Задание 3
Плоский изгиб балочных систем.
Для заданной балки (рисунок 5.1) требуется:
1) построить эпюры поперечных сил Q, изгибающих моментов М;
2) подобрать;
- для балок с 1 по 6 схемы – из сортамента двутавровое сечение, материал балки – сталь []=160 МПа;
- для балок с 7 по 12 схемы – круглое сечение, материал балки – дерево []=10 МПа;
- для балок с 13 по 18 схемы - прямоугольное с соотношением сторон h:b=2 сечение, материал - сталь []=160 МПа;
Исходные данные в таблице 5
Р
исунок
5.1
Таблица 5
|
№ п\п |
Нагрузка |
Длины участков, м |
||||
|
F, кН |
m, кНм |
q, кН/м |
a |
b0 |
c |
|
|
1 |
20 |
30 |
20 |
3 |
2 |
1 |
|
2 |
30 |
40 |
20 |
2 |
2 |
2 |
|
3 |
40 |
40 |
30 |
3 |
3 |
2 |
|
4 |
30 |
20 |
20 |
3 |
1 |
1 |
|
5 |
20 |
30 |
20 |
2 |
2 |
1 |
|
6 |
30 |
30 |
10 |
3 |
3 |
2 |
|
7 |
30 |
20 |
10 |
2 |
3 |
3 |
|
8 |
40 |
10 |
30 |
3 |
2 |
2 |
|
9 |
20 |
40 |
30 |
3 |
3 |
2 |
|
10 |
30 |
30 |
20 |
2 |
3 |
3 |
|
11 |
22 |
20 |
30 |
2 |
2 |
1 |
|
12 |
32 |
10 |
8 |
2 |
3 |
2 |
|
13 |
24 |
20 |
10 |
2 |
2 |
3 |
|
14 |
26 |
40 |
12 |
1 |
2 |
1 |
|
15 |
18 |
40 |
10 |
3 |
2 |
1 |
|
16 |
16 |
20 |
20 |
2 |
2 |
2 |
|
17 |
28 |
30 |
14 |
2 |
1 |
2 |
|
18 |
14 |
30 |
20 |
3 |
1 |
2 |
Задание 4 Сварные и резьбовые соединения
1
Рассчитать сварное соединение растяжки
с косынкой, приваренной к плите. Подобрать
сечение растяжки, выполненной из уголков.
Угол наклона растяжки .
Действующее усилие F
статическое. Толщина косынки
=10мм.
Сварка ручная.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
F, кН |
150 |
155 |
160 |
140 |
130 |
120 |
165 |
135 |
145 |
125 |
|
, рад |
/6 |
/4 |
/3 |
/6 |
/4 |
/3 |
/6 |
/4 |
/3 |
/6 |
-
Рассчитать на равнопрочность швы сварного соединения и подобрать уголок . Действующая нагрузка F статическая. Угол наклона уголка . Допускаемое напряжение на разрыв в косынке [G]р. Сварка ручная.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
[ |
150 |
155 |
160 |
140 |
130 |
120 |
165 |
135 |
145 |
125 |
|
1, рад |
/6 |
/4 |
/3 |
/6 |
/4 |
/3 |
/6 |
/4 |
/3 |
/6 |
]р,
МН/м2
3 Рассчитать на равнопрочность швы сварного сьединения двух листов встык с накладками. Сила, растягивающая листы, F. Толщина свариваемых листов . Матернал листов и накладок сталь Ст. 3. Сварка ручная электродом Э34. Нагрузка статическая.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
F, кН |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
150 |
|
, мм |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
4 Рассчитать швы сварного соединения вертикальной плиты с кронштейном, выполненным из трубы, и определить его диаметр, если толщина стенки . Материал плиты и трубы сталь Ст. 3. На конструкцию действует крутящий момент Тк и изгибающий момент Ми Сварка ручная электродом Э34. Нагрузка статическая.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Ми, дан·м |
0,50 |
0,75 |
1,00 |
1,25 |
1,50 |
2,00 |
2,25 |
2,50 |
2,75 |
3,00 |
|
Тк, дан·м |
0,25 |
0,50 |
0,75 |
1,00 |
1,20 |
1,40 |
1,60 |
1,80 |
2,00 |
2,20 |
|
, мм |
8 |
8 |
8 |
10 |
10 |
10 |
10 |
12 |
12 |
12 |
5 Рассчитать сварные швы соединения хомута с двутавровой балкой и подобрать сечение хомута, изготовленного из стали Ст. 3. Нагрузка F статическая. Сварка ручная.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
F, кН |
110 |
120 |
130 |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
6 Рассчитать на равнопрочность швы сварного соединения косынки с двумя уголками. Подобрать соответствующий номер уголков. Сила F, действующая на соединение, статическая. Сварка ручная
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
F, кН |
140 |
145 |
150 |
155 |
160 |
165 |
170 |
175 |
180 |
185 |
7 Рассчитать швы сварного соединения приваренных друг к другу швеллерных балок, определив длинну сварных швов и номера балок. Растягивающая балки сила F. Толщину фланговых швов принять равной толщине стенки швеллера δ, а ширину прорези Δ=2δ. Сварка ручная электродом Э42. Нагрузка статическая.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
F, кН |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
220 |
240 |
260 |
280 |
300 |
8 Рассчитать сварное соединение вертикальной плиты с кронштейном из двутавровой балки и подобрать номер этой балки. Нагрузка, приложенная на конце балки длиной l, изменяется от 0,5F до F. Сварка ручная электродом Э42.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
F, кН |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
l, мм |
1000 |
900 |
800 |
700 |
600 |
600 |
500 |
500 |
700 |
700 |
9 Проверить прочность швов сварного зубчатого колеса, соединяющих диск с ободом и со ступицей . Материал диска - сталь Ст. 3, а ступицы и обода — сталь 35. Передаваемая валом мощность P при угловой скорости ω. Длина катетов поперечных сечений швов δ1=10 мм, а δ2=8мм. Нагрузка статическая. Сварка ручная.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
P, кВт |
25 |
28 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
44 |
46 |
|
ω, рад/с |
4π |
3,7π |
3,3π |
4,2π |
5π |
3,2π |
4π |
3,6π |
4,7π |
5,3π |
|
Dд, мм |
650 |
670 |
660 |
720 |
710 |
730 |
750 |
680 |
650 |
670 |
|
D1, мм |
580 |
600 |
590 |
650 |
640 |
660 |
690 |
610 |
580 |
630 |
|
d, мм |
140 |
135 |
155 |
170 |
160 |
150 |
140 |
145 |
165 |
180 |
10 Рассчитать у блока сварное соединение серьги толщиной δ со швеллерной балкой. Материал серьги и швеллера сталь Ст. 3. Нагрузка F статическая. Сварка ручная.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
F, кH |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
44 |
46 |
48 |
|
b, мм |
210 |
220 |
230 |
240 |
250 |
260 |
270 |
280 |
290 |
300 |
|
δ |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
11 Определить диаметр стержня грузового винта и глубину ввинчивания в корпус для случаев, когда корпус изготовлен из дюралюминия Д-1, чугуна СЧ 18-3б и стали Ст. 3. Грузовой винт нагружен силой F. Материал грузового винта сталь 25.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
F, кН |
12 |
14 |
15 |
16 |
18 |
20 |
25 |
27 |
30 |
32 |
12 Рассчитать болты клеммового соединения рычага с валиком диаметром dв. На конце рычага приложена нагрузка F. Материал болтов сталь Ст. 3. Нагрузка переменная, от 0,5F до F.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
F, кН |
0,50 |
0,60 |
0,70 |
0,80 |
1,00 |
0,90 |
0,80 |
0,70 |
0,60 |
0,50 |
|
L, мм |
400 |
400 |
300 |
200 |
200 |
200 |
300 |
300 |
400 |
400 |
|
dв, мм |
50 |
45 |
40 |
35 |
30 |
35 |
40 |
40 |
35 |
35 |
13 Определить диаметр болтов, соединяющих венец, и ступицу зубчатого колеса. Болты расположены по окружносги диаметром D1. Передаваемая валом мощность Р при угловой скорости ω. Расчет выполнить для брлтов, установленных в отверстие без зазора и с зазором. Нагрузка постоянная.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
P, кВт |
160 |
200 |
300 |
400 |
500 |
700 |
1000 |
1200 |
1300 |
1400 |
|
ω, рад/с |
46π |
70π |
100π |
140π |
40π |
90π |
105π |
110π |
115π |
135π |
|
D1, мм |
140 |
200 |
230 |
250 |
200 |
210 |
220 |
260 |
270 |
280 |
14 Определить в поперечно-свертной муфте диаметр болтов, расположенных в количестве m штук по окружности диаметром D1. Передаваемая валом мощность P при угловой скорости ω. Нагрузка постоянная. Расчет выполнить для болтов, установленных с зазором и без зазора.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
P, кВт |
7 |
10 |
12 |
14 |
16 |
20 |
22 |
25 |
28 |
30 |
|
ω, рад/с |
7π |
6,5π |
6π |
6,2π |
5,8π |
4,5π |
5,5π |
5,3π |
5π |
4,7π |
|
m, шт. |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
6 |
6 |
6 |
|
D1, мм |
135 |
135 |
155 |
155 |
180 |
180 |
180 |
220 |
220 |
220 |
15 Подобрать болты для клеммового соединения ступицы маховика с валом диаметром dв. Допускаемое напряжение для вала при кручении [τ]к. Нагрузка постоянная.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
[τ]к, МН/м2 |
28 |
26,5 |
25 |
23,5 |
22 |
20,5 |
18 |
16 |
15 |
13,5 |
|
dв, мм |
80 |
75 |
70 |
65 |
60 |
55 |
50 |
45 |
40 |
35 |
16 Определить диаметр резьбы на конце вала и усилие F, требуемое для прижатия друг к другу поверхностей конической фрикционной предохранительной муфты. С помощью муфты крутящий момент от прямозубого колеса передается на вал диаметром dв, в котором допускаемое напряжение от кручения [τ]к. Средний диаметр муфты Dср=5dв. Угол между образующей конуса и его горизонтальной осью α=π/9рад. Коэффициент трения между рабочими поверхностями конусов f=0,3.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
[τ]к, МН/м2 |
24 |
23 |
22 |
21 |
20,5 |
19 |
18 |
17 |
16 |
15 |
|
dв, мм |
70 |
70 |
60 |
60 |
50 |
50 |
40 |
40 |
35 |
35 |
17 Определить количество и диаметр болтов, соединяющих барабан грузовой лебедки с зубчатым колесом. Грузоподъемность лебедки F. Нагрузка постоянная. Расчет выполнить для болтов, установленных в отверстие с зазором, без зазора.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
F, кН |
13 |
15 |
17 |
19 |
21 |
23 |
25 |
27 |
29 |
31 |
|
D1, мм |
200 |
250 |
300 |
350 |
375 |
400 |
425 |
450 |
475 |
500 |
|
D2, мм |
350 |
400 |
450 |
500 |
525 |
550 |
575 |
600 |
625 |
650 |
18 Определить диаметр резьбовой части вала, на конце которого между двумя шайбами посредством сил трения, возникающих при затяжке гайки, зажимается дисковая пила. Сопротивление резанию F диаметр пйлы D1, а средний диаметр шайб D2. Материал вала сталь Ст. 5. Нагрузка переменная от 0,5F до F.
|
Величина |
Варианты |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
F, кН |
0,2 |
0,25 |
0,30 |
0,35 |
0,40 |
0,45 |
0,50 |
0,55 |
0,60 |
0,65 |
|
D1, мм |
900 |
850 |
750 |
700 |
650 |
600 |
550 |
500 |
450 |
400 |
|
D2, мм |
155 |
150 |
145 |
140 |
135 |
130 |
125 |
120 |
115 |
110 |