Примерная программа учебной дисциплины
ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Для студентов-заочников образовательных учреждений
Среднего профессионального образования
Железнодорожного транспорта
По специальности(группы специальностей)
Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям)
базовый уровень
среднего профессионального образования
Москва
Методические указания составлены в соответствии с примерной программой дисциплины «Техническая механика» по специальности 190629
Техническая эксплуатация подъемно- транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям) Председатель УМС И.В. Свешников
Автор - преподаватель Вологодский техникума железнодорожного транспорта - филиал Федерального Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский университет путей сообщения Смирнова Т. Б.
Рецензент -
Содержание
1. Введение…………………………………………………. 3
2. Примерный тематический план и содержание дисциплины «Техническая механика»…………………………………… 5
3. Примерна программа учебной дисциплины…………… 15
4. Контроль и оценка результатов освоения учебной
дисциплины…………………………………………………40
5. Таблица вари антов…………………………………………41
6. Задачи на контрольную работу №1………………………..43
7. Методические указания к выполнению контрольной
работы №1………………………………………………… 54 8. Задачи на контрольную работу №2……………………….75
9. Методические указания к выполнению контрольной
работы №2…………………………………………………..78
10. Примерная тематика лабораторных и практических
заданий………………………………………………………87
11. Перечень рекомендуемых учебных изданий, интернет –
ресурсов и дополнительной литературы…………………..88
ВВЕДЕНИЕ.
Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольных заданий разработаны на основании примерной программы, утвержденной Министерством образования РФ.
Данная дисциплина изучается с целью получения знаний об основных законах движения и равновесия материальных тел, методах расчета элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость, а так же устройстве, области применения и методах проектирования деталей машин и механизмов. При изучении дисциплины «Техническая механика» необходимо особое внимание уделить вопросам рационального применения современных путевых машин и механизмов, эффективных методов организации и управления производственным процессом.
Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной
образовательной программы:
профессиональный цикл, общепрофессиональная дисциплина. Содержание программы направлено на формирование общих и профессиональных компетенций:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии и проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.
ОК8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.
ОК10. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей).
ПК1.2. Производить техническое обслуживание и ремонт подвижного состава железных дорог в соответствии с требованиями технологических процессов.
ПК 1.3. Обеспечивать безопасность подвижного состава.
ПК 2.1. Планировать и организовывать производственные работы коллективом исполнителей.
ПК 2.3. Контролировать и оценивать качество выполняемых работ.
ПК 2.4. Вести учетно – отчетную документацию по техническому обслуживанию и ремонту подъемно – транспортных, дорожных машин и оборудования.
ПК 3.3. Составлять и оформлять техническую и отчетную документацию о работе ремонтно – механического отделения структурных подразделений.
ПК 3.4. Рассчитывать затраты на техническое обслуживание и ремонт, себестоимость машино-смен подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин.
Программой дисциплины «Техническая механика» предусматривается изучение на третьем курсе трех разделов.
Программный материал дисциплины содержит следующие разделы:
1. Теоретическая механика
2. Сопротивление материалов.
3. Детали машин.
В результате изучения дисциплины студент должен
уметь:
– выполнять основные расчеты по технической механике;
– выбирать материалы, детали и узлы машин на основе анализа их свойств для конкретного применения.
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
– основы теоретической механики, сопротивления материалов, деталей машин; – основные положения и аксиомы статики, кинематики, динамики, сопротивления материалов и деталей машин;
– элементы конструкций механизмов и машин;
– характеристики механизмов и машин.
По дисциплине предусмотрено выполнение двух контрольных работ. По разделам 1и 2 – контрольная работа № 1, по разделу 3 – контрольная работа №2. Вариант каждой контрольной работы определяется по таблицам вариантов по двум последним цифрам шифра, которые помещены в заданиях к контрольным работам.
Решать задачи контрольной работы рекомендуется в следующей последовательности:
- записать условие задачи, начертить схему в соответствии с ее условием;
- после разбора условия и схемы наметить план решения задачи, поясняя назначения вычислений; записать необходимую формулу, подставить в нее числовые значения величин, произвести вычисления, указав размерность определяемой величины.
После получения работы с оценкой и замечаниями преподавателя следует исправить отмеченные ошибки, выполнить все его указания и повторить недостаточно усвоенный материал. Если контрольная работа получила неудовлетворительную оценку, то выполняется работа снова по старому или новому варианту в зависимости от указаний рецензента и отправляет на повторную проверку.
Для закрепления теоретических знаний и приобретения практических навыков программой предусмотрено выполнение лабораторных и практических работ, перечень которых приведен ниже.
Лабораторные работы выполняются в период лабораторно-экзаменационных сессий. К ним допускаются обучающиеся после сдачи контрольной работы. По каждой работе составляется отчет по установленной форме.
К сдаче экзаменов допускаются обучающиеся, которые получили зачеты по двум контрольным и всем лабораторным работам.
2.Примерный тематический план и содержание учебной дисциплины «Техническая механика»
| Наименование разделов и тем | Содержание учебного материала, практические занятия, самостоятельная работа обучающихся | Объем часов | Уровень освоения |
| Раздел 1. Теоретическая механика | |||
| Введение | Содержание дисциплины, ее роль и значение в технике | ||
| Тема 1.1. Статика | Содержание учебного материала Основные понятия и аксиомы статики Материальная точка. Сила. Система сил. Равнодействующая сила. Аксиомы статики. Свободное и несвободное тело. Связи и их реакции | ||
| Плоская система сил Сходящаяся система сил. Геометрическое и аналитическое определение равнодействующей силы. Условие и уравнение равновесия | |||
| Пара сил. Момент силы относительно точки. Приведение силы к точке. Приведение плоской системы сил к центру. Условия равновесия. Виды уравнений равновесия плоской произвольной системы сил | |||
| Балочные системы. Классификация нагрузок и опор. Трение. | |||
| Пространственная система сил Пространственная система сходящихся сил. Уравнения равновесия | |||
| Пространственная система произвольно расположенных сил | |||
| Центр тяжести Центр тяжести простых геометрических фигур. Центр тяжести стандартных прокатных профилей | |||
| Практические занятия: №1 Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил. №2 Определение опорных реакций балок. №3 Определение центра тяжести сечения, составленного из стандартных фигур | |||
| Контрольная работа №1 Плоская система сил | |||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспекта. Подготовка презентации или сообщения по примерной тематике: Определение направлений реакций связей основных типов. Уравнения равновесия и их различные формы. Определение центра тяжести плоских составных фигур | |||
| Тема 1.2. Кинематика | Содержание учебного материала Основные понятия кинематики Виды движения. Скорость, ускорение, траектория, путь | ||
| Кинематика точки Способы задания движения точки. Ускорение полное, нормальное, касательное. Сложное движение точки | |||
| Сложное движение твердого тела Плоскопараллельное движение. Мгновенный центр скоростей | |||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспекта. Подготовка к ответам на контрольные вопросы по примерной тематике: Полное, нормальное и касательное ускорение. Способы задания движения. Поступательное движение. Плоскопараллельное движение | |||
| Тема 1.3. Динамика | Содержание учебного материала Основные понятия Сила инерции. Аксиомы динамики. Основной закон динамики | ||
| Динамика материальной точки Принцип Даламбера. Метод кинетостатики | |||
| Работа и мощность Работа постоянной силы при прямолинейном перемещении. Работа равнодействующей силы. Работа и мощность при вращательном движении, КПД | |||
| Общие теоремы динамики Теоремы динамики для материальной точки | |||
| Практическое занятие №4 Работа, мощность, к.п.д. при поступательном и вращательном движениях. | |||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспекта. Подготовка к ответам на контрольные вопросы по примерной тематике: Закон инерции. Свободная и несвободная материальные точки. Работа и мощность при вращательном движении, КПД. Деформации упругие и пластические | |||
| Раздел 2. Сопротивление материалов | |||
| Тема 2.1. Основные положения | Содержание учебного материала Основные задачи сопротивления материалов. Деформации упругие и пластические. Основные гипотезы и допущения. Классификация нагрузок и элементов конструкции. Силы внешние и внутренние. Метод сечений. Напряжение полное, нормальное, касательное | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспекта занятия. Подготовка сообщения по теме: «Метод сечений» | |||
| Тема 2.2. Растяжение и сжатие | Содержание учебного материала Характеристика деформации. Эпюры продольных сил. Нормальное напряжение. Эпюры нормальных напряжений. Продольные и поперечные деформации. Закон Гука. Испытания материалов на растяжение и сжатие при статическом нагружении. Напряжения предельные, допускаемые и расчетные. Расчеты на прочность. Растяжение и сжатие в подъемно-транспортных, строительных, дорожных машинах и оборудовании | ||
| Практическое занятие №5 Расчет материалов на прочность при растяжении и сжатии | |||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспекта. Подготовка к практическим занятиям. Подготовка к ответам на контрольные вопросы по примерной тематике: Закон Гука. Правила построения эпюр продольных сил и нормальных напряжений. Механические характеристики материалов. Статически неопределимые системы | |||
| Тема 2.3. Срез и смятие | Содержание учебного материала Срез, основные расчетные предпосылки, расчетные формулы, условие прочности. Смятие. До- пускаемые напряжения ПР | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспекта, выполнение домашнего задания по теме 2.3 | |||
| Тема 2.4. Геометрические характеристики плоских сечений | Содержание учебного материала Статические моменты плоских сечений. Главные оси и главные центральные моменты инерции. Осевые и полярные моменты инерции сечений | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспекта, подготовка к практическому занятию. Подготовка к ответам на контрольные вопросы по примерной тематике: Статические моменты сечений. Полярные моменты инерции круга и кольца | |||
| Тема 2.5. Сдвиг и кручение | Содержание учебного материала 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. Условие прочности | ||
| Практическое занятие №6 Расчет на прочность и жесткость при кручении | |||
| Самостоятельная работа обучающихся Подготовка к практическим занятиям и проработка конспектов. Подготовка сообщений по примерной тематике: Расчет цилиндрических винтовых пружин растяжения и сжатия. Рациональное расположение колес на валу | |||
| Тема 2.6. Изгиб | Содержание учебного материала Изгиб, основные понятия и определения. Классификация видов изгиба. Внутренние силовые факторы, правила построения эпюр. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные напряжения при изгибе. Условие прочности. Рациональная форма поперечных сечений балок | ||
| Практическое занятие №7 Расчет на прочность при изгибе | |||
| Контрольная работа №2 Расчеты на прочность при изгибе | |||
| Самостоятельная работа обучающихся Подготовка к практическим занятиям, контрольной работе и проработка конспектов занятий | |||
| Тема 2.7. Сопротивление усталости. Прочность при динамических нагрузках | Содержание учебного материала Циклы напряжений. Усталостное разрушение, его причины и характер в деталях и узлах подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования. Кривая усталости, предел выносливости. Факторы, влияющие на величину предела выносливости. Коэффициент запаса выносливости. Понятие о динамических нагрузках. Силы инерции при расчете на прочность. Динамическое напряжение, динамический коэффициент | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспектов занятий. Подготовка к ответам на контрольные вопросы по примерной тематике: Циклы напряжений. Факторы, влияющие на величину предела выносливости. Силы инерции при расчете на прочность | |||
| Тема 2.8. Устойчивость сжатых стержней | Содержание учебного материала Критическая сила, критическое напряжение, гибкость. Формула Эйлера. Формула Ясинского. Категории стержней в зависимости от гибкости | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспектов занятий. Подготовка к ответам на контрольные вопросы по примерной тематике: Формула Эйлера. Формула Ясинского. Расчеты на устойчивость сжатых стержней | |||
| Раздел 3. Детали машин | |||
| Тема 3.1. Основные понятия и определения | Содержание учебного материала Цель и задачи курса «Детали машин». Машины и механизмы. Современные направления в развитии машиностроения. Основные задачи научно-технического прогресса в машиностроении. Требования, предъявляемые к машинам и их деталям | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспектов занятий. Подготовка презентации или сообщения по примерной тематике: Современные направления в развитии машиностроения. Циклы напряжений и их характеристики. Предел выносливости материала | |||
| Тема 3.2. Соединения деталей. Разъемные и неразъемные соединения (на примере техно- логии ремонта дорожных машин) | Содержание учебного материала Общие сведения о соединениях, достоинства, недостатки, область применения. Неразъемные и разъемные соединения, их достоинства и недостатки. Сварные соединения. Заклепочные соединения. Клеевые соединения. Соединения с натягом | ||
| Практическое занятие №8 Расчет разъемных и неразъемных соединений на срез и смятие | |||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспекта. Подготовка к ответам на контрольные вопросы по примерной тематике: Неразъемные и разъемные соединения, их достоинства и недостатки. Основные типы резьбы, их сравнительная характеристика и область применения. Соединения с натягом | |||
| Тема 3.3. Передачи вращательного движения (на примере эксплуатации дорожных машин и оборудования | Содержание учебного материала Классификация передач. Фрикционные передачи. Зубчатые передачи. Ременная и цепная передачи. Редукторы. Передачи, используемые в подъемно-транспортных, дорожных, строи- тельных машинах и механизмах | ||
| Практические занятия: №9 Расчет косозубой цилиндрической зубчатой передачи. №10 Расчет передачи винт-гайка. №11 Расчет клиноременной передачи. №12 Расчет цепной передачи | |||
| Самостоятельная работа обучающихся Подготовка к практическому занятию и написание рефератов по предложенным темам: Планетарные передачи. Приводы путевых и строительных машин. Червячные передачи. Винтовые передачи | |||
| Тема 3.4. Валы и оси, опоры(на примере технологии ремонта дорожных машин) | Содержание учебного материала Валы и оси, их виды, назначение, конструкция, материал. Опоры, классификация, конструкции, область применения, условные обозначения, достоинства и недостатки. Валы и оси, используемые в подъемно-транспортных, строительных, дорожных машинах и механизмах | ||
| Практическое занятие №13 Расчет вала на прочность по эквивалентным напряжениям | |||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспекта. Подготовка к ответам на контрольные вопросы по примерной тематике: Валы и оси, их виды, назначение, конструкция, материал. Расчет на удельное давление. Подшипники качения. Подбор подшипников качения по динамической грузоподъемности | |||
| Тема 3.5. Myфты | Содержание учебного материала Муфты, их назначение и классификация. Устройство и принцип действия основных типов муфт. Методика подбора муфт и их расчет. | ||
| Самостоятельная работа обучающихся Проработка конспекта. Подготовка к ответам на контрольные вопросы по примерной тематике: Муфты, их назначение и классификация. Методика подбора муфт и их расчет. Устройство и принцип действия основных типов муфт | |||
| Всего |
Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
2 — репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством);
3 — продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач).
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Студенты должны иметь представление о задачах и содержании дисциплины; связи ее с другими дисциплинами; о роли технической механике в системе железнодорожного транспорта; о новейших достижениях и перспективах развития в области организации, машинизации и автоматизации подвижного состав железных дорог.