Сборник задач по прикладной механике - файл n1.doc

приобрести
Сборник задач по прикладной механике
скачать (180.6 kb.)
Доступные файлы (3):
n1.doc340kb.02.12.2009 22:29скачать
n2.doc472kb.02.12.2009 22:29скачать
n3.doc33kb.02.12.2009 22:29скачать

n1.doc




Задача 1.


Стальной пруток 1 диаметром «d» протягивается через волоку 2 силой волочения «Рв» со скоростью «V». Определить скорость « отстрела» прутка в момент окончания волочения, принимая допущение, что потенциальная энергия его растяжения переходит в кинетическую энергию движения в направлении волочения. Учесть, что скорость "отстрела" складывается со скоростью волочения.



.

Исходные данные

Рв, кN

50

60

70

80

100

150

200

250

300

d,мм

10


12


13

15


16

20

25

30

35

V , м/с

1,7

1,7

1,6

1,6

1,5

1,5

1,2

1

1






Задача 2

Для разрушения старых зданий часто используют передвижной кран, на стреле которого подвешен стальной шар массой M.

Oпределить диаметр проволоки каната, на котором подвешивается шар из следующих условий:

- длина каната L=5м.

- число проволок в канате N

-запас прочности каната на разрыв Кз=6

-угол отклонения шара от вертикали 450.

-начальная скорость,сообщаемая шару V=1м /c.

-допускаемое напряжение растяжения

материала проволоки каната 600Мпа.


M, кг

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

N ,шт

48

48

64

64

80

96

112

128

144

160


Задача 3


2


Рычаги 1,закреплённые на валу 2, поворачиваются с угловой скоростью и снимают заготовку 3 с рольганга для передачи на технологическую обработку.
Определить мощность, необходимую для поворота вала 2 в подшипниках при следующих известных параметрах:

Масса заготовки 100кг.

Масса рычагов 300кг

Масса вала 150кг.

Диаметр стального вала 0,1м.

Размер А 0,3м.

Размер В 0,15м.

Коэффициент трения в подшипниках 0,1.
Варианты угловой скорости приведены в таблице.

рад/c

3

2,7

2,5

2,2

2

1,9

1,8

1,6

1,3

1


Задача 4



Рычаги 1,закреплённые на валу 2, поворачиваются с угловой скоростью и снимают заготовку 3 с рольганга для передачи на технологическую обработку.
Определить мощность, необходимую для поворота вала 2 в подшипниках при следующих известных параметрах:

Масса рычагов 300кг

Масса вала 150кг.

Диаметр стального вала 0,1м.

Размер А 0,3м.

Размер В 0,15м.

Коэффициент трения в подшипниках 0,1.
М
2
асса заготовки и варианты угловой скорости приведены в таблице.


рад/c

3

2,7

2,5

2,2

2

1,9

1,8

1,6

1,5

m,кг.

100

120

140

150

160

180

200

220

250


Задача 5



Дозатор автоматической линии 1 отсекает один обрабатываемый ролик 2 и со скоростью V отправляет его в желоб 3 на последующую обработку. Углы наклона желоба: а = 150 , в = 450. Размер желоба А=200мм.

Определить минимальную длину желоба по размеру В , при которой ролик по инерции не выкатится за пределы желоба и вернётся в его центр. Принять скорость V= 0,5 м/с, коэффициент трения качения между роликом и поверхностью желоба k=0,0002м.

Варианты диаметров ролика приведены в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.


d,мм.

10

12

15

18

20

22

25

30

35

40

Задача 6




Дозатор 1 автоматической линии со скоростью V=0,5м/с. отсекает один обрабатываемый ролик 2 и отправляет его в желоб 3 на последующую операцию. Углы наклона желоба а=150, b=750.

Длина участка желоба А=0,2м.

После соударения со стенкой желоба ролик отскакивает на величину В=0,02м.

Определить контактное напряжение между стенкой желоба и роликом в момент соударения из следующих условий:
Ролик и желоб - стальные. Длина ролика l - 50мм. Коэффициент трения качения между роликом и желобом принять k=0,0002м. Потерями на деформацию ролика и желоба в момент соударения - пренебречь.

Модуль упругости материала и его плотность принять 2*105 Мпа, и 7,8г/см3.

Расчёт выполнить для одного из диаметров ролика, представленных в таблице.


D,мм.

10

15

20

25

30

35

40

45

50






Задача 7



Маховое колесо кривошипных ножниц 1 вращается на оси 2 с угловой скоростью . Радиус маховика R=0,4м. Радиус оси r=0,075м. Определить сколько оборотов n сделает колесо до полной остановки после прекращения действия внешнего крутящего момента при следующих условиях:

Коэффициент трения между колесом и осью f - 0,05.

Сила на тормозе F=0.
Величина угловой скорости в вариантах приведена в таблице.

Задачу решить по одному из вариантов.


 ,рад/c

1,57

2,093

2,617

3,14

3,66

4,187

4,71

5,23

5,76

6,28


Задача 8



Маховое колесо кривошипных ножниц 1 вращается на оси 2 с угловой скоростью . Радиус маховика R=0,4м. Радиус оси r=0,075м. Определить какую силу F необходимо приложить к тормозной колодке, чтобы колесо совершило до полной остановки 0,2 оборота, а также определить контактное напряжение между колодкой и колесом в момент приложения данной силы.

Принять следующие исходные данные:

Масса колеса m - 280кг. Ширина колеса -100мм. Высота колодки h=250мм. Ширина колодки l = 0,1м. Коэффициент трения между колесом и осью f= 0,05. Коэффициент трения между колесом и колодкой f1 = 0,3. Величина угловой скорости приведена в таблице. Задачу решить по одному из вариантов таблицы.


 ,рад/c

1,57

2,093

2,617

3,14

3,66

4,187

4,71

5,23

5,76

6,28




Момент инерции колеса относительно оси вращения вычисляется по формуле:

(R2-r2).
Задача 9.

На вал диаметром d =100мм. и массой m =25кг. насажен маховик диаметром D =400мм. и массой m1=100кг.

Валу сообщено вращение с частотой

n =300мин-1.

Определить время до полной

остановки вала и угол поворота вала до полной остановки после прекращения внешнего воздействия.
Коэффициент трения в подшипниках f приведен в таблице. Задачу решить по одному из вариантов таблицы.


f=

0.005

0,01

0,02

0,03

0,04

0,06

0,07

0,08

0,1

0,12



Момент инерции вала вместе с маховиком вычисляется по формуле:

J=0,125(md2 +m1D2).

Задача 10



Определить полное удлинение жёстко заделанного круглого стержня от воздействия сил Р и напряжение растяжения в сечении стержня диаметром 0,8d.

Принять следующие исходные данные:

l=1м

d=0,02м

Модуль упругости материала стержня Е=2*105Мпа.

Варианты значений силы Р приведены в таблице.



1,3l
Р, Кн

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

3



Задачу решить по одному из вариантов.
Задача 13




Определить степень подвижности , представленного на рисунке пятизвенного механизма.

Все звенья соединены шарнирно .

Звено АС = ДF.

Звено СД = АF.
Улучшить схему механизма.

Задача 14




Определить степень подвижности , представленного на рисунке двухкулачкового механизма.
Оба кулачка и коромысло закреплены в подшипниках

скольжения
.
Задача 16
Круглый брус длиной L=1300мм. Нагружен силой

Р=1000 N и силой Р1 = 1500 N.

Расстояние а= 300мм., расстояние b =500мм.

Допускаемое напряжение изгиба материала бруса [ из]=240Мпа.

Определить диаметр стержня в месте приложения силы Р1 и момента М.

Варианты величины момента М приведены в таблице.

Задачу решить по одному из вариантов.


М, Nm

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1700

2000


.

Задача 15

При исследовании механических характеристик материала, испытываемый образец 1 зажимается в клиновых плашках 2 клиновой головки 3 разрывной машины и подвергается растяжению силой Р.

Определить максимально возможный угол «a», при котором произойдёт самозаклинивание образца в плашках от силы растяжения, а также контактные напряжения между плашками и головкой.

Исходные данные:

- длина плашек l =100мм.

Величина силы Р и коэффициента трения f2 между плашками и клиновой головкой приведены в таблице.


Р, кN

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

f2

0,16

0,15

0,14

0,13

0,12

0,11

0,1

0,09

0,08

0,06


Задачу решить по одному из вариантов.

Задача 17

Определить внутренний диаметр заклёпки из условия её прочности на срез и проверить заклёпку на смятие.

Исходные данные: S1=S2=8мм.,

диаметр заклёпки 15мм.,

[см] =120Мпа, [ср] =70Мпа

Значение силы Р приведено в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

Р, кN

10,5

11

11,5

12

12,5

13

13,5

14

14,5

15



Задача 18
Определить силу, которую необходимо приложить к ключу длиной L при завинчивании болта по приведенному рисунку , до получения в теле болта напряжений , равных пределу текучести (т. е. когда срежется головка болта при его завинчивании).

Предел текучести материала болта по напряжениям среза – 150МПа. Диаметр болта – 16мм.

Варианты длины ключа приведены в таблице.

Задачу решить по одному из вариантов.



L,мм.

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600



Тзав
Задача 19
Определить силу, которую необходимо приложить к ключу длиной 300мм. при завинчивании болта с резьбой М162 по приведенному рисунку, до появления в резьбе болта напряжений смятия и напряжений среза. Трением на торце болта пренебречь.

Исходные данные: средний диаметр резьбы d2 = 15мм, предел текучести материала болта по напряжениям смятия см = 250Мпа, по напряжениям среза

ср – 150Мпа,

коэффициент трения болта по гайке f= 0,15; угол профиля резьбы – 600, коэффициент неравномерности распределения нагрузки по виткам резьбы k= 0,87; коэффициент заполнения резьбы km– 0,65. Высота витка резьбы h= 1мм. Высота гайки “H” приведена в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.



H,мм

16

18

20

22

24

26

28

30

35

40








Определить завинчивающий момент, который необходимо приложить к, показанному на рисунке болтовому соединению,чтобы стягиваемые детали не разошлись от воздействия сил Р.

Исходные данные: средний диаметр резьбы d2= 15мм, угол подъёма резьбы = 2,4310; угол трения в резьбе =9,650; коэффициент трения в резьбе f= 0,15. Трением на торце гайки пренебречь. Значение силы Р приведено в таблице.

PkN

0,7

1

1,1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5


Задача 21
Определить момент Тзав, прикладываемый к винту поз.1, для подъёма детали поз.3, нагруженной силой Р , посредством перемещения клина поз.2.

Исходные данные: средний диаметр резьбы винта d2=15мм., приведенный угол трения в резьбе

 = 9,6480, угол подъёма резьбы  = 2,4310, угол клина поз.2 а = 100, коэффициент трения при перемещении клина по обеим поверхностям f=0,1.

Трением на торце винта и детали поз. 3 пренебречь.

Значение силы Р приведено в таблице.

Задачу решить по одному из вариантов силы Р.


Р, кN.

35

40

50

60

70

80

90

100

110

120


Задача 22


Кронштейн приварен к стенке двумя угловыми швами. На кронштейн воздействуют силы Р и

Р1. Определить необходимую величину катета сварного шва. Допускаемое напряжение в сварном шве = 60МПа.

Определить толщину кронштейна  из условия, что допускаемое напряжение материала кронштейна из= 100МПа.

Значения сил Р и Р1 приведены в таблице.

Задачу решить по одному из вариантов.


Р,кN.

1

1,2

1,5

2

2,5

2,5

2,5

3

3,5

4

Р1,кN

0,8

1

1

1,5

1,5

2

2,5

2,5

2

2,5



Задача 23
Труба наружным диаметром D=150мм, и внутренним диаметром d =150мм приварена к вертикальной стенке.

Длина трубы а= 300мм. Труба нагружена осевой силой

Р= 10кN. и крутящим моментом Т.

Определить величину катета, которым нобходимо приварить трубу, из условия, что допускаемое напряжение в сварном шве

Значения крутящего момента Т приведены в таблице. Задачу решить по одному из вариантов таблицы.

Т, Nм

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000




Задача24
При выполнении лабораторной работы по изучению цилиндрического зубчатого редуктора были замерены следующие параметры косозубой зубчатой передачи:

А- межцентровое расстояние,

z1- число зубьев шестерни,

z2- число зубьев колеса.

mn- нормальный модуль зацепления равный 3.

Определить угол наклона зуба по делительной окружности. Передача без смещения.

Варианты чисел зубьев приведены в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.


z1

24

23

22

21

21

23

23

24

25

26

z2

42

42

43

44

43

43

41

41

40

39


Задача 25
При выполнении лабораторной работы пр изучению червячных редукторов были измерены следующие параметры некоррегиованной червячной пары:

da1 – наружный диаметр червяка, z2- число зубьев червячного колеса, z1-число витков червяка, ms- осевой модуль червяка, А – межосевое расстояние.

Определить угол подъёма винтовой линии на червячном колесе , коэффициент диаметра червяка q, передаточное число пары u , диаметр впадин зубьев червячного колеса df2.

Варианты замеренных данных приведены в таблице.

А,мм

160

160

160

160

160

160

160

160

160

160

dа1

70

70

70

60

60

60

80

80

80

80

z1

1

2

4

1

2

4

1

2

4

4

z2

52

52

52

54

54

54

32

32

32

32

ms

5

5

5

5

5

5

8

8

8

8


Задача26
В
PT2,V2,T2
представленной на рис. фрикционной передаче известны: окружное усилие РТ2, окружная скорость V2= 1,57м/с, диаметр катка d2=300мм, передаточное число u= 2, коэффициент трения между катками f = 0,1.,

допускаемое давление между катками

n=100Мпа, коэффициент упругого скольжения между валками =0,01., коэффициент полезного действия передачи  =0,98.

Определить силу прижатия катков Р, ширину катков, мощность и частоту вращения привода.

Значение окружной силы РТ2 приведено в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.


РТ2, N.

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

2000



Задача 27
В
PT2,V2,T2
представленной на рис. фрикционной передаче, мощность привода N=2квт., диаметр катка d1=200мм., ширина катков

в= 60мм., передаточное число передачи

u=2, коэффициент трения между катками

f= 0,1., коэффициент упругого скольжения

=0,01, коэффициент запаса сцепления К=2,

К.П.Д. передачи =0,98, модуль упругости материала катков Е = 2*105Мпа.

Определить крутящий момент на втором катке Т2 и контактное напряжение между катками.

Частота вращения приводного катка дана в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.


n1, мин-1

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000


Задача 28
Определить наименьший наружный диаметр глухой муфты при следующих исходных данных:

внутренний диаметр d =100мм., допускаемое напряжение на кручение материала муфты и шпонки =50Мпа., внешний крутящий момент Т, запас прочности по крутящему моменту Кз= 1,2.

Определить требуемую длину шпонки, если её ширина в =28мм., высота h = 16мм., допускаемое напряжение смятия =200Мпа. Ослаблением сечения муфты из-за шпоночного паза пренебречь.

Величина крутящего момента приведена в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.


Т,Nм.

3000

3100

3200

3300

34000

3500

3600

3700

3800

3900


Задача 29






О
Fa
пределить
силу Fa осевого прижатия простешей конической муфты трения, необходимую для передачи крутящего момента Т = 100МПа при среднем диаметре муфты Dср = 200мм.и коэффициенте трения между полумуфтами f = 0,1.

Значение угла а приведено таблице.

Задачу решить по одному из вариантов.


а0

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19


З
Т
адача 30

Определить необходимые диаметр и длину срезного пальца в, показанной на рис., муфте предельного момента исходя из следующих условий: диаметр D=200мм., количество пальцев n=4, допускаемое напряжение среза материала пальца ср=100Мпа., напряжение смятия см=200Мпа.

Величина крутящего момента Т приведена в таблице. Задачу решить по одному из вариантов .


Т, Nм.

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3500

4000

4500





Задача 31


На рисунке упрощенно показана кулачковая муфта с пружинным прижимом одной полумуфты и профиль кулачков в зацеплении углом а.

Определить максимальный крутящий момент, передаваемый муфтой при следующих исходных параметрах: коэффициент трения на поверхности кулачков f =0,1., угол а =300, трением полумуфты по поверхности вала пренебречь. Усилие прижима пружины Р приведено в таблице.


Р,кN

1

1,2

1,3

1,5

1,7

2

2,3

2,5

2,7

3



Задача 11

Приведен рисунок вал-шестерни редуктора.

Назначить посадки и отклонения размеров, назначить шероховатость обрабатываемых поверхностей, ввести допуски формы и расположения геометрических элементов.

2
Задача 12


Построить план скоростей 4х звенного механизма с тремя вращательными и одной поступательной парой.

Ведущее звено 1 связано с ползуном 2 в поступательную пару. Звено 3 связано с ползуном 2 во вращательную пару.

Известны:

Угловая скорость "" звена 1,

размеры : АВ, ВВx, ВС.















Задача 1
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации