- •Лекция 1
- •1. Основные понятия тмм
- •1.1. Понятие машины и механизма
- •1.2. Звенья, кинематические пары и цепи
- •1.3. Кинематическая схема механизма
- •1.4. Степень подвижности (свободы) механизма
- •1.5. Структурный анализ и синтез механизмов
- •Правила структурного анализа
- •2.3 План ускорений механизма (пум)
- •3. Силовой анализ (исследование) механизма
- •3.1 Силы, действующие на звенья механизма
- •Сопротивление материалов
- •1. Общие сведения
- •1.1. Основные понятия и определения.
- •1.2. Схематизация внешних нагрузок.
- •1.3 Схематизация элементов конструкций
- •1.4. Типы опор, реакции связей
- •1.5 Деформация тел
- •1.6. Гипотезы и допущения сопротивления материалов
- •2. Внутренние силы. Метод сечений.
- •Понятие о напряжениях.
- •3. Растяжение (сжатие).
- •3.1. Напряжение и деформация при растяжении.
- •3.2. Закон Гука при растяжении.
- •3.3. Испытание материалов на растяжение или сжатие.
- •3.4 Допускаемые напряжения и запас прочности.
- •4. Изгиб
- •4.1 Общие понятия и типы опор.
- •4.2 Изгибающие моменты и изгибающие силы. Правила знаков и эпюры изгибающих моментов.
- •4.3 Деформации и напряжения при изгибе. Закон Гука при изгибе. Условие прочности при изгибе.
- •5. Сдвиг
- •5.1 Чистый сдвиг и его особенности.
- •6. Кручение
- •6.1 Основные понятия и определения.
- •6.2 Деформации и напряжения при кручении. Закон Гука при кручении.
- •7. Расчёты на прочность деталей, работающих в условиях сложного нагружения.
- •7.1. Изгиб с кручением.
- •8. Устойчивость сжатых стержней.
- •9. Прочность деталей работающих в условиях переменных нагрузок.
- •9.1 Циклы изменения нагружения.
- •9.3 Факторы, влияющие на предел выносливости.
- •1.1 Этапы создания машин. (Стадии разработки конструкторской документации).
- •1.2 Машиностроительные материалы
- •1.3 Основные требования, предъявляемые к деталям машин
- •I Механические передачи
- •1. Блок-схема машины
- •1.1 Основные кинематические и энергетические соотношения в передаче.
- •1.2. Классификация передач механической энергии.
- •2. Зубчатые передачи
- •2.1. Классификация зп
- •8. По наличию коррекции
- •2.2. Основные кинематические и геометрические параметры цилиндрической прямозубой зп
- •2.3 Усилия в зацеплении цилиндрической прямозубой передачи.
- •2.4 Расчётные нагрузки.
- •2.5 Виды разрушений и критерии работоспособности зп
- •2.6. Расчет зубчатых цилиндрических прямозубых передач по напряжениям изгиба (проверка на отсутствие усталостного излома зубьев)
- •Расчет зубчатых цилиндрических прямозубых передач по контактнымнапряжениям (проверка на отсутствие усталостного выкрашивания поверхностей зубьев)
- •2.8. Проверка прочности зубьев при действии пиковой нагрузки
- •2.9. Расчетная схема нагружения валов цилиндрической прямозубой передачи
- •2.10. Цилиндрические косозубые передачи
- •Силы в зацеплении цилиндрической косозубой передачи
- •Расчетная схема нагружения валов цилиндрической косозубой передачи
- •2.11. Шевронные передачи
- •2.12 Зубчатые конические передачи
- •Проектный и проверочный расчет прямозубых конических передач на изгибную и контактную прочность зуба.
- •2.17 Силы в зацеплении конической передачи
- •2.13 Передачи между перекрещивающимися валами
- •Червячная передача с цилиндрическим червяком
- •Геометрические параметры червячной передачи
- •Передачи гибкой связью к передачам гибкой связью относятся ременные и цепные передачи.
- •3. Ременные передачи
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Силы и напряжения в ремне
- •3.3. Способы регулирования натяжения ремня
- •3.4. Порядок расчёта клиноремённой передачи.
- •3.9. Кривые скольжения. Коэффициент тяги.
- •4. Цепные передачи
- •4.1. Общие сведения.
- •Классификация цп
- •4.2. Геометрические параметры цепной передачи.
- •4.3. Проектный и проверочный расчет цепной передачи.
- •Способы регулирования натяжения цепи:
- •Способы смазки цепи.
- •5.3 Проверочный расчет валов
- •Расчёт валов и осей на усталостную прочность
- •5.4 Проектный и проверочный расчет осей
- •6. Подшипники
- •6.1. Подшипники качения
- •Выбор подшипников качения.
- •Расчёт подшипников качения по динамической грузоподъёмности (расчет на долговечность)
- •6.2. Подшипники скольжения.
- •7. Соединения
- •7.3. Резьбовые соединения
- •Неразъемные соединения
- •7.4. Сварные соединения (электродуговой сваркой)
- •1. Стыковые.
- •2. В нахлёстку. 3. Тавровое соединение.
- •7.5. Заклепочные соединения
- •8. Муфты приводов
- •8.1. Характеристика и классификация муфт
- •8.2. Глухие муфты
- •Глухие муфты (втулочные - а, б и фланцевая - г).
- •8.3. Компенсирующие муфты
- •Схемы смещения валов: а) осевое, б) радиальное, в) угловое, г) комбинированное Жесткие компенсирующие муфты
- •Муфта упругая втулочно-пальцевая
- •Муфта упругая со звездочкой
- •8.4. Управляемые муфты
- •Кулачковые и зубчатые муфты
- •Кулачковая (а) и зубчатая (б) муфты
- •Фрикционные сцепные муфты
- •Управляемая сцепная муфта
- •8.5. Самоуправляемые муфты
- •Обгонные муфты
- •Роликовая обгонная муфта
- •При определенной скорости вращения полумуфты под действием центробежных сил грузы колодки 2 преодолевают силу сжатия пружины, прижимаются к барабану ведомой обоймы, и муфта плавно включается.
2. Внутренние силы. Метод сечений.
Форма тела и размеры сохраняются вследствие молекулярного взаимодействия частиц (действия внутренних сил), составляющих тело. При воздействии внешних сил, внутренние силы, обусловленные молекулярным строением тела, изменяются, и если внешние силы превышают силы молекулярного взаимодействия, то тело разрушается.
Для определения внутренних сил используют метод сечений.
1) Приложим к телу систему сил (F1-F4)
2) Разбиваем тело пластиной 1 на две части (A и B).
Отбросим часть B, а действие отброшенной части заменим внутренними силами.
3) По правилам теоретической Механики, все силы можно свести к главному вектору и к главному вектору моменту.
Разложим главный вектор и главный момент по осям x,y,z.
Сила N – продольная сила, которая растягивает или сжимает тело.
Qx и Qy – поперечные силы.
Mx, My – изгибающие моменты.
Т – крутящий момент.
Каждому силовому фактору соответствует свой вид деформации.
N – растяжение, сжатие.
Qy – срез
Qz – сдвиг
Tк – Кручение.
Mx, My – изгиб.
Понятие о напряжениях.
Внутренние силы неравномерно действуют по всему сечению. Интенсивность распределения сил по сечению называют напряжением.
Рассмотрим бесконечно малый элемент площади dA.
dA - элем. площадь.
dF – общая элементарная сила.
dN – элем. продольная сила.
dQx, dQy – элем. поперечные силы.
dF – общая элементарная сила.
Можно предположить, что в пределах этого элемента напряжения распределены равномерно.
- общее напряжение.
- нормальное напряжение.
- касательные напряжения.
- общее напряжение.
3. Растяжение (сжатие).
3.1. Напряжение и деформация при растяжении.
Растяжение или сжатие – это такой вид деформации, при котором в любом поперечном сечении бруса возникает только продольная сила.
l - первоначальная длина стержня.
l1- конечная длина (после приложения нагрузки).
Δl=l1-l – абсолютное удлинение.
d – начальный диаметр.
d1- конечный диаметр.
Δd=d-d1- абсолютное сужение.
Если силы направлены в обратную сторону, то это будет сжатие, и знаки у Δl и Δd будут противоположны.
- относительное удлинение. - относительное сужение. - коэффициент Пуассона.
После рассечения балки и отброса правой части составляем уравнение равновесия.
- условие прочности при растяжении.
Существует несколько вариантов расчёта.
Проверочный расчёт
Дано: нагрузка F, площадь поперечного сечения A, допускаемое напряжение [s] (зависит от материала).
Найти: действующее напряжение s и проверить выполнение условия прочности s <[s].
Определение максимального усилия
Дано: площадь поперечного сечения A, допускаемое напряжение [s].
Найти: максимально допустимое усилие из условия прочности:
Конструкторский расчёт.
Дано: нагрузка F, допускаемое напряжение [s].
Найти: минимально допустимую площадь поперечного сечения из условия прочности:
- определение размеров сечения.
3.2. Закон Гука при растяжении.
Гук вывел экспериментальную зависимость:
, (1)
- модуль упругости при растяжении (Юнга);
- нормальное напряжение;
e - относительное удлинение.
Подставим в зависимость (1) и :
- условие жесткости.
По возможности сопротивляться деформации материалы делятся на:
Пластичные (Cu,Al) – деформируются в широких пределах без разрушения.
Хрупкие (чугун, стекло) – разрушаются без заметных деформаций.
Малопластичные (легированные стали, бронзы).