Задание состоит из трех задач, относящихся к разделам «Теория механизмов и машин», «Сопротивление материалов» и «Детали машин»
Задача № 1
По исходным данным, приведенным в табл.1, выполнить.
1. Структурный анализ механизма [1], [2].
1.1. Начертить схему механизма в масштабе для заданного углом мгновенного положения входного (ведущего) звена. Построение следует начинать с точки О, откладывая угол от оси ОХ или ОУ (см. схему механизма на рис. 2) в сторону вращения ведущего звена механизма.
1.2. Определить количество звеньев и кинематических пар механизма, обозначить на схеме входное (ведущее) звено цифрой 1 и стойку (неподвижное звено) цифрой 0 (кинематические пары обозначают заглавными латинскими буквами);
1.3. Определить степень подвижности механизма и выделить входящую в него структурную группу Ассура, указав вид группы.
2. Кинематический анализ механизма в положении, заданном углом . [1], [2]
2.1. Построить планы скоростей и ускорений для всех указанных на схеме механизма точек При расчете принять значение угловой скорости входного (первого) звена = const.
|
|
2.2. Определить величины и направления угловых скоростей и ускорений звеньев (где = 1, 2, 3, …- порядковый номер звена). Направления угловых скоростей и ускорений указать на схеме механизма круговыми стрелками.
2.3. При определении скоростей и ускорений центров масс звеньев принять, что центр массы звена расположен на середине его длины. Центр массы ползуна принять совпадающим с центром шарнира.
Исходные данные к расчету выбираются из табл. 1 по последней цифре учебного шифра.
Таблица 1
Исходные данные
Вариант | |||||||||||||||||||
, рад / с | |||||||||||||||||||
, град. | |||||||||||||||||||
, м | 0,08 | 0,10 | 0,12 | 0,15 | 0,12 | 0,10 | 0,08 | 0,10 | 0,12 | 0,15 | |||||||||
, м | 0,2 | 0,25 | 0,25 | 0,30 | 0,30 | 0,20 | 0,16 | 0,20 | 0,24 | 0,30 | |||||||||
, м | 0,24 | 0,30 | 0,30 | 0,35 | 0,36 | 0,24 | 0,20 | 0,30 | 0,30 | 0,35 | |||||||||
Рис. 2.
Задача № 2
Рис. 3. Схема вала |
К стальному круглому валу, жестко заделанному одним концом (рис. 3), приложены четыре вращающих момента: , , и .
Требуется:
1. Построить эпюру вращающих моментов.
2. Определить допустимый диаметр вала из расчета на прочность [5]. Допустимые напряжения кручения вала [ ] принять в зависимости от материала вала по прил. 1.
Исходные данные к расчету выбираются по рис. 4 по последней цифре учебного шифра (схема вала) и из табл. 2 по предпоследней цифре учебного шифра.
Рис. 4. Расчетные схемы валов
Таблица 2
Исходные данные
Вариант | |||||||||||
Моменты, кН·м | 2,0 | 1,9 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | |
1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | ||
1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 2,4 | 2,6 | 2,8 | 3,0 | ||
3,6 | 3,3 | 3,0 | 2,7 | 2,4 | 2,1 | 1,8 | 1,5 | 1,2 | 0,9 | ||
Длина, м | 0,1 | 0,15 | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,55 | |
0,2 | 0,22 | 0,24 | 0,26 | 0,28 | 0,30 | 0,32 | 0,34 | 0,36 | 0,38 | ||
0,3 | 0,33 | 0,36 | 0,39 | 0,42 | 0,45 | 0,48 | 0,51 | 0,54 | 0,57 | ||
0,4 | 0,45 | 0,50 | 0,55 | 0,60 | 0,65 | 0,70 | 0,75 | 0,80 | 0,85 | ||
Материал вала | Сталь Ст6 | Сталь | Сталь | Сталь | Сталь | Сталь Ст6 | Сталь | Сталь | Сталь | Сталь |
|
|
Задача № 3
На рис. 5 представлена схема тормозного устройства, состоящего из тормозного барабана 1, тормозных колодок 2, тормозной ленты 3 и рычага 4.
Требуется:
Рассчитать наибольшее тормозное усилие в тормозном устройстве и подобрать размеры поперечного сечения тормозной ленты (, мм), а также количество заклепок на ней. Величина допустимых напряжений среза заклепок [ ] = 140 МПа, напряжений смятия [ ] = 320 МПа, напряжений на разрыв ленты [ ] = 160 МПа. Диаметр заклепки принять равным = 8 мм, коэффициент трения тормозной колодки о барабан = 0,30…0,35.
Рис. 5. Расчетная схема тормозного устройства
Исходные данные к расчету выбираются по табл. 3. Величина тормозного момента и диаметра тормозного барабана принимаются по последней цифре шифра, остальные данные – по предпоследней цифре шифра.
Таблица 3
Исходные данные
Вариант | |||||||||||
Тормозной момент , Н×м | |||||||||||
Диаметр тормозного барабана , м | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | |
Размеры рычага, м | 0,3 | 0,3 | 0,25 | 0,4 | 0,35 | 0,35 | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | |
0,5 | 0,6 | 0,75 | 0,6 | 0,8 | 1,2 | ||||||
Размеры плеч тормоза, м | 0,15 | 0,2 | 0,35 | 0,3 | 0,5 | 0,4 | 0,6 | 0,4 | 0,6 | 0,5 | |
0,15 | 0,2 | 0,35 | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,4 | 0,6 |