Примерный перечень лабораторных работ

Теоретическая механика

1.Проверка законов трения; определение коэффициента трения скольжения и угла трения. 2. Определение центра тяжести плоских фигур методом подве­шивания и сравнение результатов с теоретическими расчетами. 3. Определение мощности двигателя торможением. 4. Статическая балансировка деталей.

Сопротивление материалов

1. Определение модуля продольной упругости и коэффициента Пуассона (при испытании на растяжение). 2. Испытание на растяжение образца из низ­коуглеродистой стали. 3. Испытание на сжатие образцов из пластичных и хруп­ких материалов. 4. Испытание на срез. 5. Определение модуля сдвига (при ис­пытании на кручение). 6. Экспериментальная проверка формул для определения осадки цилиндрической винтовой пружины. 7. Проверка закона распределения нормальных напряжений в поперечном сечении прямого бруса, работающего на прямой изгиб. 8. Экспериментальное определение напряжений при внецентренном растяжении и сопоставление результатов с расчетными напряжениями. 9. Определение линейных и угловых перемещений поперечных сечений стати­чески определимых балок и сравнение результатов испытания с теоретическими расчетами. 10. Определение критической силы для сжатого бруса большой гиб­кости и сопоставление результатов с полученными по формуле Эйлера.

Детали машин

1. Построение эвольвентных профилей зубьев, методом обкатки. 2. Опреде­ление параметров зубчатых колес по их замерам. 3. Изучение конструкции зуб­чатого редуктора (разборка, сборка, определение параметров, составление опи­сания и схемы). 4. Изучение конструкции червячного редуктора. 5. Определе­ние коэффициента полезного действия червячного редуктора. 6. Определение коэффициента полезного действия винтовой передачи. 7. Определение коэффи­циента трения в резьбе. 8. Определение усилий в клеммовом соединении.

Изучение предмета «Техническая механика» завершается выполнением кур­сового проекта. Методические указания и задания по курсовому проектированию см. на с. 105.

ЗАДАНИЕ ПЕРВОЕ

Программа

Раздел I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

ВВЕДЕНИЕ

Содержание технической механики. Роль и значение механики в технике. Материя и движение. Механическое движение. Равновесие. Теоретическая меха­ника и ее разделы: статика, кинематика, динамика.

СТАТИКА

Тема 1. Основные понятия и аксиомы статики. Материальная точка. Абсо­лютно твердое тело. Сила; сила как вектор; способы и единицы измерения силы; сила тяжести. Система сил. Эквивалентные системы сил. Равнодействую­щая сила. Уравновешивающая сила. Силы внешние и внутренние. Основные задачи статики.

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 параллелограмма). Пятая аксиома (закон равенства действия и противодействия). Свободное и несвободное тело. Связи. Реакции идеальных связей и правила определения направления этих ре­акций.

Тема 2. Плоская система сходящихся сил. Система сходящихся сил. Опре­деление модуля и направления 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; правило знаков. Проекции силы на две взаимно перпендикулярные оси. Аналитическое определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил (метод проекций).

Геометрическое условие равновесия плоской системы сходящихся сил. Ана­литические условия равновесия плоской системы сходящихся сил (уравнения равновесия). Стержневые системы с идеальными шарнирами, нагруженные в шарнирах.

Тема 3. Пара сил. Пара сил. Вращающее действие пары на тело. Плечо пары; момент пары; знак момента. Момент пары как вектор. Эквивалентность пар. Возможность переноса пары в плоскости ее действия (момент пары — сво­бодный вектор). Сложение пар. Условие равновесия пар.

Тема 4. Плоская система произвольно расположенных сил. Вращающее действие силы на тело. Момент силы относительно точки.

Приведение силы к данному центру. Приведение плоской системы сил к дан­ной точке. Главный вектор и главный момент плоской системы сил. Равнодей­ствующая плоской системы сил. Теорема Вариньона. Частные случаи приве­дения.

Равновесие плоской системы сил; условия равновесия. Уравнения равнове­сия произвольной плоской системы сил (3 вида). Уравнения равновесия плоской системы параллельных сил (2 вида). Рациональный выбор начала координат, направления координатных осей и центра моментов при решении задач. Балоч­ные системы. Классификация нагрузок: сосредоточенные силы, сосредоточенные пары сил, распределенные нагрузки. Виды опор балочных систем (подвижные шарниры, неподвижные шарниры, жесткое защемление); опорные реакции; мо­мент защемления.

Связи с трением. Отклонение направления реакции связи от нормали к по­верхности, сила трения, коэффициент трения, угол трения, конус трения. Усло­вие самоторможения.

Тема 5. Пространственная система сил. Параллелепипед сил. Равнодей­ствующая пространственной системы сходящихся сил. Проекции силы на три взаимно перпендикулярные координатные оси. Равновесие пространственной системы сходящихся сил.

Момент силы относительно оси, его величина и знак.

Общий случай действия пространственной системы сил на тело. Понятие о главном векторе и главном моменте пространственной системы. Шесть урав­нений равновесия пространственной системы сил (без вывода). Три уравнения равновесия пространственной системы параллельных сил. Применение уравне­ний равновесия для различных случаев пространственно нагруженных валов (в частности, редукторных).

Тема 6. Центр тяжести.Центр параллельных сил и его свойства. Формулы для определения положения центра параллельных сил.

Сила тяжести. Центр тяжести тела как центр параллельных сил. Формула для определения положения центра тяжести тела, составленного из однородных объемов, из тонких однородных пластинок (площадей) и из тонких стерж­ней (линий). Положение центра тяжести тела, имеющего плоскость или ось симметрии. Положение центров тяжести простых геометрических фигур: прямо­угольника, треугольника, дуги окружности (без вывода), кругового сектора. Определение положения центров тяжести тонких пластинок и сечений, состав­ленных из простых геометрических фигур и из стандартных профилей проката.

Условие равновесия твердого тела, имеющего неподвижную точку или ось вращения. Устойчивое, неустойчивое, безразличное равновесие. Условие равно­весия тела, имеющего опорную плоскость. Момент опрокидывания и момент устойчивости. Коэффициент устойчивости.

КИНЕМАТИКА

Тема 7. Основные понятия кинематики. Кинематика как наука о механиче­ском движении, изучаемом с точки зрения геометрии. Покой и движение; отно­сительность этих понятий.

Основные понятия кинематики: траектория, расстояние, путь, время, ско­рость и ускорение.

Тема 8. Кинематика точки. Способы задания движения точки. Уравнение движения точки по заданной криволинейной траектории. Средняя скорость и скорость в данный момент. Ускорение полное, нормальное (центростремитель­ное) и касательное (тангенциальное). Виды движения точки в зависимости от ускорения. Прямолинейное движение точки. Равномерное движение точки; уравнение движения; кинематические графики и связь между ними. Равнопере­менное движение точки: уравнение движения; основные и вспомогательные формулы; кинематические графики и связь между ними.

Тема 9. Простейшие движения твердого тела. Поступательное движение твердого тела и его свойства.

Вращательное движение твердого тела вокруг неподвижной оси. Угловое * перемещение. Уравнение вращательного движения. Средняя угловая скорость и угловая скорость в данный момент. Единицы измерения угловой скорости и связь между ними. Угловая скорость как вектор. Угловое ускорение. Равно­мерное вращение. Уравнение равномерного вращения. Равнопеременное враще­ние; уравнение вращения; основные и вспомогательные формулы.

Линейные скорости и ускорения точек вращающегося тела. Выражение нормального, касательного и полного ускорения точек вращающегося тела через его угловую скорость и угловое ускорение.

Способы передачи вращательного движения. Понятие о передаточном отно­шении. Определение передаточных отношений простейших фрикционных, ремен­ных и зубчатых передач.

Тема 10. Сложное движение точки. Переносное, относительное и абсолют­ное движение точки. Теорема сложения скоростей.

Тема 11. Сложное движение твердого тела. Плоскопараллельное движение тела. Разложение плоскопараллельного движения на поступательное и враща­тельное. Определение абсолютной скорости любой точки тела. Мгновенный центр скоростей. Основные способы определения положения мгновенного цент­ра скоростей. Определение абсолютной скорости любой точки тела с помощью мгновенного центра скоростей. Сложение вращений вокруг параллельных и пе­ресекающихся осей.

ДИНАМИКА

Тема 12. Основные понятия и аксиомы динамики. Предмет динамики; по­нятие о двух основных задачах динамики.

Аксиомы динамики; первая аксиома (принцип инерции); вторая аксиома (основной закон динамики точки); масса материальной точки и единицы ее из­мерения; зависимость между массой и силой тяжести; третья аксиома (закон независимости действия сил); четвертая аксиома (закон равенства действия и противодействия).

Тема 13. Движение материальной точки. Метод кинетостатики. Понятие, о свободной и несвободной точках. Понятие о силе инерции. Силы инерции припрямолинейном и криволинейном движениях материальной точки. Принцип Даламбера: метод кинетостатики.

Тема 14. Работа и мощность. Работа постоянной силы при прямолинейном движении. Единицы работы. Работа равнодействующей силы. Понятие о работе переменной силы. Работа силы тяжести. Мощность; единицы мощности.

Понятие о механическом коэффициенте полезного действия (КПД).

Работа и мощность при вращательном движении тела; окружное усилие, вращающий момент. Зависимость вращающего момента от угловой скорости и передаваемой мощности.

Тема 15. Общие теоремы динамики. Импульс силы, количество движения. Теорема о количестве движения для точки. Кинетическая энергия точки. Тео­рема кинетической энергии для точки. Система материальных точек. Внешние и внутренние силы системы.

Основное уравнение динамики для вращательного движения твердого тела. Момент инерции тела. Кинетическая энергия тела при поступательном, враща­тельном и плоскопараллельном движениях. Теорема кинетической энергии для системы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аркуша А.И. Техническая механика и сопротивление материалов. М., 2003г..

2. Мовнин М. С, Израелит А. Б., Рубашкин А. Г.Основы технической механики . Л., 1990г..

3. Аркуша А. И.Руководство к решению задач по теоретической механике. М., 2004г.

УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ПРОГРАММНОГО МАТЕРИАЛА И ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ