Файл: Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике (1975).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.06.2024

Просмотров: 1145

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

жестко

заделана в кожухе и может

вращаться

вместе с

ним

вокруг

задней

оси

автомобиля.

 

 

 

 

 

Найти

 

относительно

корпуса

автомобиля

ускорения

четырех

точек

Mi,

 

M2> Ма и М4

'сателлита,

лежащих на концах двух

диамет-

ров,

как

показано на чертеже.

 

 

 

 

Ответ:

•йг>1 = 210,4

см{сек\

w2 = 90,8

см{сек&\

w3

= wu =

6= 173,4

см/сек2.

 

 

 

 

 

м.

Кзадаче 25.17.

25.18(628). В дифференциале зуборезного станка ускорительное

колесо

4

сидит

на4 ведущем валу а

свободно, вместе со скреплен-

ным с ним жестко колесом 1. На

конце

ведущего

вала а сидит

головка,

несущая ось

СС сателлитов

22.

 

а

Определить

угловую

скорость

ведомого

ва-

 

^Ik

ла

b

с

наглухо

заклиненным

колесом 3 в

 

 

пяти

случаях:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

Угловая

скорость

ведущего

вала

wa,

 

 

угловая

скорость

ускорительного

 

колеса

 

 

4

2)

 

Угловая

скорость ведущего

вала

шда

 

 

ускорительное

колесо

вращается

в

ту

же

 

 

сторону,

что и ведущий

вал, с угловой ско-

=

*==*

ростью

о)4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Ускорительное колесо и ведущий вал

 

 

вращаются

в

одну

и ту же сторону

с рав-

 

 

ными

УГЛОВЫМИ

СКОРОСТЯМИ 0)4= (Ва.

 

 

 

 

 

 

4) Ускорительное колесо и ведущий вал

К

задаче 25.18.

вращаются

в

одну

и ту

же сторону, причем

42 й

5)Угловая скорость ведущего вала «>а, ускорительное колесо вращается в противоположную сторону с угловой скоростью ш4.

Ответ: 1) шй = 2«)а; 2) шл= 2а>а — ш4;

3)ш6 = о>0; 4) сой = О; 5) щ = 2u>s -f ш4.

25.19(629). В дифференциале зуборезного станка, описанном в

предыдущей задаче, угловая ^скорость ведущего вала шо = 60 об/мин.

1*

195


Определить, какова должна быть угловая скорость ускорительного колеса, чтобы ведомый вал был неподвижен.

Ответ: и>4 = 120 об/мин.

 

 

 

 

 

 

25.20 (630). В дифференциале зуборезного

станка ускорительное

колесо 4 несет на себе ось сателлитов.

Угловая скорость

ведущего

Бала шо. Определить угловую скорость

ведомого

вала в следующих

трех слу-

чаях:

 

 

 

 

 

 

1) Ускорительное

колесо 4

вра-

щается

в сторону

ведущего

вала

с уг-

ловой

скоростью

ш4 = ша.

 

 

2) То же, но вращения ведущего

вала и ускорительного

колеса противо-

положны

по направлению.

 

 

3) Ускорительное

колесо и ось са-

теллитов

неподвижны.

 

 

 

Ответ: 1) и)й а ; 2) u>u = — Зсоа;

3)U)fe = — Ша.

Кзадаче 25.20. 25.21 (631) . В СТЭНОЧНОМ диффе-

ренциале коническое колесо / заклинено на ведущем валу а, на конце ведомого вала b сидит головка, несущая ось СС сателлитов 22. На том же валу свободно сидит коническое колесо 3, составляющее одно целое с червячным колесом 4.

Определить передаточное число при неподвижном червяке 5, аследовательно, и колесах 4 и 3, если все конические колеса одного радиуса.

 

 

Ответ: ^ = 0,5.

 

 

и

 

 

ш

 

 

[

 

 

I

К задаче 2521.

К задаче 25.22.

25.22 (632). Двойной дифференциал состоит из кривошипа ///,

который может вращаться

вокруг неподвижной оси аЪ. На кривошип

свободно насажен

сателлит

IV, состоящий из двух наглухо скреплен-

ных между собой

конических зубчатых колес радиусов ri = 5\cw

и г2 = 2 см. Колеса эти соединены с двумя коническими зубчатыми колесами / и // радиусов /?j = lO см и R%—5 см, вращающимися вокруг оси ab, но с кривошипом не связанными. Угловые скорости

196


колес / и II соответственно

равны: со£ = 4,5

сек'1

и

ш2

= 9

сек'1.

Определить

угловую

скорость

кривошипа со3

и угловую

скорость

са-

теллита по отношению к кривошипу

u>i3, если

оба

колеса вращаются

в одну и ту же сторону.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

ш3 = 7 сек'1;

ш43 = 5

сек'1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25.23 (633). Решить предыдущую задачу, предполагая, что зубча-

тые колеса / и // вращаются в противоположные стороны.

 

 

 

 

Ответ: ш3 = 3 сек'1;

ш43 = 15

сек'1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25.24

(634).

 

Крестовина

ABCD универсального шарнира Кар-

дана — Гука {АВ

J_ CD), употребляемого при передаче вращения между

пересекающимися

осями,

вращается

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вокруг неподвижной

точки

Е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти

отношение

wi/u>2

 

для ва-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лов, связанных крестовиной, в двух

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

случаях:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

когда

 

плоскость

вилки

ABF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

горизонтальна,

а

плоскость

 

вилки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CDQ

вертикальна;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К задаче

25.24.

 

 

 

 

2)

когда

плоскость

вилки

ABF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вертикальна,

а

 

плоскость

 

вилки

 

CDQ

 

ей

 

перпендикулярна.

 

Угол между

осями валов

постоянный: а =

60°.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

1) o>1/to2= l/cosa = 2;

2)

ш1г= cos a = 0,5.

 

 

 

 

 

 

25.25

(635).

Шаровая

дробилка состоит из полого

шара

диамет-

ром d = 1 0

см,

сидящего

на оси

АВ,

на которой

заклинено

колесо

е

числом

зубцов

z4 = 28.

Ось

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АВ закреплена во вращающей-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ся

раме

/

в

подшипниках

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

Ь.

Рама

/

составляет

одно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

целое с осью CD,

приводящей-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ся во вращение при помощи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рукоятки Я/. Вращение шаровой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дробилки

вокруг

оси

АВ

осу-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ществляется при помощи зуб-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чатых колес с числами зубцов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2! = 80, z

2 = 43,

 

2з = 28,

при-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чем первое из них неподвижно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить абсолютную

уг-

 

 

 

 

К задаче

25.25.

 

 

 

ловую скорость, угловое

уско-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рение дробилки

и скорости

 

и ускорения двух точек Е

и F, лежащих

в рассматриваемый момент времени на оси CD, если

рукоятку

вра-

щают

с посюянной угловой

скоростью

to= 4,3

сек'1.

 

 

 

 

 

 

Ответ:

с«о = 9,08

сек'1;

 

е = 34,4

сек'2;

 

vE

— vF

= 40

см/сек;

 

 

 

 

WE = wF

=468»

смI сек2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25.26

(636). Поворотная

часть

моста поставлена

на

катки

в виде

конических

зубчатых

колес

К,

оси которых

закреплены

в

кольцевой

раме

L наклонно, так

что

их

продолжения пересекаются

в

геометри-

ческом центре плоской опорной шестерни, по которой перекатываются опорные зубчатые колеса К.

197


Найти

угловую скорость

и угловое

ускорение конического

катка,

скорости

и

ускорения точек А,

В, С

(Л —центр

конического

зубча-

того

колеса

ВАС), если радиус основания катка

г =

25 см, угол при

вершине

2а, причем

cos а =

84/85. Угловая

скорость

вращения коль-

цевой

рамы

вокруг

вертикальной

оси

шо

=

const = 0,1

сек'1.

 

Ответ:

« = 0,646 сек'1;

£=

0,0646

сек'*;

vA

=

15,92

см/сек,

vB =

31,84

см/сек, г/с = 0;

wA=

1,595

см/сек9,

wB=

 

11 см/сек\

wc=

10,54

см/сек2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К. задаче 2526

 

 

 

К задаче 2527.

25.27. Тело движется в пространстве, причем вектор угловой ско-

рости

тела

равен

ю

и направлен в данный

момент по оси г. Ско-

рость

точки

О

тела

равна

Ф0 И образует с осями у, z

одинаковые

углы, равные 45°. Найти точку твердого

тела,

скорость

которой бу-

дет наименьшей, и определить величину

этой

скорости.

 

Ответ: i)m m

=

i>ocos 45°. Такова скорость точек мгновенной винто-

вой оси, параллельной

оси z,

проходящей

через точку с координатами

 

 

 

 

х=

v°cos 4 У

у = 0

 

 

25.28. Тело

А

вращается

с угловой

скоростью Oj вокруг оси у

и движется

поступательно

со скоростью

©i вдоль той же оси. Тело В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

со.

О

у

К задаче 25.28.

К задаче 25.29.

движется поступательно со скоростью ©г, образующей угол а с осью у. При каком соотношении Vi/v^ движение тела А по отношению к телу В

198


будет чистым вращением? Где при этом будет лежать ось вращения?

Ответ: При т^/г^ ==cos а относительное движение тела А по отношению к телу В будет чистым вращением вокруг оси, параллельной у и отстоящей от нее на расстоянии

. Vi sin

отложенном по перпендикуляру, восставленному к оси у и составляющей поступательной скорости v2 sin a.

25.29. Твердое тело, имеющее форму куба со стороной а = 2 м, участвует одновременно в четырех вращениях с угловыми скоростями

(Oj = щ = 6 сек-1,

со2 = Из= 4 сек*1.

 

Определить результирующее движение

тела.

 

Ответ: Тело движется

поступательно

со скоростью <о,

проекции

которой равны 1),* = — 1 2

см/сек,

1^=12

cMJceK,v2 —8

см[сек.

ОТДЕЛ ТРЕТИЙ

ДИНАМИКА

 

 

 

Г Л А В А

IX

 

 

 

 

 

 

 

 

ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ

 

 

 

§

26. Определение

сил

по

заданному движению

 

 

26.1 (637). В шахте опускается равноускоренно лифт весом 280 кГ;

в первые 10 сек он проходит 35 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти натяжение каната, на котором висит лифт.

 

 

 

Ответ:

260

кГ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26.2 (638). Горизонтальная платформа, на которой

лежит

 

груз

весом 10 и, опускается

вертикально

вниз с ускорением 4 м/сек*.

Найти

давление, производимое грузом

на платформу

во

время

их совместного спуска.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

5,92

н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26.3 (639). К телу

весом

Р =

3

и, лежащему

 

на столе, привязали

нить, другой конец которой

держат

в

руке.

 

 

 

 

 

 

Какое

ускорение надо сообщить

руке, поднимая тело вверх по

 

 

 

 

 

 

вертикали,

чтобы

нить

оборвалась,

 

 

 

 

 

 

если

она

рвется

при

натяжении

 

 

 

 

 

 

Т =

4,2 я?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: w =

3,92 м/сек1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26.4 (640). При подъеме клетки

i.JL^___^

L—\—L

 

лифта график скоростей

имеет

вид,

 

изображенный на чертеже. Вес клег-

 

 

 

10 сен

 

ки

равен 480 кГ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К задаче 26 4.

 

 

 

 

Определить

 

натяжения Ти

Тъ

 

 

 

 

 

 

7*з каната, к которому привешена

клетка, в течение трех

промежутков

времени: 1) от ^ = 0 до t =

 

2 сек,

2) от t = 2 сек

до t =

8 сек

и 3) от

t = 8 сек

до

^ = 1 0 сек.

 

 

Ответ:

Г, =

602,4 кГ;

7"2 =

480кГ;

Гд =

357,6 кГ.

 

 

26.5 (641). Камень

весом

3 я, привязанный к нити длиной

1 м,

описывает

окружность

в вертикальной

плоскости.

 

 

 

 

 

Определить наименьшую угловую

скорость ш камня, при которой

произойдет

разрыв нити, если

сопротивление ее

 

разрыву

равно 9 «.

Ответ:

<о =

4,44

сек'1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26.6 (642). На криволинейных участках железнодорожного пути

возвышают

наружный

рельс

над внутренним для

того, чтобы

давле-