техническая механика задания для контрольных работ №1, №2
методическая разработка

3.3.4. Задания для контрольных работ №1, №2.

Контрольные задания для рубежного контроля состоят из теоретических вопросов  и расчетно-графической работы №1 и №2.

 Вопросы к контрольной работе №1.

1. Статика. Аксиома статики.
2. Связи. Типы связей.
3. Система сходящихся сил. Разложение сил.
4. Сложение сил.
5. Пара сил. Момент пары. Сложение пар.
6. Пространственная система сил. Параллелепипед сил.
7. Момент силы относительно оси. Равновесие пространственной системы сил.
8. Центр тяжести параллельных сил.
9. Центр тяжести тела, центр тяжести простейших фигур.
10. Кинематика. Движение точки.
11. Скорость точки. Ускорение точки.
12. Поступательное и вращательное  движение твердого тела.
13. Линейные скорости и ускорение.
14. Динамика. Законы динамики.          
15. Силы инерции. Уравновешивающий механизм.
16. Работа постоянной силы на прямолинейном участке сети.
17. Мощность.
18. Работа переменной силы на криволинейном участке пути. Сила тяжести.
19. Импульс силы. Количество движения.
20. Сопротивление материалов. Классификация нагрузок.
21. Напряжение. Метод сечений.
22. Растяжение и сжатие. Напряжение и деформация.
23. Закон Гука при растяжении и сжатии.
24. Продольные силы. Их эпюры.
25. Диаграмма растяжения низкоуглеродистой стали.

ЗАДАЧИ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ №1. Для двухопорной балки, нагруженной сосредоточенными силами F1, F2 и парой сил с моментом М построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов по всей длине балки, указать участок чистого изгиба. Определить:

I) реакции опор балки;

II) размеры поперечного сечения балки в форме круга, приняв [σ]=160 МПа.

Данные своего варианта взять из табл. РГР № 2

Таблица РГР № 2

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ №1

Для двухопорной балки, нагруженной сосредоточенными силами F1, F2 и парой сил с моментом М определить:

I) реакции опор балки;

II) размеры поперечного сечения балки в форме круга, приняв [σ]=160 МПа.

ДАНО: F1 =15 кН; F2 =4 кН; М=2 кН∙м. НАЙТИ: RA, RВ; А.

РЕШЕНИЕ I:

1. Изобразим балку с действующими на нее нагрузками. Строим расчетную схему балки.

2. Составляем уравнения равновесия и определяем неизвестные реакции опор:

∑MA(Fk )=0, F2·AC+RBy·AB+M=0;

RBy=(F2·3-M)/4; RBy=(-4·3-2)/4=-14/4=-3,5 кН.

∑Fky=0, RAy+F1+F2+RBy=0, RAy=-F1-F2-RBy=-15-4+3,5=-15,5 кН.

3. Проверяем правильность найденных результатов:

∑MB(Fk )=-RAy·AB-F1·АB+M-F2·BD=15,5·4-15·4+2-4·1=0.

РЕШЕНИЕ II:

1. Делим балку на участки по характерным точкам: AC, CB, DB.

2. Определяем ординаты и строим эпюру Qy:

AC, сечение I-I, справа Qy1=RAy+F1=-15,5+15=-0,5 кН.

CВ, сечение II-II, справа Qy2=RAy+F1+F2=-15,5+15+4=-3,5 кН.

DВ, сечение III-III, слева, Qy3=0 кН.

3. Определяем ординаты и строим эпюру Мх:

AC, сечение I-I, справа, 0≤z1≤3 м, Мх1=RAy·z1+F1·z1,

при z1=0 Мх1=0; при z1=3 м Мх1=-15,5·3+15·3=-1,5 кН∙м.

CВ, сечение II-II, справа, 0≤z2≤1 м, Мх2=RAy·(3+z2)+F1·(3+z2)+F2·z2,

при z2=0 Мх2=-1,5 кН∙м; при z2=1 м Мх2=-15,5·4+15·4+4·1=2 кН∙м.

DB, сечение III-III, слева, 0≤z3≤1 м, Мх3=М=2 кН.

4. Проверяем правильность построения эпюр на участке AС:

dМх1/dz=d(RAy·z1+F1·z1)/dz=RAy+F1=Qy1=-0,5 кН.

5. Исходя из эпюры Мх: ⎢Мх max⎥=2,0 кН·м=2,0·106 Н·мм.

6. Определяем осевой момент сопротивления сечения:

Wx≥⎢Мх max⎥/[σ]≥2000000/160≥12500 мм3.

7. Находим диаметр поперечного сечения балки:

=50мм. Принимаем d=50 мм.

ОТВЕТ: RB=-3,5 кН; RA=-15,5 кН; d=50 мм.

Вопросы к контрольной работе №2.

1. Смятие.
2. Срез. Сдвиг.
3. Закон Гука при сдвиге.
4. Кручение.
5. Изгиб.
6. Конические зубчатые передачи. Схема, геометрические параметры, область применения, сила, действующая в зубьях.
7. Виды подшипников скольжения и качения. Маркировка, монтаж на вал, способ смазки.
8. Последовательность расчета конической зубчатой передачи.  Область применения. Преимущества и недостатки.
9. Виды валов. Область применения, конструкция.  Подбор диаметра вала.
10. Расчет вала косозубого цилиндрического редуктора на прочность и жесткость.  Область применения валов, конструкция.
11. Виды подшипников качения в зависимости от нагрузки. Расчет на статическую грузоподъемность.  Область применения, конструкция. Серии подшипников.
12. Классификация подшипников качения.  Область их применения, материалы и методы изготовления.
13. Последовательность расчета цилиндрической передачи.  Область применения передач. Преимущества и недостатки.
14. Подшипники качения.  Достоинства и недостатки. Область применения.
15. Расчет ременной передачи. Типы ремней по ГОСТу.  Область применения. Преимущества и недостатки.
16. Резьбовые соединения, типы резьбы. Область применения, достоинства и недостатки.
17. Последовательность расчета конических зубчатых колес. Область применения.
18. Цепные передачи. Силы, действующие в зацеплении, шаг цепей по ГОСТу.
19. Ременная передача, силы напряжения в ремнях. Область применения.
20. Цепная передача. Достоинства и недостатки. Геометрические соотношения, маркировки цепей.
21. Расчет осей на прочность и жесткость. Конструкция осей, материалы.
22. Усталосное разрушение. Требования, предъявляемые к конструкции деталей машин.
23. Червячная передача. Последовательность расчета. Область применения. Преимущества и недостатки.
24. Шпоночные соединения. Достоинства и недостатки. Расчет и подбор шпонок.
25. Шлицевые соединения. Типы шлиц и расчет шлицевых соединений.

ЗАДАЧИ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ №2. Для стальной консольной балки построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов; подобрать из условия прочности необходимый размер двутавра (швеллера), приняв []=160МПа. Данные своего варианта взять из таблицы к ПЗ № 4

Таблица ПЗ № 4

Примечание. Профиль сечения балки:

для четных вариантов – двутавр; для нечетных – швеллер.

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ №2

ЗАДАЧА 2. Жестко заделанная консольная балка АВ нагружена, как показано на рис. ПЗ №4. Построить эпюры Qy и Mx, подобрать сечение в форме двутавра.

ДАНО: F=20 кН; q=21 кН/м; М=28 кН∙м; [σ]=160 МПа.

НАЙТИ: Qy; Мх; Wх.

РЕШЕНИЕ: 

1. Изобразим балку (см. рис. ПЗ №4, а).

2. Делим балку на участки по характерным точкам: ВС, СD, DA.

3. Определяем Qy на каждом участке и строим эпюру (см. рис. ПЗ № 4, б): 

ВС, сечение I-I, слева, 0≤z1≤3 м Qy1=0.

СD, сечение II-II, слева, 0≤z2≤2 м; Qy2=F=20 кН.

DA, сечение III-III, слева, 0≤z3≤2 м, Qy3=F-q·z3,

при z3=0 Qy3=F=20 кН; при z3=2 м Qy3=F-q·2=20-21·2=20-42=-22 кН.

Qy3=0 при z3'=0,95 м.

4. Определяем Мх на каждом участке и строим эпюру (см. рис. ПЗ № 4, в): 

ВС, сечение I-I, слева, 0≤z1≤3 м; Мх1=М=28 кН∙м.

СD, сечение II-II, слева, 02<2 м, Мх2=М-Fz1,

при z2=0 Мх2=М=28 кН∙м; при z2=2 м Мх2=М-F·2=28-20·2=-12 кН·м.

DA, сечение III-III, слева, 0<z3<2 м, Мх3=М-F(z2+2)+qz2 /2,

при z2=0 Мх3=28-20·2=-12 кН·м;

при z2=2 м Мх3=28-20·4+21·22/2=-10 кН·м;

при z2=0,95 м Мх3=28-20·2,95+21·0,952 /2=-21,5 кН·м.

Исходя из эпюры Мх.: ⎢Мх max⎥=28 кН·м=28·106 Н·мм.

5. Определяем осевой момент сопротивления сечения:

Wx ≥⎢Мх max⎥/[σ]; Wx≥28000000/160≥175000 мм3≥175 см3.

По ГОСТ 8239-89 выбираем двутавр № 20 с Wх=184 см3.

ОТВЕТ: Wх=184 см3 ― двутавр № 20 по ГОСТ 8239-89