Примерный перечень практических работ

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

РАЗДЕЛ 1Введение. Место дисциплины «Механика» в системе инженерно-педагогического образования(2 часа)

Содержание предмета «Механика». Роль и значение технической механики в технике.

Материя и движение. Механическое движение. Равновесие. Теоретическая механика и ее разделы: статика, кинематика и динамика.

/8/ § 1.1, стр. 4-7

РАЗДЕЛ 2Статика(9 часов)

Тема 2.1.Основные понятия и аксиомы статики. (2 часа)

Материальная точка. Абсолютно твердое тело. Сила; сила – как вектор; единицы измерения силы. Сила тяжести. Система сил. Эквивалентные системы сил. Равнодействующая сила. Силы внешние и внутренние. Первая аксиома статики (закон инерции). Вторая аксиома (условие равновесия двух сил). Третья аксиома (принцип присоединения и исключения уравновешенных сил). Перенос силы вдоль линии ее действия (сила – скользящий вектор). Четвертая аксиома (правило сложения двух сил, приложенных к одной точке). Пятая аксиома (закон о действии и противодействии). Свободное и несвободное тело. Связи. Реакции связей.

/7/ § 1.1-1.3, стр. 17-28

Тема 2.2Плоская система сходящихся сил. (2 часа)

Система сходящихся сил. Аналитическое определение равнодействующей двух сил, приложенных в одной точке. Разложение силы на две составляющие, приложенные в той же точке. Сложение плоской системы сходящихся сил. Силовой многоугольник. Проекция силы на ось. Проекция силы на две взаимноперпендикулярные оси.

Аналитическое определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил (метод проекций). Геометрическое условие равновесия плоской системы сходящихся сил. Уравнения равновесия.

/7/ § 1.4, стр. 28-32

Тема 2.3Пара сил.(2 часа)

Пара сил. Вращающее действие пары на тело. Плечо пары; момент пары. Момент пары как вектор. Теорема об эквивалентных парах. Перенос пары в плоскости ее действия. Сложение пар. Условие равновесия пар.

/7/ § 1.5-1.6, стр. 32-37

Тема 2.4Плоская система произвольно расположенных сил.(2 часа)

Момент силы относительно точки. Приведение силы к данной точке. Приведение плоской системы сил к данной точке. Главный вектор и главный момент плоской системы сил. Различные случаи приведения плоской системы сил. Теорема Вариньона и ее применение к определению равнодействующей параллельных сил. Уравнения равновесия плоской системы сил (3 вида). Система параллельных сил. Блочные системы; классификация нагрузок и виды опор. Общие рекомендации по решению задач равновесия. Связи трением. Силы трения, угол и коэффициент трения.

/7/ § 1.7-1.8, стр. 37-48; /5/ § 73

Тема 2.5Центр тяжести.(1 час)

Понятие о центре параллельных сил. Формулы для определения положения центра параллельных сил (без вывода). Сила тяжести. Центр тяжести тела как центр параллельных сил. Положение центра тяжести прямоугольника и треугольника. Определение положения центра тяжести тонких пластинок или сечений, составленных из простых геометрических фигур и из стандартных профилей проката.

/5/ § 23-24

РАЗДЕЛ 3 Кинематика(6часов)

Тема 3.1Основные понятия кинематики.(1 час)

Предмет кинематики. Траектория, расстояние, путь, время, скорость, ускорение.

/7 / § 2.1, стр. 48,49

Тема 3.2Кинематика точки.(2 часа)

Способы задания движения точки (естественный и координатный). Равномерное движение точки; равнопеременное движение точки; формулы равнопеременного движения. Средняя скорость и скорость в данный момент. Проекция скорости на оси координат. Ускорение полное (без вывода), нормальное и касательное. Проекция ускорения на оси координат. Ускорение полное (без вывода), нормальное и касательное. Проекция ускорения на оси координат (без вывода). Различные виды движения точки. Кинематические графики.

/7/ § 2.2, стр. 49-59

Тема 3.3Простейшие движения твердого тела. (1 час)

Поступательное движение твердого тела. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Уравнение вращения тела. Угловая скорость. Угловое ускорение. Единицы измерения. Равномерное вращение. Равнопеременное вращение. Скорости и ускорения точек вращающегося твердого тела.

/7/ § 2.3-2.4, стр. 59-68

Тема 3.4Сложное движение точки.(1 час)

Относительное, переносное и абсолютное движения. Теорема о сложении скоростей (без вывода).

/7/ § 2.5, стр. 68-75

Тема 3.5Плоскопараллельное движение твердого тела.(1 час)

Понятие о плоскопараллельном движении тела. Разложение плоскопараллельного движения на поступательное и вращательное. Мгновенный центр скоростей. Определение абсолютной скорости любой точки тела.

/7/ § 2.6-2.7, стр. 75-93

РАЗДЕЛ 4 Динамика (7 часов)

Тема 4.1Основные понятия и аксиомы динамики.(2 часа)

Динамика. Аксиомы и законы динамики: принцип инерции, основной закон динамики, принцип независимости действия сил; закон равенства действия и противодействия. Международная и техническая системы единиц.

/7/ § 3.1, стр. 93-95

Тема 4.2Дифференциальные уравнения движения материальной точки.(1 час)

Понятие о двух основных задачах динамики свободной точки. Дифференциальные уравнения движения материальной точки и их интегрирование.

/7/ § 3.2

Тема 4.3Метод кинетостатики для материальной точки.(1 час)

Сила инерции. Касательная и нормальная составляющая силы инерции. Метод кинетостатики для материальной точки.

/5/ § 68

Тема 4.4Работа и мощность.(1 час)

Работа постоянной силы при прямолинейном движении. Единицы работы. Работа равнодействующей сил, приложенных в одной точке (без вывода). Работа переменной силы. Работа силы тяжести. Работа упругой силы (без вывода). Мощность. Единицы мощности. Работа и мощность при вращательном движении тела. Понятие о коэффициенте полезного действия.

/5/ § 69-72

Тема 4.5Теоремы динамики.(2 часа)

Понятие об импульсе силы, количестве движения и кинетической энергии точки. Теорема о количестве движения материальной. Теорема кинетической энергии для материальной точки. Система материальных точек. Внешние и внутренние силы системы. Основное уравнение динамики для вращательного движения тела. Динамика механической системы. Общие теоремы динамики механической системы.

/7/ § 3.4-3.9

РАЗДЕЛ 5 Сопротивление материалов (12 часов)

Тема 5.1Основные понятия.(2 часа)

Деформации упругие и пластические. Допущения об однородности, изотропности, непрерывности материала и малости деформаций. Применимость принципов начальных размеров и независимости действия сил. Метод сечений. Брус. Внутренние силовые факторы в сечении бруса. Определение вида деформаций бруса в зависимости от внутренних силовых факторов. Полное, нормальное и касательное напряжение в точке сечения.

/7/ § 4.1-4.4

Тема 5.2Растяжение и сжатие.(2 часа)

Внутренние силовые факторы в поперечных сечениях бруса при растяжении и сжатии. Эпюры продольных сил. Нормальные напряжения в поперечных сечениях бруса. Продольная и поперечная деформация. Закон Гука. Модуль продольной упругости. Коэффициент Пуассона. Изменение размеров бруса при растяжении и сжатии. Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали и ее характерные параметры. Напряжение: рабочие, предельные и допускаемые. Коэффициент запаса прочности. Условие прочности. Три рода задач при расчете на прочность: определение коэффициента запаса прочности, определение допускаемой нагрузки, определение размеров поперечного сечения бруса.

/7/ § 5.1-5.4

Тема 5.3Кручение.(2 часа)

Сдвиг. Закон Гука для сдвига. Модуль сдвига. Кручение прямого бруса круглого поперечного сечения. Внутренние силовые факторы при кручении. Эпюры крутящих моментов. Основные гипотезы. Напряжение, возникающее в поперечных сечениях бруса. Угловые перемещения. Полярные моменты инерции и сопротивления для круга и кольца. Расчет валов на прочность и жесткость.

/7/ § 8.1-8.2

Тема 5.4Геометрические характеристики плоских сечений.(2 часа)

Статистический момент сечения. Осевые, центробежные и полярные моменты инерции. Связь между осевыми и полярными моментами инерции. Связь между осевыми моментами инерции относительно параллельных осей. Моменты инерции прямоугольника, круга, кольца.

/5/ § 25-27

Тема 5.5Изгиб.(4 часа)

Основные понятия и определения. Внутренние силовые факторы при прямом изгибе - поперечная сила и изгибающий момент. Правило знаков для поперечной силы и изгибающего момента. Нормальные напряжения, возникающие в поперечных сечениях бруса при чистом изгибе. Расчеты на прочность при изгибе. Моменты сопротивления сечения балки. Рациональные формы поперечных сечений балок. Понятие о касательных напряжениях при изгибе. Понятие о линейных и угловых перемещениях при прямом изгибе.

/7/ § 6.1-6.4

РАЗДЕЛ 6 Детали машин (14 часов)

Тема 6.1Основные понятия.(1 час)

Механизм и машина. Классификация машин. Детали машин и их классификация. Требования, предъявляемые к машинам и их детали. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машины: прочность и жесткость. Проектные и проверочные расчеты. Передачи.

/7/ § 13.1-13.3; 16.1

Тема 6.2Общие сведения о передачах.(1 час)

Вращательное движение и его роль в машинах и механизмах. Назначение и роль передач в машинах. Принцип работы и классификация передач.

/7/ § 17.1-17.3

Тема 6.3Фрикционные передачи.(2 часа)

Фрикционные передачи, их назначение и классификация. Достоинства, недостатки и область применения фрикционных передач. Цилиндрическая передача гладкими катками. Основные кинематические соотношения. Усилия в передаче. Основные сведения о расчете передачи на контактную прочность. Понятие о вариаторах.

/7/ § 22.1-22.2

Тема 6.4Зубчатые передачи.(4 часа)

Общие сведения о зубчатых передачах, достоинства, недостатки, область применения, классификация зубчатых передач. Зацепление двух эвольвентных зубчатых колес; основные элементы и характеристики зацепления; взаимодействие зубьев. Зацепление эвольвентного зубчатого колеса с рейкой. Принципиальные основы нарезания зубьев методом обкатки. Стандартные параметры некоригиррованного зубчатого зацепления. Материалы зубчатых колес. Виды разрушения зубьев. Прямозубые цилиндрические передачи. Основные геометрические соотношения. Силы, действующие в зацеплении. Основы расчета зубьев на контактную прочность и изгиб: исходные положения расчета, расчетная нагрузка, формулы проверочного и проектного расчетов. Краткие сведения о выборе основных параметров, расчетных коэффициентов и допускаемых напряжений. Косозубые и шевронные цилиндрические передачи. Основные геометрические соотношения. Силы, действующие в зацеплении. Особенности расчета непрямозубых передач на контактную прочность и изгиб. Основные параметры и расчетные коэффициенты. Конструкция зубчатых колес.

/7/ § 18.1-18.6; 18.10

Тема 6.5Червячные передачи.(2 часа)

Общие сведения о червячных передачах: достоинства, недостатки, область применения. Материалы червяков и червячных колес. Геометрические соотношения в червячной передаче. Передаточное число. Силы, действующие в зацеплении. К. п. д. червячной передачи. Основы расчета зубьев на контактную прочность и изгиб; формулы проверочного и проектного расчетов.

/7/ § 19.1-19.3

Тема 6.6Ременные передачи.(2 часа)

Общие сведения о ременных передачах: устройство, достоинства и недостатки, область применения. Классификация ременных передач. Детали ременных передач: приводные ремни, натяжные устройства, шкивы. Усилия и напряжения в ремнях. Основные геометрические и кинематические соотношения в открытой передаче. Понятие о расчете плоских и клиноременных передач по тяговой способности. Краткие сведения о выборе основных параметров и расчетных коэффициентов.

/7/ § 20.1-20.2

Тема 6.7Цепные передачи.(2 часа)

Общие сведения о цепных передачах: устройство, достоинства и недостатки, область применения. Приводные цепи и звездочки. Краткие сведения о подборе цепей и их проверочном расчете. Основные параметры цепных передач.

/7/ § 21.1-21.2

РАЗДЕЛ 7 Детали передач (4 часа)

Тема 7.1Оси и валы.(2 часа)

Оси и валы, их назначение, конструкции и материалы. Оси вращающиеся и неподвижные. Основы расчета осей и валов на прочность и жесткость.

/7/ § 23.1-23.2

Тема 7.2Подшипники.(2 часа)

Подшипники скольжения: назначение, типы, область применения. Материалы деталей подшипников. Подшипники качения: устройство и сравнительная характеристика подшипников качения и скольжения. Классификация подшипников качения и обзор основных типов по ГОСТу. Условная нагрузка и подбор подшипников качения.

/7/ § 23.3-23.6

Примерный перечень практических работ

1. Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил (2 часа)

2. Расчетные схемы балок и определение реакций их опор (2 часа)

3. Определение центра тяжести плоских составных фигур (2 часа)

4. Определение кинематических параметров тела при поступательном и вращательном движениях (2 часа)

5. Определение коэффициента трения скольжения (2 часа)

6. Определение осадки цилиндрической винтовой пружины (2 часа)

7. Испытание стального цилиндрического образца на кручение (2 часа)

8. Определение прогибов и углов поворота сечения балок при прямом изгибе

(2 часа)

9. Расчет бруса круглого поперечного сечения при сочетании основных деформаций (2 часа)

10. Составление кинематических схем механизмов (2 часа)

11. Определение геометрических и кинематических параметров деталей фрикционных передач (2 часа)

12. Определение геометрических и кинематических параметров деталей зубчатых передач (2 часа)

13. Построение эвольвентных профилей зубьев методом обкатки (2 часа)

14. Определение геометрических и кинематических параметров деталей червячных передач (2 часа)

15. Определение геометрических и кинематических параметров деталей ременных передач (2 часа)

16. Определение геометрических и кинематических параметров деталей цепных передач (2 часа)

17. Предварительный (проектный) и проверочный расчет валов(2 часа)

18. Изучение конструкции подшипников качения и определении в них потерь на трение(2 часа)

Литература основная

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин / И.И. Артобалевский. – М.: Наука, 1998.

2. Батурин А. Т., Ицкович Г. М. [и др.]. Детали машин.-М.: Машиностроение, 1966.

3. Вышинский Н.В. Техническая механика: Учебное пособие / Н.В. Вышинский. – Минск: ИВЦ Минфина, 2006.

4. Вышинский Н.В. Техническая механика: Лабораторный практикум / Н.В. Вышинский. – Минск: Бестпринт, 2001.

5. Израелит А. Б. Теоретическая механика.- М.: Судостроение, 1966.

6. Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике. - М.: Наука – 1986.