Исследовать рабочую систему механизма редуктора

Курсовые и лабораторные по по сопромату

Примеры деталей, работающих на изгиб с кручением, и напряжения, возникающие в поперечном сечении. Определение положения опасной точки при изгибе с кручением круглого вала. Напряженное состояние в опасной точке. Эквивалентные напряжения по 3-й и 4-й теориям прочности для круглого вала. Приведенный изгибающий момент. Выражения по 3-й и 4-й теориям прочности

Балочные системы.

Определение реакций опор и моментов защемления

Иметь представление о видах опор и возникающих реакциях в опорах.

Знать три формы уравнений равновесия и уметь их использовать для определения реакций в опорах балочных систем.

Уметь выполнять проверку правильности решения.

Виды нагрузок и разновидности опор

Виды нагрузок

По способу приложения нагрузки делятся на сосредоточенные и распределенные. Если реально передача нагрузки происходит на пренебрежимо малой площадке (в точке), нагрузку называют сосредоточенной.

Часто нагрузка распределена по значительной площадке или линии (давление воды на плотину, давление снега на крышу и т.п.), тогда нагрузку считают распределенной.

В задачах статики для абсолютно твердых тел распределенную нагрузку можно заменить равнодействующей сосредоточенной силой (рис. 6.1).

Рис.

где q — интенсивность нагрузки; / — длина стержня;

G = ql — равнодействующая распределенной нагрузки.

Разновидности опор балочных систем

Балка — конструктивная деталь в виде прямого бруса, закрепленная на опорах и изгибаемая приложенными к ней силами.

Высота сечения балки незначительна по сравнению с длиной. Жесткая заделка (защемление) (рис. 6.2)

Опора не допускает перемещений и поворотов. Заделку заменяют двумя составляющими силы RAx и RAy и парой с моментом MR.

Для определения этих неизвестных удобно использовать систему уравнений в виде

  

Каждое уравнение имеет одну неизвестную величину и решается без подстановок.

Для контроля правильности решений используют дополнительное уравнение моментов относительно любой точки на балке, например В:


Рис.

Рис.


Шарнирно-подвижная опора (рис. 6.3)

Опора допускает поворот вокруг шарнира и перемещение вдоль опорной поверхности. Реакция направлена перпендикулярно опорной поверхности.

Шарнирно-неподвижная опора (рис. 6.4)

Опора допускает поворот вокруг шарнира и может быть заменена двумя составляющими силы вдоль осей координат.


Рис.

 Рис.


Не известны три силы, две из них — вертикальные, следовательно, удобнее для определения неизвестных использовать систему уравнений во второй формуле:

  

Составляются уравнения моментов относительно точек крепления балки. Поскольку момент силы, проходящей через точку крепления, равен 0, в уравнении останется одна неизвестная сила.

Из уравнения  определяется реакция RBx.

Из уравнения  определяется реакция RBy.

Из уравнения  определяется реакция RAy.

Для контроля правильности решения используется дополнительное уравнение

При равновесии твердого тела, где можно выбрать три точки, не лежащие на одной прямой, удобно использовать систему уравнений в третьей форме (рис. 6.6):

Рис.

{


Контрольные вопросы и задания

1. Замените распределенную нагрузку сосредоточенной и определите расстояние от точки приложения равнодействующей до опоры А (рис. 6.9).

Рис.

2. Рассчитайте величину суммарного момента сил системы относительно точки А (рис. 6.10).

Рис.

3. Какую из форм уравнений равновесия целесообразно использовать при определение реакций в заделке?

4. Какую форму системы уравнений равновесия целесообразно использовать при определении реакций в опорах двухопорной балки и почему?

5. Определить реактивный момент в заделке одноопорной балки, изображенной на схеме (рис. 6.11).

Рис.

6. Определите вертикальную реакцию в заделке для балки, представленной на рис. 6.11.

Пример. Построить линию влияния опорного момента М2 для трехпролетной балки постоянного сечения (рис. 6).

Таблица 1

u

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

α(u)

0,171

0,288

0,357

0,384

0,375

0,336

0,273

0,192

0,099

β(u)

0,099

0,192

0,273

0,336

0,375

0,384

0,357

0,288

0,171

Определим моментные фокусные отношения по формулам (1) и (2) или (3) и (4):

Разбиваем каждый пролет балки на десять частей и составляем расчетную таблицу 2. Таблица составлена следующим образом.

Груз в 1-ом пролете:

Груз во 2-ом пролете:


Груз в 3-ем пролете:

Груз на консоли: 

Опорный момент М3 вычисляется обычным способом. Например, при u = 0,1 имеем M3 = –P·ul= –1·0,1·1= –0,1; при u = 1: M3 = –P·ul= –1·1·1 = –1.

По аналогии строится линия влияния опорного момента М1 (рис. 6, в).

Вычисление потребного диаметра вала при изгибе с кручением. Отличие прямоугольного вала от круглого при расчете на изгиб с кручением. Опасные точки для вала прямоугольного сечения при изгибе с кручением. Использование 5-й теории прочности при расчете на изгиб с кручением и случаи ее использования. Общий случай нагружения колена коленчатого вала. Нагрузки, вызывающие изгиб с кручением щек и шеек вала.
Балочные системы