Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил

Башкирский колледж архитектуры, строительства и коммунального хозяйства

 

Специальность                                              УТВЕРЖДАЮ

    23.02.04                                 Заместитель директора по УМР

                                                             __________ Р.Н. Аслаева

                                                             «___» ___________ 2020

 

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

по выполнению практических работ

 

Дисциплина: ОП.02 Техническая механика

 

 

Согласовано:	Разработали:
Руководитель методической службы ____________ Н.В. Дмитриева «___»__________2020	Преподаватель ____________ А.Н. Иванов «___»__________2020
Председатель ПЦК 23.02.04 ____________ А.Н. Иванов «___»__________2020	Преподаватель ____________ О.Л. Семёнова «___»__________2020

 

 

2020

Содержание

Введение	3
Практическая работа № 1 Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил.	5
Практическая работа № 2 Определение опорных реакций балок.	10
Практическая работа № 3 Определение центра тяжести сечения.	14
Практическая работа № 4 Расчет материалов на прочность при растяжении и сжатии.	19
Практическая работа № 5 Расчет соединения на срез и смятие.	25
Практическая работа № 6 Расчет на прочность и жесткость при кручении.	28
Практическая работа № 7 Расчет на прочность при изгибе.	31
Практическая работа № 8 Расчет разъемных и неразъемных соединений на срез и смятие.	35
Практическое занятие № 9 Кинематический и силовой расчет передачи.	41
Практическое занятие № 10 Расчет зубчатой передачи.
Практическая работа № 11 Расчет передачи винт-гайка.
Практическая работа № 12 Расчет клиноременной передачи.
Практическая работа № 13 Расчет цепной передачи.
Практическая работа № 14 Расчет вала на прочность по эквивалентным напряжениям
Список литературы
Приложения

Введение

Методическое пособие по выполнению практических работ по общепрофессиональной дисциплине ОП.02 Техническая механика» предназначено для обучающихся по специальности 23.02.04 Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям).

Дисциплина ОП.02 Техническая механика состоит из трех разделов: «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов» и «Детали машин». По рабочей программе учебной дисциплине предусмотрено на практические занятия 28 часов. И охватывают все разделы и темы дисциплины ОП.02 Техническая механика.

Данное методическое пособие способствует освоению  обучающимися умений и знаний, а так-же формированию общих и профессиональных компетенций:

Код ПК, ОК	Умения	Знания
ОК 01, ОК 02, ОК 04, ПК 2.3, ПК 3.2, ПК 3.3,	- выполнять основные расчеты по технической механике; - выбирать материалы, детали и узлы, на основе анализа их свойств, для конкретного применения; - выполнять испытания материалов и конструкций	- основы теоретической механики, сопротивления материалов, деталей машин; - основные положения и аксиомы статики, кинематики, динамики и деталей машин; - элементы конструкций механизмов и машин; - характеристики механизмов и машин

Методическое пособие позволяет выполнять практические работы, как в рамках учебного урока, так и дома, самостоятельно. Для этого в приложениях приведена вся необходимая справочная информация: Сортамент прокатной стали, Параметры электродвигателей, Механические характеристики сталей, Размеры и значения мощности и коэффициентов для клиновых ремней. Для более полного ознакомления с темами учебного курса приведен список рекомендуемой литературы.

Работа выполняется обучающимися в соответствии с индивидуальным вариантом, в ученической тетради для практических работ или с использованием ПК. Вариант состоит из двух цифр – порядкового номера обучающегося в журнале. По одной цифре выбирается схема, а по другой числовые значения параметров. После выполнения каждая практическая работа защищается преподавателю. Схемы вычерчивается с помощью карандаша и линейки с соблюдением масштаба.

При оформлении работы необходимо соблюдать принятые обозначения и последовательность записей, руководствуясь действующим стандартом предприятия и требованиями ЕСКД.

 

 

Раздел 1 Теоретическая механика

Практическая работа № 1

Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил

Цель работы:

1 Научиться определять реакции в стержнях кронштейна аналитическим методом.

2 Составлять уравнения равновесия плоской системы сходящихся сил.

3 Научиться определять реакции в стержнях кронштейна графическим методом.

 

(аналитический способ)

Последовательность решения задачи:

1 Выбрать тело (точку), равновесие которого следует рассматривать.

2 Освободить тело (шарнир В) от связей и изобразить действующие на него силы и реакции отброшенных связей. Причем реакции стержней следует направить от шарнира В, так как принято предлагать, что стержни растянуты.

3 Выбрать оси координат и составить уравнения равновесия, используя условия равновесия системы сходящихся сил на плоскости.

∑ F_{i х} = 0;

∑ F_{i у} = 0,                                             (1)

Выбирая оси координат, следует учитывать, что полученные уравнения будут решаться проще, если одну из осей направить перпендикулярно одной из неизвестных сил.

4 Определить реакции стержней из решения указанной системы уравнений.

5 Проверить правильность полученных результатов, решив уравнения равновесия относительно заново выбранных координат Х и У.

 

 

Пример. Определить реакции стержней, удерживающих грузы

F₁=70 кН и F₂=100 кН (рис. 1). Массой стержней пренебречь.

 

Рисунок 1 - Схема задачи

Решение:

1 Рассматриваем равновесие шарнира В (рисунок 1).

2 Освобождаем шарнир В от связей и изображаем действующие на него активные силы и реакции связей (рисунок 2).

3 Выбираем систему координат, совместив ось У по направлению с реакцией R₂ (рисунок 2) и составляем уравнения равновесия для системы сил, действующих на шарнир В:

Рисунок 2 - Выбор систем координат

∑ F_{i х} = 0; - R₁ × cos 45° + F₂ × cos 30° = 0 (1)

∑ F_{i у} = 0; R₁ × cos 45° + R₂ + F₂ × cos 60° - F₁ = 0 (2)

 

4 Определяем реакции стержней R₁ и R₂ решая уравнения.

Из уравнения (1) получаем

 

Подставляя найденное значение R₁ в уравнение (2), получаем

R₂ = F₁ - F₂ × cos 60° - R₁ × cos 45° = 70 - 100× 0,5 - 122 × 0,707 = - 66,6 кН

 

Знак минус перед значением R₂ указывает на то, что первоначально выбранное направление реакции неверное - следует направить реакцию R₂ в противоположную сторону, то есть к шарниру В (на рисунке 3 истинное направление реакции R₂ показано штриховым вектором).

Рисунок 3 - Истинное направление реакций

 

5 Проверяем правильность полученных результатов, выбрав новое расположение осей координат Х и У (рисунок 4). Относительно этих осей составляем уравнения равновесия:

Рисунок 4 - Выбор систем координат

 

å F_{i х} = 0; - R₂ × cos 45° + F₂ × cos 15° - F₁ × cos 45° = 0 (3)

å F_{i у} = 0; R₁ - F₁ × cos 45° - R₂ × cos 45° - F₂ × cos 75° = 0 (4)

 

Подставляем значения реакций R₁ и R₂, полученные при решении уравнений (1) и (2), в уравнения (3) и (4).

Условия равновесия ∑ F_{i х} = 0; ∑F_{i у} = 0 выполняется следовательно, задача решена правильно.

 

 

Таблица 1 Исходные данные (первая цифра варианта)

Первая цифра варианта	F1, кН	F2, кН
0	10	25
1	20	35
2	30	45
3	40	55

 

Таблица 2 Схемы кронштейнов (вторая цифра варианта)

(графический способ)

Последовательность решения задачи:

1 Выбрать масштаб. (Например 1кН=10мм, или 10кН=5мм.);

2 В выбранном масштабе построить одну из известных сил (НапримерF₁);

3 Из конца построенной силы провести вторую известную силу (F₂);

4 Через начало силы F₁ и конец силы F₂ провести прямые, параллельные реакциям R₁ и R₂, до взаимного пересечения;