Методические рекомендации к решению задачи 2
Задача 2 на исследование движения твердых тел. При решении задач следует учитывать:
- формулы, определяющие кинематические характеристики тела и его точек, зависят от типа движения тела. Поэтому предварительно необходимо определить типы движения тел рассматриваемой системы;
- следует начинать определение кинематических характеристик с того тела, движение которого задано;
- если два тела находятся в зацеплении, то точка зацепления, общая для обоих колес, имеет одинаковую для одного и другого колеса скорость; если два колеса связаны нитью, то точки нити и точки ободов колес имеют одинаковые для данного моментов времени по модулю скорости (при этом считается, что отсутствует проскальзывание нити по ободу).
Пример 2
Определить скорость, касательное, нормальное и полное ускорение точки М механизма, показанного на рисунке 2.1 в момент времени t =10. Груз 1 опускается по закону S=0,4(t3 +2t) м, R1=0,1 м; R 2=0,15 м; R3=0,3 м; R4=0,6м.
Дано: S=0,4(t3 +2t), R1= 0,1м, R2= 0,15м, R3= 0,3м, R4= 0,6м
Определить
Рис.2.1 Рис.2.2
Решение
1.Скорость груза 1 и скорость точки В нити (вектора скоростей и ускорений см.рис.2.2)
2. Угловая скорость ступенчатого колеса 2
3. Скорость точки А
4. Угловая скорость колеса 3
5.Угловое ускорение колеса 3
6. Cкорость точки М
При t=2c: VM=(6*22-4)0,15=3 м/с
7. Нормальное ускорение точки М (рис. К. 11)
При t=2c;
8. Тангенциальное ускорение точки М
При t=2c:
9.Полное ускорение точки М
Методические рекомендации к решению задачи № 3
1. Определяем опорные реакции.
2. Балку разбиваем на участки. Для участков нагружения балки в общем виде определяем поперечные силы и изгибающие моменты.
3. Строим эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.
4. Определяем опасное сечение.
5. Из условия прочности определяем
(1)
- изгибающий момент в опасном сечении, Wz - осевой момент сопротивления (берется из таблиц)
(2)
Имея выражения для [М], определяем численные значения внешних нагрузок q, F или М.
Указания к решению задачи № 4
1. Условие прочности вала τmax = │Mk │max/Wp ≤ [τ]
где: rmax- максимальное напряжение в опасном сечении вала;
│Mk │max - абсолютная величина крутящего момента в опасном сечении;
Wp - полярный момент сопротивления сечения вала
Wp = πD3/16 ( 1-c4) ≈ 0,2 D3( 1-c4), c = d/D
На рис. 2. обозначено d = d1, D = d
Наружный диаметр вала из условия прочности
D ≥
внутренний диаметр вала d = cDи
2. Угол закручивания на участке вала длиной /i,
Jp - полярный момент инерции
Для вала круглого сплошного сечения с = 0.
3. Относительный угол закручивания на участке вала i
Условие жесткости
4. Наружный диаметр вала из условия жесткости
5. Определяем О для сплошного сечения вала (с = 0) Внутренний диаметр вала d = сD (для вала с отверстием).
6 Определяем экономию материала.