schoolМатематика
verifiedРешено AI
Решение задачи: Расчет реакции подшипника Ya
help_outlineУсловие задачи
lightbulbКраткий ответ
Для нахождения реакции Ya необходимо составить уравнение моментов всех сил относительно оси Ox. Рассматриваются моменты сил F и Q.
Подробное решение
Дано:
\[ F = 128 \text{ Н} \]
\[ Q = \frac{F}{2} = \frac{128}{2} = 64 \text{ Н} \]
\[ M = 18 \text{ Н}\cdot\text{м} \]
\[ r = 0,3 \text{ м} \]
\[ a = 0,3 \text{ м} \]
\[ F \parallel Q \parallel Oy \]
Найти: \( Y_A \) — реакцию подшипника \( A \).
Решение:
Для нахождения реакции \( Y_A \) составим уравнение моментов всех сил относительно оси \( Ox \). Ось \( Ox \) проходит через точку \( O \) перпендикулярно плоскости чертежа (на нас).
Рассмотрим моменты сил, действующих на вал:
1. Сила \( F \) создает момент относительно оси \( Ox \). Плечо этой силы равно расстоянию от оси \( Ox \) до линии действия силы вдоль оси \( Oz \), то есть \( a \). Сила \( F \) направлена вдоль \( Oy \), ее момент:
\[ M_{Ox}(F) = F \cdot a \]
2. Сила \( Q \) также создает момент относительно оси \( Ox \). Плечо этой силы равно расстоянию от оси \( Ox \) до точки приложения силы по вертикали, что составляет \( a + a = 2a \). Сила \( Q \) направлена в ту же сторону, что и \( F \):
\[ M_{Ox}(Q) = Q \cdot 2a \]
3. Реакция подшипника \( Y_A \) приложена в точке \( A \). Плечо этой силы относительно оси \( Ox \) равно \( 2a \). Согласно рисунку, \( Y_A \) направлена в положительную сторону оси \( Oy \), значит ее момент будет иметь противоположный знак относительно моментов активных сил:
\[ M_{Ox}(Y_A) = -Y_A \cdot 2a \]
4. Момент пары сил \( M \) направлен вдоль оси \( Oz \), поэтому он не входит в уравнение моментов относительно оси \( Ox \).
Составим уравнение равновесия \( \sum M_{Ox} = 0 \):
\[ F \cdot a + Q \cdot 2a - Y_A \cdot 2a = 0 \]
Разделим все уравнение на \( a \) (так как \( a \neq 0 \)):
\[ F + 2Q - 2Y_A = 0 \]
Выразим \( Y_A \):
\[ 2Y_A = F + 2Q \]
\[ Y_A = \frac{F + 2Q}{2} \]
Подставим численные значения:
\[ Y_A = \frac{128 + 2 \cdot 64}{2} \]
\[ Y_A = \frac{128 + 128}{2} \]
\[ Y_A = \frac{256}{2} \]
\[ Y_A = 128 \text{ Н} \]
Ответ: \( Y_A = 128 \text{ Н} \).