Литература 1, с. 207...218; 2, с. 3...23
Студент должен:
иметь представление:
—о кручении круглого цилиндра;
—о напряженном состоянии в точке;
—о жесткости сечения, о моменте сопротивления при кручении;
—о рациональных формах поперечного сечения и рациональном расположении колес на валу;
—об условностях при расчете цилиндрических винтовых пружин, основах их расчета на прочность;
знать:
—внутренние силовые факторы при кручении;
—распределение напряжений по сечению;
—формулу для расчета напряжения в точке поперечного сечения; —деформации при кручении;
—закон Гука при сдвиге;
—условия прочности и жесткости при кручении;
—порядок расчета цилиндрических винтовых пружин;
уметь:
—строить эпюры крутящих моментов;
—выполнять проектировочные и проверочные расчеты круглого бруса для статически определимых систем;
—проводить проверку на жесткость.
Чистый сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Модуль сдвига. Внутренние силовые факторы при кручении. Эпюры крутящих моментов, кручение бруса круглого поперечного сечения. Основные гипотезы. Напряжения в поперечном сечении. Угол закручивания. Расчеты на прочность и жесткость при кручении, рациональное расположение колес на валу.
Расчеты цилиндрических винтовых пружин растяжения и сжатия.
Литература 1, с. 250...265; 2, с. 115...138
Лабораторная работа №4, №5
Экспериментально чистый сдвиг может быть осуществлен при кручении тонкостенной трубы, поэтому и теоретическое исследование вопроса о деформации сдвига отнесено к теме «Кручение».
Следует обратить внимание на полную смысловую аналогию законов Гука при сдвиге и при растяжении (сжатии), сравнить значения модулей упругости материала при сдвиге и при продольном деформировании (жесткость любого материала при сдвиге меньше). При кручении напряжения распределяются по поперечному сечению неравномерно (в линейной зависимости от расстояния точки до полюса сечения), опасными являются все точки контура сечения, геометрическими характеристиками прочности и жесткости сечения являются соответственно полярный момент сопротивления и полярный момент инерции, значения которых зависят не только от площади, но и от формы сечения. Рациональным (т. е. дающим экономию материала) является кольцевое сечение, имеющее по сравнению с круглым сплошным меньшую площадь при равном моменте сопротивления (моменте инерции). Следует также обратить внимание на вычисление вращающего момента на валу по заданным мощности и угловой скорости вала. По условиям эксплуатации конструкции нельзя допускать больших углов закручивания, так, в зубчатых передачах при значительных углах закручивания валы зубья колес перекашиваются. Следствием может быть выкрашивание поверхностей зубьев и поломка передачи, поэтому необходимая жесткость валов практически всегда должна быть обеспечена.
1.В чем состоит деформация сдвига?
2.Что такое модуль сдвига и как он связан с модулем продольной упругости?
3.Как определяется крутящий момент в произвольном сечении?
4.Какая зависимость существует между передаваемой валом мощностью, вращающим моментом и угловой скоростью?
5.На каких гипотезах и допущениях основаны выводы формул для определения касательных напряжений и углов поворота сечений при кручении бруса круглого сечения?
6.Каков закон изменения напряжений τ по площади поперечного сечения при кручении?
7.Что является геометрическими характеристиками сечения вала при кручении?
8.Почему выгоднее применять валы кольцевого, а не сплошного сечения?
9.Как изменится величина максимальных касательных напряжений и утла закручивания вала, если его диаметр увеличить в два раза?
10.Изменится ли величина максимальных касательных напряжений и угол поворота сечения, если заменить материал вала, например вал сделать не стальным, а из сплава алюминия?
11.Почему из условия прочности и жесткости вала на кручение определяют минимально допустимую, а не максимально допустимую угловую скорость вращения вала?
1.Какова зависимость между допускаемыми напряжениями растяжения, среза и смятия?
2.По каким формулам производят расчет на срез и смятие?
3.По какому сечению (продольному или поперечному) проверяют на срез призматические шпонки?
4.На каких допущениях основаны расчеты на смятие?
Как определяется площадь смятия, если поверхность смятия цилиндрическая, плоская?
Студент должен:
иметь представление:
—о физическом смысле и порядке определения осевых, центробежных и полярных моментов инерции;
—о главных осях и главных центральных моментах инерции; знать :
—формулы моментов инерции простейших сечений;
—способы вычисления осевых моментов инерции при параллельном переносе осей;
уметь:
—определять полярные и главные центральные моменты инерции для сечений, имеющих ось симметрии.
Статические моменты сечений. Осевые, центробежные и полярные моменты инерции. Главные оси и главные центральные моменты инерции. Осевые моменты инерции простейших сечений. Полярные моменты инерции круга и кольца. Определение главных центральных моментов инерции составных сечений, имеющих ось симметрии.
Литература 1, с. 266...277; 2, с. 139...154
В дальнейшем при изучении расчетов на прочность мы будем встречаться с некоторыми геометрическими характеристиками сечений. Это так называемые моменты инерции сечений. Различают полярные и осевые моменты инерции.
В практических расчетах наибольший интерес представляют моменты инерции относительно так называемых главных осей, проходящих через центр тяжести сечения. В дальнейшем будем рассматривать только сечения имеющие не менее одной оси симметрии.
Относительно одной из главных центральных осей момент инерции имеет наибольшее из всех возможных значений, относительно другой — наименьшее. Ось симметрии сечения всегда является одной из главных центральных осей, а другая главная центральная ось ей перпендикулярна.
При изучении темы "Геометрические характеристики плоских сечений" не нужно много времени уделять выводам формул для главных центральных моментов инерции простейших сечений, необходимо обратить внимание на решение задач на определение главных центральных моментов инерции составных сечений, имеющих хотя бы одну ось симметрии.
Необходимо также учесть, что понятия: статический момент сечения, осевые моменты инерции сечения, главные центральные моменты инерции сечения и т. д. встретятся при рассмотрении темы "Изгиб".
1.Каковы геометрические характеристики сечений при растяжении (сжатии), среза, смятии и кручении?
2.Что такое статический момент сечения?
3.Что такое осевой и центробежный моменты инерции плоского сечения?
4.Изменяются ли центробежные и осевые моменты инерции при повороте осей? При параллельном переносе?
5.Что такое главные и главные центральные оси инерции?
6.Какая связь существует между моментами инерции относительно параллельных осей, из которых одна является центральной?
7.Какая существует зависимость между моментами инерции относительно двух взаимно перпендикулярных осей и полярным моментом инерции относительно точки пересечения этих осей?
8.Напишите формулу для вычисления осевых моментов инерции для прямоугольника, равнобедренного треугольника, круга и кольца.
9.Как определяются осевые моменты инерции сложных составных сечений?
Машина есть устройство, создаваемое человеком для изучения и использования законов природы с целью облегчения физического и умственного труда, увеличения его производительности и облегчения путем частичной или полной замены человека в его трудовых и физиологических функциях.
Следовательно, машину характеризуют следующие признаки:
—преобразование энергии в механическую работу или преобразование механической работы в другой вид энергии;
—определенность движения всех ее частей при заданном движении одной части;
—искусственность происхождения в результате труда человека. Усвоив основные определения, классификацию машин и тенденции развития
отечественного машиностроения, следует особое внимание уделить изучению вопросов стандартизации и системы документации: конструкторской (ЕСКД), технологической (ЕСТД) и допусков (ЕСТП), их роли в общем процессе машино — и приборостроения, а также в процессе ремонта и обслуживания их.
Изучая вопросы критериев работоспособности и расчета деталей машин, следует уяснить, что эти расчеты имеют ряд особенностей. В частности, широко используются эмпирические зависимости и формулы, являющиеся результатом обобщения опыта проектирования и расчета деталей машин.
Проектирование требует всестороннего анализа поставленной задачи, учета ряда специфических факторов и условий работы деталей, узла, машины. Рационально спроектированная машина должна быть прочной, долговечной, возможно дешевой и экономичной в работе, должна быть безопасной при обслуживании. Окончательные размеры деталей машины определяются не только расчетами, но и требованиями стандартов, принятой технологией производства, условиями эксплуатации и техникой безопасности.
1.Что рассматривается в разделе курса "Детали машин"?
2.Какая разница между машиной и механизмом?
3.Какие детали называются деталями общего назначения?
4.Укажите современные тенденции в развитии машиностроения.
5.Каковы условия, определяющие рациональность конструкции машин и ее узлов?
6.Каково значение взаимозаменяемости и стандартизации в машиностроении ?
7.Что такое унификация деталей и сборочных единиц и каково ее значение в машиностроении?
8.Каковы основные критерии работоспособности и расчета деталей машин?
Студент должен:
иметь представление:
—о сварных соединениях;
—об основных видах: сварки;
—об основных типах сварки швов;
—о клеевых соединениях; знать:
—достоинства, недостатки, область применения сварных соединений;
—классификацию сварных соединений;
—достоинства, недостатки, область применения клеевых соединений; уметь:
—выполнять проверочные расчеты сварных соединений встык и внахлестку;
—выбирать по справочникам допускаемые напряжения.
Сварные соединения: достоинства, недостатки, область применения. Основные типы сварных швов. Краткие сведения о расчете сварных соединений при осевом нагружении. Клеевые соединения: достоинства и недостатки, область применения.
Литература 4, с. 44...64; 5, с, 355...364