натяжения в ветвях нитей, к которым прикреплены грузы. Массами нитей пренебречь. Трение качения и силы сопротивления в подшипниках не учитывать. Система движется из состояния покоя.

Варианты механических систем показаны на рис., см. стр. 46, 47, 48, а необходимые для решения данные приведены в таблицеД8 ,

см.на стр.44, 45.

Блоки и катки, для которых радиусы инерции в таблице Д8 не указаны, считать сплошными однородными цилиндрам

Примечание к таблице Д8:

1.Радиусы инерции даны относительно центральных осей, перпендикулярных плоскости чертежа.

2.Коэффициент трения принимать одинаковым как при скольжении тела по плоскости, так и при торможении колодкой (варианты 9-12).

3.G – Сила тяжести, ix – радиусы инерции, f – коэффициент

трения скольжения Все параметры заданы в системе СИ.

 

 

 

44

 

 

 

 

 

Силы тяжести

 

Таблица Д8

 

 

 

R/r

вар

G1

G 2

 

G 3

G 4

 

 

 

 

1

2

3

 

4

5

 

6

1

G

G

 

3G

-

 

2

2

G

G

 

G

-

 

2

3

3G

G

 

G

-

 

2

4

G

G

 

2G

-

 

-

5

2G

G

 

G

G

 

3

6

2G

G

 

2G

-

 

3

7

2G

G

 

2G

-

 

3

8

2G

G

 

2G

-

 

3

9

2G

G

 

2G

-

 

3

10

2G

2G

 

G

-

 

4

11

2G

G

 

2G

0,2G

 

3

12

2G

G

 

2G

0,2G

 

3

13

4G

2G

 

G

4G

 

-

14

-

2G

 

G

4G

 

-

15

4G

G

 

2G

4G

 

-

16

-

G

 

2G

4G

 

-

17

2G

G

 

G

-

 

2

18

3G

0,2G

 

0,1G

0,5G

 

2

19

4G

0,3G

 

0,2G

3G

 

3

20

4G

0,2G

 

0,1G

3G

 

2

21

5G

0,1G

 

0,2G

-

 

3

22

G

0,2G

 

0,3G

-

 

2

23

G

0,2G

 

0,1G

-

 

1,5

24

2G

G

 

G

8G

 

-

25

6G

2G

 

2G

G

 

-

26

6G

G

 

2G

 

 

-

27

G

G

 

G

4G

 

2

28

3G

G

 

G

-

 

2

29

6G

3G

 

G

G

 

2

30

8G

G

 

G

2G

 

-

45

 

 

 

 

 

 

 

продолжение таблицы Д8

 

Радиусы

 

 

 

 

Дополнительные

 

инерции

 

 

P

f

вар

i

 

i 3 x

 

данные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

7

 

 

8

9

10

 

 

11

1

r

2

 

 

-

-

-

 

 

-

2

r

2

 

 

-

-

-

 

 

-

3

r

2

 

 

-

-

0,1

 

 

-

4

 

-

 

 

-

-

0,2

 

r 2

=r 3

5

2r

 

 

-

-

-

 

 

-

6

2r

 

 

-

-

0,2

 

 

-

7

2r

 

 

-

-

0,2

 

 

-

8

2r

 

 

-

-

0,2

 

 

-

9

2r

 

 

-

0,2G

0,2

 

 

-

10

 

-

 

 

2r

G/3

0,4

 

 

-

11

2r

 

 

-

-

0,2

 

 

-

12

2r

 

 

-

-

0,2

 

 

-

13

 

-

 

2r3

-

-

 

r 2

=2;r 3

14

 

 

 

2r3

8G

-

r 2

R 2 =R 3

r 2

2

 

=2r 3 ; R 3 =1,5R 2

15

r 2

2

 

2r3

-

-

r 2

=2r 3 ; R 3 =1,5R 2

16

r 2

2

 

2r3

4G

-

 

r 2

=2r 3 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 3 =1,5R 2

17

r

2

 

 

-

-

0,1

 

 

-

18

 

-

 

 

-

-

0,4

 

 

-

19

2r

 

1,2r

-

0,1

 

r 3 =1,2r;

20

1,6r

 

 

 

-

0,2

 

R 3 3=1,2r 3

 

r

2

 

r 2

=1,5r;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 2

=1,2r2

21

 

-

 

r

2

G

-

 

 

-

22

 

-

 

r

2

G

-

 

 

-

23

1,2r

 

 

-

2G

-

 

R 3 =1,2r

24

 

-

 

 

-

-

-

 

m- колёс равны

25

 

-

 

 

-

-

-

 

r 3 =r 4

26

 

-

 

 

-

-

-

 

r 3 3=r 2

27

r

2

 

r

2

-

-

 

 

-

28

r

2

 

 

-

-

0,1

 

 

-

29

 

-

 

r

2

-

-

 

i4x=i3x

30

 

-

 

 

-

-

0,1

 

 

-

46

47

48

 

 

 

 

 

 

49

Уравнения Лагранжа 2-го рода.

Задача Д9. Применение уравнений Лагранжа II рода к исследованию движения механической системы с двумя степенями свободы.

Механическая система тел 1-6 движется под воздействием постоянных сил Р и пар сил с моментами М или только сил тяжести. Найти уравнения движения системы в обобщенных координатах q1 и

q 2 при заданных начальных условиях. Необходимые данные

приведены в таблице Д9; что на стр. 50, 51, 52; там же указаны рекомендуемые обобщенные координаты (х. и ϕ - обобщенные

координаты для абсолютного движения, а ξ — для относительного

движения), варианты механических схем показаны на рис., см. стр. 53, 54, 55.

При решении задачи массами нитей пренебречь. Считать, что качение колес происходит без проскальзывания. Трение качения и силы сопротивления в подшипниках не учитывать. Колеса, для которых в таблице радиусы инерции не указаны, считать сплошными однородными дисками. Водила (кривошипы)

рассматривать как тонкие однородные стержни. Принять, что в вариантах 9, 20, 22 и 30 механизм расположен в горизонтальной плоскости.

Дополнительные данные к таблице Д9.

В вариантах:

2,№15 – массу ленты не учитывать; №3 _ Момент силы М приложен к водилу;

№4,№13,№17,№24 – 1 – материальная точка; №5 – блоки 5 и 6 насажены на общую ось свободно, их массы одинаковы;

№9, №20, №22 – момент силы М1 приложен к водилу; 1.Радиус

инерции тела 2 и 3 определены относительно центральной оси, перпендикулярной плоскости чертежа.

Примечание к табл.Д9:

1.Радиус инерции тела 2 и 3 определены относительно центральной оси, перпендикулярной плоскости чертежа.

2. Коэффициентом вязкого сопротивления назван коэффициент пропорциональности в выражении силы сопротивления

 

 

= −b v , где

 

-

относительному движению тел 1 и 2

R

v

относительная скорость тела.

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица Д9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Массы тел

 

 

Радиус

 

 

 

 

 

 

инерции

Силы

Моменты

 

 

 

 

 

 

ва

 

 

 

 

 

 

i2 y

i3 y

P

M

р

1

2

3

 

4

5

 

 

 

1

2

3

4

 

5

6

7

8

 

9

10

1

2m

6m

m

 

m

-

-

-

 

-

-

2

m

3m

-

 

-

-

-

-

 

-

M

3

m

3m

2m

 

-

-

r 2

-

 

-

M

4

m

4m

-

 

-

-

-

-

 

-

-

5

m

2m

4m

 

2m

-

-

-

 

-

-

6

m6

6m

3m

 

m

-

2r

-

 

-

 

7

3m

3m

m

 

m

-

-

-

 

P1 ; P2

-

8

m

2m

2m

 

2m

2m

-

-

 

-

-

9

m

2m

3m

 

-

-

-

-

 

-

M 1 ; M 2

10

2m

2m

m

 

2m

m

-

-

 

-

-

11

m6

6m

2m

 

m

-

 

r

2

-

 

12

2m

5m

m

 

-

-

-

-

 

P

-

13

m

3m

2m

 

-

-

-

-

 

-

-

14

2m

m

m

 

2m

-

-

-

 

-

M

15

3m

m

2m

 

-

-

-

-

 

P

M

16

12m

3m

2m

 

 

-

 

-

 

-

 

17

m

3m

-

 

-

-

-

-

 

P

-

18

2m

2m

m

 

m

-

-

-

 

-

-

19

2m

2m

3m

 

m

-

-

r

2

-

-

20

2m

3m

m

 

3m

-

-

-

 

-

M1 ; M 2

21

2m

2m

3m

 

2m

m

-

r

2

-

-

22

m

3m

2m

 

m

-

-

-

 

-

M1 ; M 2

23

2m

m

m

 

m

3m

-

-

 

-

-

24

m

3m

m

 

-

-

-

-

 

P

-

25

2m

2m

m

 

-

-

-

-

 

P1 ; P2

-

26

m

3m

2m

 

3m

m

-

r

 

-

M

27

2m

2m

3m

 

m

2m

r 2

r

3

-

M

28

m

3m

m

 

-

-

-

-

 

P

-

29

2m

4m

m

 

m

-

-

-

 

P

-

30

3m

2m

2m

 

-

-

-

-

 

-

M1 ; M 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

продолжение таблицы Д9.

 

Коэффициенты

Обобщенные

 

 

Начальные условия

 

 

координаты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трения

вязкого

 

 

 

q10

 

q20

&

 

q&

вар

скольже

сопроти

q

q

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

q

 

20

 

ния

вления

1

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

11

12

13

14

15

 

16

17

 

18

1

-

-

x

ξ

 

0

 

0

0

 

0

2

-

-

ϕ

x

 

0

 

x0

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

-

-

ϕ

x

 

0

 

0

0

 

0

4

0

b

x

ξ

 

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

5

f

-

x1

x2

 

0

 

0

0

 

0

6

-

-

x

Y

 

0

 

0

0

 

0

7

-

-

x1

x2

 

0

 

0

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

f

-

x

ξ

 

0

 

0

0

 

 

 

 

ϕ1

ϕ2

 

 

 

 

 

 

ξ0

9

-

-

 

0

 

0

0

 

0

 

 

 

 

 

10

f

-

x

ξ

 

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

11

-

-

x

Y

 

0

 

0

0

 

0

12

f

-

x

ξ

 

0

 

ξ

0

 

0

 

-

b

x

ξ

 

 

 

0

 

 

 

13

 

0

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ 0

14

-

-

ϕ

ξ

 

0

 

0

0

 

0

 

 

 

 

 

 

ϕ

x

 

 

 

 

 

 

ξ0

15

-

-

 

0

 

0

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

52

продолжение таблицы Д9

Коэффициенты

Обобщенные

 

Начальные условия

 

вар

 

 

координаты

 

 

 

 

 

 

трения

вязкого

q

q

 

q

q20

&

&

 

скольж

сопроти

 

 

2

 

q

q

 

ения

вления

 

1

 

10

 

10

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

11

12

13

14

15

16

17

18

16

-

-

ϕ

x

0

0

0

ξ0

17

0

b

x

ξ

 

0

ξ0

0

0

18

f

-

x

ξ

 

0

0

0

0

19

f

-

x

ξ

 

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

20

-

-

ϕ1

ϕ2

0

0

0

0

21

-

-

x

ξ

 

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

22

-

-

ϕ1

ϕ2

0

0

0

0

23

f

-

x

ξ

 

0

0

0

 

-

b

x

ξ

 

0

 

 

ξ0

24

 

ξ0

0

0

25

f

-

x1

x2

0

0

0

0

26

-

-

ϕ

ξ

 

0

0

0

 

27

-

-

ϕ

ξ

 

0

0

0

0

28

-

-

x

ξ

 

0

0

0

 

 

 

x

ξ

 

 

 

 

ξ0

29

f

-

 

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

30

-

-

ϕ

1

ϕ

2

0

0

ϕ&

0

 

 

 

 

 

 

 

10

 

53

1.2r

r

r

 

1

r

 

2

2

 

 

 

y

3

x

 

 

 

 

 

 

4

 

 

54

r

 

r

 

 

 

1.2r

 

1

 

2

 

 

r

 

x

2

3

 

 

y

4

 

 

 

r

1.2r

2

 

1

ϕ

2

 

r

x

3

 

55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица вариантов контрольной работы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для задач динамики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш

Номера задач

Ш

Номера задач

Ш

 

Номера задач

 

 

И

1

 

2

 

3

И

1

 

2

 

3

И

 

1

 

2

 

3

 

 

Ф

4

 

5

 

6

Ф

4

 

5

 

6

Ф

 

4

 

5

 

6

 

 

Р

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

8

 

9

7

 

8

 

9

 

7

 

8

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номера

 

 

 

 

Номера

 

 

 

 

 

 

Номера

 

 

 

 

 

вариантов

 

вариантов

 

 

вариантов

 

 

31

23

 

25

 

19

60

11

 

16

 

25

90

 

18

 

10

 

15

 

 

32

20

 

22

 

2

61

8

 

13

 

28

91

 

16

 

4

 

5

 

 

33

17

 

19

 

20

62

5

 

10

 

2

92

 

13

 

30

 

8

 

 

34

14

 

10

 

28

63

2

 

7

 

5

93

 

10

 

27

 

11

 

 

35

11

 

13

 

22

64

19

 

4

 

8

94

 

7

 

24

 

14

 

 

36

8

 

10

 

5

65

16

 

30

 

11

95

 

4

 

21

 

17

 

 

37

5

 

7

 

8

66

13

 

27

 

14

96

 

30

 

18

 

20

 

 

38

2

 

4

 

11

67

10

 

24

 

17

97

 

27

 

15

 

23

 

 

39

19

 

30

 

14

68

7

 

21

 

20

98

 

24

 

12

 

26

 

 

40

16

 

27

 

17

69

4

 

18

 

23

99

 

21

 

9

 

29

 

 

41

13

 

24

 

20

70

30

 

15

 

20

100

 

18

 

6

 

1

 

 

42

10

 

21

 

23

71

27

 

12

 

29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

7

 

18

 

26

72

11

 

16

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

15

 

29

 

13

73

24

 

9

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

30

 

12

 

1

74

21

 

6

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

27

 

9

 

3

75

18

 

3

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47

24

 

6

 

9

76

15

 

1

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

21

 

3

 

6

77

12

 

29

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49

18

 

1

 

12

78

9

 

26

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

15

 

29

 

18

79

6

 

23

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51

12

 

26

 

15

80

3

 

20

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

52

9

 

23

 

21

81

1

 

17

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53

6

 

20

 

24

82

29

 

14

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54

3

 

17

 

27

83

26

 

11

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55

1

 

14

 

30

84

23

 

8

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56

29

 

11

 

4

85

20

 

5

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57

28

 

8

 

7

86

17

 

2

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

58

23

 

5

 

10

87

28

 

19

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

59

20

 

2

 

13

88

25

 

16

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

14

 

19

 

22

89

22

 

13

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57

 

58

 

Образец титульного листа

 

Для заметок.

 

контрольной работы:

 

 

по теоретической механике

 

 

 

 

 

 

 

 

Федеральное агентство по образованию

 

 

 

ВСГТУ

 

 

 

Кафедра теоретической механики.

 

 

 

Контрольная работа №

 

 

 

по теоретической механике.

 

 

 

Часть 3, динамика

 

 

Выполнил

студент:__(Фамилию, имя, отчество написать

без

сокращения)

 

 

 

 

______________________________________________________

 

______________________________________________________

 

Курс__________________________________________________

Специальность_________________________________________

Факультет_____________________________________________

Шифр (номер зачетной книжки)

 

 

_____________________________

 

 

 

Название (литературы, откуда взято задание, год издания)

 

 

__________________________________________________

 

 

Проверил:

( ФИО преподавателя )

 

 

 

Дата проверки: _____________________________________

Улан-Удэ, 200_

59

60

Сборник контрольных заданий для студентов строительных специальностей:

290300 - Промышленное и гражданское строительство,

290600 - Производство строительных материалов,

290700 – Теплогазоснабжение и вентиляция,

656300 – Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств,

291500 - Экспертиза и управление недвижимостью,

291000 - Автомобильные дороги и аэродромы заочного обучения по теоретической механике. Часть 3. Динамика.

Подготовили: Афанасьева А.А., Алхунсаев Г.Г., Тришина В.Н.

Задания подготовлены на основе материалов:

1.Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: учеб. пособие для техн. вузов / Яблонский А.А. и др. под редакцией Яблонского А.А.

2.Теоретическая механика. Методические указания и контрольные задания для студентов заочников энергетических, горных, металлургических, электроприборостроения и автоматизации, технологических специальностей, а также геологических, электротехнических, электронной техники и автоматики, химикотехнологических и инженерно-экономических специальностей вузов.

/Под ред. С.М.Тарга.-4 изд.-М.:Высш.шк.,1988.

Редактор Т.А.Стороженко Подписано в печать__________ Формат 60х84 1/16.

Печать офс., бумага писч..

 

Усл. п.л.

уч.-изд.л.

Тираж 100 экз. Заказ № .

Издательство ВСГТУ : г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40 а ВСГТУ, 2005 г.