Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

«Ульяновский электромеханический колледж»

Рабочая программа учебной дисциплины

техническая механика.

Для специальности: 150410 «Производство изделий на автоматических

роторных и роторно-конвейерных линиях.»

(базовый уровень)

Ульяновск.

2009


Одобрено цикловой комиссией 150410 «Автоматические роторные и роторно-конвейерные линии».

Председатель комиссии

_____________

«___»________________20__г.

Составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника к специальности.

Зам. директора по У. Р.

______________

«___»_______________20__г.

Автор: – преподаватель общепрофессиональных и специальных дисциплин Ульяновского электромеханического колледжа

Рецензенты: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Пояснительная записка

Учебная дисциплина "Техническая механика" является общепрофессиональной, формирующей базовые знания для освоения специальных дисциплин.

Учебная программа "Техническая механика" предусматривает изучение общих законов движения и равновесия материальных тел, основ расчета элементов конструкции на прочность, жесткость, усталость и устойчивость, конструирования деталей общего назначения и состоит из трех разделов: теоретической механики, сопротивления материалов и деталей машин.

В результате изучения дисциплины студент должен:

иметь представление

·  о роли и месте знаний по дисциплине при освоении основной, профессиональной образовательной программы по специальности «Производство изделий на автоматических роторно-конвейерных линиях» и в сфере профессиональной деятельности техника;

·  об оценке степени совершенства конструкции детали, механизма по критериям работоспособности;

·  о методах расчета и конструирования деталей и узлов машин;

знать и уметь использовать:

·  законы механического движения и равновесия;

·  методы расчета элементов конструкции на прочность, жесткость, усталость и устойчивость при различных видах нагружения;

·  справочный аппарат по выбору материалов и нормативов стандартных изделий, обеспечивающих работоспособность, надежность и долговечность конструкций;

·  методы кинематических, геометрических и силовых расчетов и проектирования многоступенчатого привода;

владеть навыками:

·  построения расчетной или кинематической схем;

·  составления уравнений равновесия;

·  анализа механического движения и определения вида движения элементов конструкции;

·  расчета элементов конструкций на прочность и жесткость при различных видах нагружения;

·  расчета геометрических, кинематических и силовых параметров передач и деталей машин;

·  пользования нормативной и технической документацией при технических расчетах;

Учебная дисциплина "Техническая механика" базируется на знаниях и умениях, полученных студентами при изучении дисциплин: "Физика", "Математика", "Инженерная графика", "Материаловедение", "Нормирование точности". Знания и умения, полученные при изучении данной дисциплины, необходимы при изучении специальных дисциплин, а также в сфере профессиональной деятельности техника.

Изучение дисциплины должно вестись с такими методами, чтобы они соответствовали лучшему контакту с обучаемыми, имели практическую направленность и соответствовали современному состоянию науки и техники. Необходимо соблюдать единство терминологии и обозначения технических величин согласно ГОСТов, Международной системы единиц (СИ), единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Изучение учебного материала необходимо сопровождать демонстрацией наглядных пособий: плакатов, действующих моделей, макетов, учебных фильмов и т. д. Изложение теоретического материала следует закреплять решением задач, практическими занятиями и др. с целью выяснения и закрепления полученных знаний на практике и приобретения умений и навыков. Выяснение знаний и их закрепление, а также приобретение умений и навыков проводится при выполнении самостоятельных домашних расчетно-графических работ и промежуточного и окончательного контроля.

Итоговый контроль проводится в форме экзамена,.

2. Примерный тематический план учебной дисциплины

Наименование разделов

и тем

ММакс. учебн. нагруз.

ССамо-стоят. обуч.

Количество аудиторных часов при очной форме обучения

Всего

в том числе

лаб. занят.

практ. занят.

1

2

3

4

5

6

Введение

Раздел 1. Теоретическая механика.

Статика

Тема 1.1. Основные понятия и аксиомы статики.

Тема 1.2. Плоская система сходящихся сил.

Тема 1.3. Пара сил и момент силы отн. точки.

Тема 1.4. Плоская система произвольно распол. сил.

Тема 1.5. Трение.

Тема 1.6. Пространственная система сил.

Тема 1.7. Центр тяжести. Геометрические характеристики плоских сечений.

2

98

2

8

2

12

8

12

12

22

2

2

2

2

2

2

76

2

6

2

10

6

10

14

4

2

2

10

4

Кинематика

Тема 1.8. Основные понятия кинематики.

Тема 1.9. Кинематика точки.

Тема 1.10. Простейшее движение твердого тела

Тема 1.11. Сложное движение точки

Тема 1.12. Сложное движение твердого тела.

2

4

2

4

6

2

2

2

2

2

2

2

4

2

Динамика

Тема 1.13. Основные понятия и аксиомы динамики.

Тема 1.14. Движ. мат. точки. Метод кинетостатики.

Тема 1.15. Работа и мощность.

Тема 1.16. Общие теоремы динамики.

2

4

4

6

2

2

2

2

2

2

8

4

Раздел 2. Сопротивление материалов.

Тема 2.1. Основные положения сопромата.

Тема 2.2. Растяжение и сжатие.

Тема 2.3. Практические расчеты на срез и смятие.

Тема 2.4. Геометрические хар-ки плоских сечений.

Тема 2.5. Кручение.

Тема 2.6. Изгиб.

Тема 2.7. Слож. сопротивление. Гипотезы прочн.

72

4

12

8

4

10

22

12

10

2

2

2

2

2

62

4

10

6

4

8

20

10

6

2

2

2

2

2

Раздел 3 Детали машин.

Тема 3.1. Общие положения деталей машин.

Тема 3.2. Общие сведения о передачах

Тема 3.3. Фрикционные передачи

Тема 3.4. Зубчатые передачи.

Тема 3.5. Передача винт-гайка

Тема 3.6. Червячная передача.

Тема 3.7. Редукторы.

Тема 3.8. Ременные передачи.

Тема 3.9. Цепные передачи.

Тема 3.10. Валы и оси.

Тема 3.11. Подшипники.

Тема 3.12. Муфты.

Тема 3.13. Соединение деталей машин.

100

4

8

6

26

6

8

4

6

6

8

8

4

6

28

2

2

6

2

2

2

2

2

2

2

2

2

72

4

6

4

20

4

6

2

4

4

6

6

2

4

2

2

6

2

2

2

Итого

272

60

212

12

18

3 Содержание учебной дисциплины

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Введение

Требования к представлениям:

•  о задачах дисциплины в подготовке специалиста;

•  о структуре дисциплины.

Содержание учебного материала:

Содержание технической механики, ее роль и значение в технике. Основные части технической механики: теоретическая механика (статика, кинематика, динамика); сопротивление материалов; детали машин.

Раздел 1. Теоретическая механика.

Статика

Тема 1.1. Основные понятия и аксиомы статики.

Требования к представлениям:

•  о механическом движении: об относительности, равновесии;

•  о твердом теле и материальной точке;

•  о силе, равнодействующей и уравновешивающей силах, системах сил;

•  о свободном и связанном телах;

Требования к знаниям:

•  аксиомы статики;

•  виды связей и их реакции;

•  принцип освобождения тела от связей;

Требования к умениям:

•  определять направление реакций связей основных типов.

Содержание учебного материала:

Материальная точка, абсолютно твердое тело. Сила, система сил, эквивалентные системы сил. Равнодействующая и уравновешивающая силы. Аксиомы статики. Связи и реакции связей. Определение направлений реакций связей основных типов.

Тема 1.2. Плоская система сходящихся сил.

Требования к представлениям:

•  .о плоской системе сходящихся сил;

•  о приведении сил к одной точке;

•  о равнодействующей силе;

•  о равновесии системы сил;

Требования к знаниям:

•  геометрический и аналитический способы определения равнодействующей силы;

•  условия равновесия системы сил;

Требования к умениям:

•  определять равнодействующую систему сил;

• решать задачи на равновесие системы сил в аналитической форме, рационально выбирая направление координатных осей.

Содержание учебного материала:

Система сходящихся сил. Способы сложения двух сил. Разложение силы на две составляющие. Определение равнодействующей системы сил геометрическим способом. Силовой многоугольник. Условие равновесия в векторной форме.

Проекция силы на ось, правило знаков. Проекция силы на две взаимоперпендикулярные оси. Аналитическое определение равнодействующей. Условия равновесия в аналитической форме. Рациональный выбор координатных осей.

Самостоятельная работа: Рациональный выбор координатных осей.

Тема 1.3. Пара сил и момент силы относительно точки.

Требования к представлениям:

• о силах создающих пару, и действии, оказываемом ими на тело;

•  о моменте силы относительно точки и действие ее на тело;

Требования к знаниям:

•  момент пары сил: обозначение, модуль, знак;

•  свойства пар сил;

•  момент силы относительно точки: модуль, знак, обозначение;

•  частные случаи;

Требования к умениям:

•  определять момент пары сил и результирующей системы пар сил;

•  рассчитывать момент силы относительно точки.

Содержание учебного материала:

Сложение двух параллельных сил. Пара сил и ее характеристики. Момент пары. Сложение пар. Условие равновесия системы пар сил. Момент силы относительно точки.

Тема 1.4. Плоская система произвольно расположенных сил.

Требования к представлениям:

•  о плоской системе сил: главном векторе, главном моменте, равнодействующей системе сил, действии на тело;

•  о влиянии точки приведения на величину главного момента;

•  о равновесии тела под действием плоской системы произвольно расположенных сил;

•  о видах опор балочных систем, о реакциях в опорах;

•  о видах нагрузок

Требования к знаниям:

•  теорему Пуассона и приведении силы к точке;

•  приведение произвольной плоской системы сил к точке;

•  теорему Вариньона с момента равнодействующей;

•  три формы уравнений равновесия и применение их при определении реакций в опорах;

Требования к умениям:

•  заменять произвольную плоскую систему сил одной силой и одной парой;

•  заменять произвольную плоскую систему сил равнодействующей;

•  определять реакции в опорах балочных систем с проверкой правильности решения.

Содержание учебного материала:

Приведение силы к одной точке. Приведение плоской системы сил к данному центру. Главный вектор и главный момент системы сил. Теорема Вариньона о моменте равнодействующей. Равновесие плоской системы сил. Уравнения равновесия и их различные формы.

Балочные системы. Классификация нагрузок и виды опор. Решение задач на определение опорных реакций.

Самостоятельная работа: определение опорных реакций балок плоской системы произвольно расположенных сил.

Тема 1.5. Трение.

Требования к представлениям:

•  о видах трения и силах трения;

•  о равновесии тела на наклонной плоскости;

•  о коэффициенте трения скольжения и трения качения;

Требования к знаниям:

•  закон трения скольжения;

•  факторы, влияющие на коэффициент трения;

Требования к умениям:

• определять направление реакции в опорах с учетом трения.

Содержание учебного материала:

Трение скольжения. Равновесие тела на наклонной плоскости. Трение качения.

Самостоятельная работа: Трение качения.

Лабораторная работа №1. Определение коэффициента трения скольжения.

Тема 1.6. Пространственная система сил.

Требования к представлениям:

•  о пространственных системах сил и их действии на тело;

•  о моменте силы относительно оси и его действии на тело;

Требования к знаниям:

•  момент силы относительно оси, свойства момента;

•  аналитический способ определения равнодействующей;

•  условия равновесия;

Требования к умениям:

•  выполнять разложение силы на три взаимоперпендикулярные оси;

•  определять момент силы относительно оси;

•  заменять пространственную систему сил одной силой и одной плоскости.

Содержание учебного материала:

Проекция силы на ось, не лежащую с ней в одной плоскости. Момент силы относительно оси. Пространственная система сходящихся сил, ее равновесие. Пространственная система произвольно расположенных сил, ее равновесие.

Самостоятельная работа: определение опорных реакций пространственно-нагруженного приводного вала.

Тема 1.7. Центр тяжести

Требования к представлениям:

•  о системе параллельных сил и ее действии на тело;

•  о центре системы параллельных сил;

•  о силе тяжести и центре тяжести;

Требования к знаниям:

•  метод определения центра тяжести тела;

•  формулы для определения положения центра тяжести неоднородных и однородных тел;

•  формулы для определения положения центра тяжести плоских фигур;

Требования к умениям:

•  определять положение центра тяжести фигур, составленных из стандартных профилей.

Содержание учебного материала:

Сила тяжести, как равнодействующая вертикальных сил. Центр тяжести тела. Центр тяжести простых геометрических фигур. Определение центра тяжести составных плоских фигур.

Самостоятельная работа: центр тяжести простых геометрических фигур.

Лабораторная работа №2. Определение центра тяжести плоских фигур;

Расчетно-графическая работа №1. Статика.

Кинематика

Тема 1.8. Основные понятия кинематики.

Требования к представлениям:

•  о пространстве, времени, траектории, пути, скорости, ускорении;

Требования к знаниям:

•  способы задания движения точки: естественный и координатный;

•  обозначение, размерности, взаимосвязь кинематических параметров движения;

Требования к умениям:

• определять траекторию движения точки.

Содержание учебного материала:

Покой и движение. Кинематические параметры движения: траектория, путь, время, скорость, ускорение. Способы задания движения.

Тема 1.9. Кинематика точки.

Требования к представлениям:

•  о скоростях средней и истинной;

•  об ускорении при прямолинейном и криволинейном движениях;

•  о различных видах движения точки;

Требования к знаниям:

•  определение величины и направления скорости и ускорении точки;

•  частные случаи движения точки и их уравнения;

•  кинематические графики;

Требования к умениям:

•  определять кинематические параметры движения точки;

•  строить кинематические графики и использовать их при решении задач.

Содержание учебного материала:

Средняя скорость и скорость в данный момент. Ускорение полное, нормальное и касательное. Частные случаи движения точки. Кинематические графики.

Самостоятельная работа: определение параметров движения точки для любого вида движения.

Тема 1.10. Простейшие движения твердого тела.

Требования к представлениям:

•  о поступательном движении, его особенностях и параметрах;

•  о вращательном движении тела и его параметрах;

•  о передачи вращательного движения;

Требования к знаниям:

•  формулы для определения параметров поступательного и вращательного движений тела;

•  различные виды вращательного движения твердого тела, их уравнения;

Требования к умениям:

•  определять кинематические параметры тела при поступательном и вращательном движении;

•  определять параметры движения любой точки тела.

Содержание учебного материала:

Поступательное движение. Вращательное движение твердого тела вокруг неподвижной оси. Частные случаи вращательного движения тела. Линейные скорости и ускорения точки вращательного тела.

Самостоятельная работа: определение параметров вращения тела вокруг неподвижной оси и движения его точек.

Тема 1.11. Сложное движение точки

Требования к представлениям:

•  о системах координат;

•  об абсолютном, относительном и переносном движениях;

Требования к знаниям:

•  разложение сложного движения на относительное и переносное;

•  теорему сложения скоростей;

Требования к умениям:

•  определять скорость точки при сложном движении.

Содержание учебного материала:

Переносное, относительное и абсолютное движение точки. Скорости этих движений.

Тема 1.12. Сложное движение твердого тела.

Требования к представлениям:

•  о плоскопараллельном движении;

•  о мгновенной оси вращения и мгновенном центре скоростей;

Требования к знаниям:

•  разложение плоскопараллельного движения на поступательное и вращательное;

•  свойства мгновенного центра скоростей;

•  способы определения положения мгновенного центра скоростей;

Требования к умениям:

•  анализировать характер движения плоского механизма и его звеньев;

•  определять скорость любой точки плоского механизма;

•  определять угловую скорость сложного движения.

Содержание учебного материала:

Плоскопараллельное движение. Разложение плоскопараллельного движения на поступательное и вращательное. Мгновенный центр скоростей, способы его определения. Определение абсолютной скорости любой точки тела. Сложение двух вращательных движений.

Самостоятельная работа: определение параметров движения любой точки плоского механизма.

Практическая работа №1 Исследование движения кривошипных механизмов.

Динамика

Тема 1.13. Основные понятия и аксиомы динамики.

Требования к представлениям:

•  о массе тела, ускорении свободного падения;

•  о связи между силовыми и кинематическими параметрами движения;

•  о двух основных задачах динамики;

Требования к знаниям:

•  аксиомы динамики;

•  математическое выражение основного закона динамики.

Содержание учебного материала:

Закон инерции. Основной закон динамики. Масса материальной точки. Закон независимости действия сил. Закон действия и противодействия.

Тема 1.14. Движения материальной точки. Метод кинетостатики.

Требования к представлениям:

•  о свободной и несвободной материальных точках;

•  о силах инерции;

•  об использовании силы инерции для решения технических задач;

Требования к знаниям:

•  формулы для расчета силы инерции при поступательном и вращательном движениях;

принципа Даламбера;
Требования к умениям:

• определять параметры движения материальной точки с использованием законов динамики и методов кинетостатики.

Содержание учебного материала:

Свободная и несвободная материальная точка. Сила инерции при прямолинейном и криволинейном движениях. Принцип Даламбера. Понятие о неуравновешенных силах инерции и их влияние на работу машин.

Самостоятельная работа: Определение параметров движения материальной точки с использованием метода кинетостатики.

Тема 1.15. Работа и мощность.

Требования к представлениям:

• о работе силы при прямолинейном и криволинейном перемещениях;

• о мощности полезной и затраченной, о коэффициенте полезного действия;

Требования к знаниям:

• формулы для расчета работы и мощности при поступательном и вращательном движении, КПД;

Требования к умениям:

• рассчитывать работу и мощность с учетом потерь на трение и сил инерции.

Содержание учебного материала:

Работа постоянной силы при прямолинейном перемещении. Работа равнодействующей силы. Работа переменной силы на криволинейном пути. Мощность. Работа и мощность при вращательном движении. КПД.

Самостоятельная работа: решение задач, в которых рассматриваются работа и мощность при поступательном и вращательном движениях.

Тема 1.16. Общие теоремы динамики.

Требования к представлениям:

•  о понятиях "импульс силы", "количество движения", "кинетическая энергия";

•  о системе материальных точек, внутренних и внешних силах системы;

о моменте инерции тела;

Требования к знаниям:

•  основные теоремы динамики;

•  основные уравнения поступательного и вращат. движений твердого тела;

•  формулы для расчета моментов инерции некоторых однородных тв. тел;

Требования к умениям:

•  определять параметры движения точки с помощью общих теорем динамики.

Содержание учебного материала:

Теорема об изменении количества движения. Теорема об изменении кинетической энергии. Основы динамики системы материальных точек. Уравнения поступательного и вращательного движений твердого тела.

Самостоятельная работа: решение задач с использованием основного закона динамики для вращательного движения тела.

Расчетно-графическая работа № 2 Кинематика, динамика.

Раздел 2. Сопротивление материалов.

Тема 2.1. Основные положения сопромата.

Требования к представлениям:

•  о видах расчетов в сопротивлении материалов;

•  о классификации нагрузок;

•  о внутренних силовых факторах и возникающих при этом деформациях;

•  о механических напряжениях

Требования к знаниям:

•  основные понятия, гипотезы и допущения сопротивления материалов;

•  метод сечений;

•  внутренние силовые факторы, составляющие вектора напряжений;

Требования к умениям:

•  определять виды нагружения и внутренние силовые факторы в поперечных сечениях.

Содержание учебного материала:

Основные задачи сопротивления материалов. Деформации упругие и пластичные. Основные гипотезы и допущения. Классификация нагрузок и элементов конструкции. Силы внешние и внутренние. Метод сечений. Напряжение полное, нормальное, касательное.

Тема 2.2. Растяжение и сжатие.

Требования к представлениям:

•  о продольных силах;

•  о нормальных напряжениях в поперечных сечениях, о продольных и поперечных деформациях и их связи;

•  о жесткости сечения;

•  о механических свойствах и механических характеристиках материалов;

•  о предельных и допускаемых напряжениях, о коэффициенте запаса прочности;

•  о влиянии собственного веса бруса;

о температурных напряжениях;

Требования к знаниям:

•  правила построения эпюр продольных сил и нормальных напряжений;

•  закон распределения нормальных напряжений в поперечном сечении бруса;

•  закон Гука;

•  зависимости и формулы для расчета напряжений и перемещений;

•  диаграммы растяжения и сжатия пластичных и хрупких материалов;

порядок расчетов на прочность при растяжении и сжатии;

Требования к умениям:

•  строить эпюры продольных сил и нормальных напряжений;

• проводить расчеты на прочность и жесткость статически определяемых брусьев при растяжении и сжатии.

Содержание учебного материала:

Внутренние силовые факторы при растяжении и сжатии. Эпюры продольных сил. Нормальное напряжение. Эпюры нормальных напряжений. Продольные и поперечные деформации. Закон Гука. Коэффициент Пуассона. Определение осевых перемещений поперечных сечений бруса. Испытание материалов на растяжение и сжатие при статическом нагружении. Диаграммы растяжения и сжатия пластичных и хрупких материалов. Механические характеристики материалов.

Напряжения предельные, допускаемые и расчетные. Коэффициент запаса прочности. Условие прочности, расчеты на прочность.

Самостоятельная работа: построение эпюр продольных сил и нормальных напряжений, определение абсолютного удлинения (укорочения) при растяжении и сжатии; расчет на прочность при растяжении и сжатии.

Лабораторная работа №3 Испытание материалов на растяжение;

Тема 2.3. Практические расчеты на срез и смятие.

Требования к представлениям:

• об основных предпосылках и условностях расчетов;

•  о деталях, работающих на срез и смятие;

Требования к знаниям:

•  внутренние силовые факторы, напряжения и деформации при сдвиге и смятии;

•  расчетные формулы;

Требования к умениям:

•  проводить проектные и проверочные расчеты деталей, работающих на срез и смятие.

Содержание учебного материала:

Срез, основные расчетные предпосылки, расчетные формулы, условие прочности. Смятие, условности расчета, расчетные формулы, условие прочности. Допускаемые напряжения. Примеры расчетов.

Самостоятельная работа: расчет соединений, работающих на срез и смятие.

Практическая работа №2. Практические расчеты на срез и смятие.

Тема 2.4. Геометрические характеристики плоских сечений.

Требования к представлениям:

• о физическом смысле и порядке определения осевых, центральных и полярных моментов инерции;

•  о главных центральных осях и главных центральных моментах инерции;

Требования к знаниям:

•  формулы моментов инерции простейших сечений;

•  способы вычисления осевых моментов инерции при параллельном переносе осей;

Требования к умениям:

• определять полярные и главные центральные моменты инерции для сечений, имеющих оси симметрии.

Содержание учебного материала:

Статический момент площади сечений. Осевые, центробежные и полярные моменты инерции. Главные оси и главные центральные моменты инерции. Осевые моменты инерции простейших сечений. Полярные моменты инерции круга и кольца. Определение главных центральных моментов инерции составных сечений, имеющих ось симметрии.

Тема 2.5. Кручение.

Требования к представлениям:

•  о кручении круглого цилиндра;

•  о напряженном состоянии в точках;

•  о жесткости сечения, о моменте сопротивления при кручении;

•  о рациональных формах поперечного сечения и рациональном расположении колес на валу;

• об условностях при расчете цилиндрических винтовых пружин, основа их расчета на прочность;

Требования к знаниям:

•  внутренние силовые факторы при кручении;

•  распределение напряжений по сечению;

•  формулу для расчета напряжения в точке поперечного сечения;

•  деформации при кручении;

•  закон Гука при сдвиге;

•  условие прочности и жесткости при кручении;

•  порядок расчета цилиндрических винтовых пружин;

Требования к умениям:

•  строить эпюры крутящих моментов;

•  выполнять проектировочные расчеты и проверочные круглого бруса для статически определимых систем;

•  проводить проверку на жесткость.

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. Расчеты на прочность и жесткость при кручении. Рациональное расположение колес на валу. Расчет цилиндрических винтовых пружин растяжения и сжатия.

Лабораторная работа № 4 Определение модуля сдвига.

Самостоятельная работа: расчет на прочность и жесткость при кручении круглого бруса.

Тема 2.6. Изгиб.

Требования к представлениям:

• о дифференциальных зависимостях при изгибе, о деформациях при изгибе упругой линии балки;

•  о методах определения линейных и угловых перемещений;

•  о рациональных формах поперечного сечения балок из пластичных и хрупких материалов;

Требования к знаниям:

•  виды изгиба и внутренние силовые факторы;

•  порядок построения и контроля эпюр поперечных сил и изгибающих моментов;

• распределение нормальных напряжений по сечению при чистом изгибе и расчетные формулы;

•  распределение касательных напряжений по сечению и формулу Журавского для определения максимального касательного напряжения;

•  условия прочности и жесткости;

• один из методов определения линейных и угловых перемещений при изгибе;

Требования к умениям:

•  строить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов;

•  выполнять проектировочные и проверочные расчеты на прочность;

•  выбирать рациональные формы поперечных сечений;

•  проводить проверку бруса на жесткость при изгибе.

Содержание учебного материала:

Основные понятия и определения. Классификация видов изгиба. Внутренние силовые факторы при прямом изгибе. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные напряжения при изгибе;

Дифференциальные зависимости между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью распределенной нагрузки. Расчеты на прочность при изгибе. Рациональные формы поперечных сечений балок из пластичных и хрупких материалов. Понятие о касательных напряжениях при изгибе. Линейные и угловые перемещения при изгибе, их определение. Расчеты на жесткость.

Самостоятельная работа: Расчет на прочность при изгибе, определение прогибов и углов поворота сечения балок при прямом изгибе;

Лабораторная работа №5 Испытание на изгиб.

Контрольная работа №2 Расчеты на прочность и жесткость при кручении, срезе и смятии, изгибе.

Тема 2.7. Сложное сопротивление. Гипотезы прочности и их применение.

Требования к представлениям:

•  о сложном сопротивлении;

•  о распределении напряжений по сечению при косом изгибе;

•  о нейтральной линии при сложном сопротивлении;

•  о теории предельных напряженных состояний, об эквивалентном напряженном состоянии;

• о гипотезах прочности;

Требования к знаниям:

•  порядок расчета на прочность при косом изгибе и изгибе с растяжением или сжатием;

• формулы для эквивалентных напряжений по гипотезам наибольших касательных напряжений и энергии формоизменения;

Требования к умениям:

• рассчитывать брус круглого поперечного сечения на прочность при сочетании основных деформаций.

Содержание учебного материала: Напряженное состояние в точке упругого тела. Главные напряжения. Максимальные касательные напряжения. Виды напряженных состояний. Упрощенное плоское состояние. Назначение гипотез прочности. Эквивалентное напряжение. Гипотеза наибольших касательных напряжений. Гипотеза энергии формообразования. Расчет бруса круглого поперечного сечения при сочетании основных деформаций.

Самостоятельная работа: расчет круглого бруса при совместном действии изгиба и кручения.

Раздел 3. Детали машин.

Тема 3.1. Общие положения деталей машин

Требования к знаниям:

•  определение понятий: машина, механизм, деталь, сборочная единица;

•  классификацию машин по назначению;

Требования к умениям:

• определять по реальному объекту, модели, плакату составляющие: деталь, сборочная единица, механизм.

Содержание учебного материала: Цели и задачи раздела. Механизм, машина, деталь, сборочная единица. Классификация машин по назначению. Контактная прочность, контактные напряжения. Критерии работоспособности и расчета деталей машин. Основные понятия о надежности машин и их деталей. Стандартизация и взаимозаменяемость.

Тема 3.2. Общие сведения о передачах

Требования к представлениям:

•  о назначении передач;

•  о передачах, используемых в технологическом оборудовании;

Требования к знаниям:

•  кинематические и силовые соотношения в передаточных механизмах;

• формулы для расчета передаточного отношения и коэффициента полезного действия многоступенчатой передачи;

Требования к умениям:

• производить кинематические и силовые расчеты многоступенчатого привода.

Содержание учебного материала:

Общие сведения о передачах. Классификация передач. Основные характеристики передач, кинематические и силовые расчеты многоступенчатого привода.

Практическая работа №3. Кинематический и силовой расчет привода.

Тема 3.3. Фрикционные передачи

Требования к представлениям:

• о фрикционных передачах с нерегулируемым передаточным числом: назначении, конструкциях, области применения;

• о вариаторах: назначении, конструкциях, диапазон регулирования, области применения;

Требования к знаниям:

•  формулы для расчета геометрических, кинематических и силовых соотношений цилиндрических и конических фрикционных передач;

•  условие работоспособности фрикционной передачи;

•  требования, предъявляемые к материалам, применяемым для изготовления фрикционных катков;

Требования к умениям:

• выполнять проектировочный и проверочный расчет цилиндрической фрикционной передачи;

Содержание учебного материала:

Фрикционные передачи и их классификация. Достоинства, недостатки и область применения фрикционных передач. Материалы катков. Цилиндрические фрикционные передачи. Геометрические, кинематические и силовые соотношения. Расчет на контактную прочность. Конические фрикционные передачи: назначение, конструкция, геометрическое, кинематическое и силовые соотношения. Вариаторы. Диапазон регулирования.

Самостоятельная работа: расчет фрикционной передачи с цилиндрическими катками.

Тема 3.4. Зубчатые передачи.

Требования к представлениям:

•  об основах зубчатого зацепления;

•  об изготовлении зубчатых колес;

•  о классификации и сравнительной оценке зубчатых передач;

•  о видах разрушения и повреждении зубьев зубчатых колес;

•  о формулах для расчета зубчатых колес на контактную прочность и изгиб, о физическом смысле входящих величин;

Требования к знаниям:

•  геометрию эвольвентного зубчатого зацепления;

•  формулы для расчета геометрических, кинематических и силовых соотношений цилиндрической прямозубой и косозубой передачи и прямозубой конической передачи;

Требования к умениям:

• выполнять проектировочный и проверочный расчеты зубчатой передачи.

Содержание учебного материала: Общие сведения о зубчатых передачах: принцип работы, устройство, теории зубчатого зацепления. Изготовление зубчатых колес. Применяемые материалы. Виды разрушения зубьев. Критерии работоспособности. Цилиндрические зубчатые передачи: прямозубые, косозубые, шевронные, с зацеплением Новикова. Конические прямозубые передачи. Методика расчета зубчатых передач.

Самостоятельная работа: определение параметров зубчатых колес по их замерам;

Лабораторная работа №6. Построение эвольвентного профиля зуба.

Практическая работа №4 Расчет зубчатой передачи.

Тема 3.5. Передача винт-гайка.

Требования к представлениям:

•  о винтовой поверхности;

•  о передачи винт-гайка: конструкция, достоинство, недостатки, материал, область применения;

Требования к знаниям:

•  параметры резьбы;

• формулы для расчета геометрических, кинематических и силовых соотношений передачи винт-гайка;

Требования к умениям:

• выполнять проектировочные и проверочный расчеты передачи винт-гайка.

Содержание учебного материала:

Винтовая линия, винтовая поверхность и их образование. Классификация резьб. Параметры резьбы. Передача винт-гайка: достоинства, недостатки, область применения, материал, конструкции, силовые соотношения и КПД винтовой пары. Расчет передачи на износостойкость и проверка винта на прочность и устойчивость. Кинематический расчет.

Самостоятельная работа: расчет передачи винт-гайка.

Тема 3.6. Червячная передача.

Требования к представлениям:

•  о классификации, сравнительной оценке, области применения червячных передач;

•  о конструкциях работоспособности и КПД передачи;

•  о формулах для расчета червячных передач на контактную и изгибную выносливость, о тепловом расчете, о физическом смысле входящих величин;

Требования к знаниям:

• формулы для расчета геометрических, кинематических и силовых соотношений червячной передачи;

Требования к умениям:

• выполнять проектировочный и проверочный расчеты червячной передачи.

Содержание учебного материала: Классификация, достоинства, недостатки и область применения червячной передачи. Применяемые материалы и конструкции червяков и червячных колес. Геометрические, кинематические и силовые соотношения в червячной передаче, методика расчета червячной передачи. Тепловой расчет.

Самостоятельная работа: тепловой расчет

Практическая работа №5. Расчет червячной передачи.

Тема 3.7. Редукторы.

Требования к представлениям:

•  о назначении и классификации редукторов; об устройстве редукторов;

о смазке и смазочных материалах, применяемых в редукторе;

Требования к знаниям:

•  формулу для определения общего передаточного числа;

•  наименования основных деталей и узлов, входящих в редуктор;

Требования к умениям:

•  составить кинематическую схему редуктора;

•  определять общее передаточное число редуктора.

Содержание учебного материала:

Редукторы: назначение, устройство, классификация, конструктивные особенности. Мультипликаторы. Общее передаточное число. Смазка и смазочные материалы.

Самостоятельная работа: изучение конструкции редукторов;

Тема 3.8. Ременные передачи.

Требования к представлениям:

•  о ременных передачах: назначении, классификации, достоинствах и недостатках;

•  о типах ремней и шкивов;

о скольжении в передаче;

Требования к знаниям:

• устройство, принцип работы, геометрические, кинематические и силовые соотношения ременных передач;

Требования к умениям:

• выполнять проектировочный и проверочный расчет ременной передачи;

Содержание учебного материала:

Решенные передачи: назначение, устройство, классификация, достоинства, недостатки, область применения. Детали ременных передач. Силы и напряжения в ремне. Упругое скольжение. Плоско-ременные передачи. Клино - и поликлиноременные передачи. Зубчато-ременные передачи. Методика расчета ременных передач.

Самостоятельная работа: расчет клиноременной или зубчато-ременной передачи.

Тема 3.9. Цепные передачи.

Требования к представлениям:

• о приводных цепях, звездочках и натяжных устройствах цепных передач;

•  о причинах выхода из строя и основах проверочного расчета;

Требования к знаниям:

•  основные параметры, геометрические и кинематические соотношения цепных передач;

Требования к умениям:

•  производить подбор приводных роликовых цепей и выполнять проверочный расчет.

Содержание учебного материала:

Цепные передачи: устройство, классификация, достоинства, недостатки, область применения. Детали передачи. Критерии работоспособности и основные параметры. Подбор цепей и их проверочный расчет.

Практическая работа №6. Расчет открытых передач.

Тема 3.10. Валы и оси.

Требования к представлениям:

•  о назначении, классификации и элементах конструкции валов и осей;

•  о материалах валов;

•  о способах повышения сопротивления усталости;

Требования к знаниям:

проектировочный и проверочный расчет валов и осей;
Требования к умениям:

• составлять расчетную схему, выполнять проектировочный и проверочный расчеты прямых валов и осей на прочность.

Содержание учебного материала:

Валы и оси: применение, классификация, элементы конструкции, материалы. Критерии работоспособности и способы повышения сопротивления усталости. Методы расчета.

Самостоятельная работа: материалы валов и осей

Практическая работа №7. Проектировочный и проверочный расчет валов.

Тема 3.11. Подшипники.

Требования к представлениям:

•  об особенностях рабочего процесса подшипников скольжения и качения;

•  о смазке подшипников и КПД;

•  о видах разрушений и критериях работоспособности;

•  о стандартах на подшипники качения;

•  о конструкции подшипниковых узлов;

Требования к знаниям:

•  назначение, конструкцию и материалы подшипников скольжения;

•  классификацию, конструкцию, маркировку подшипников качения;

•  методику расчета подшипников скольжения на износостойкость и нагревостойкость;

•  порядок подбора подшипников качения по динамической грузоподъемности;

Содержание учебного материала:

Назначение и классификация. Подшипники скольжения: конструкция, область применения, достоинства, недостатки, материалы. Критерии работоспособности и условные расчеты подшипников скольжения.

Подшипники качения: устройство, классификация, область применения, материалы, достоинства и недостатки. Стандарты на подшипники качения. Подбор подшипников по статической и динамической грузоподъемности. Смазка и уплотнение. Конструкция сборочных единиц с подшипниками качения.

Самостоятельная работа: смазка и уплотнение

Практическая работа № 8. Конструирование подшипниковых узлов.

Тема 3.12. Муфты.

Требования к представлениям:

•  о классификации муфт и их условном обозначении;

•  об устройстве и принципе действия основных шипов муфт;

Требования к знаниям:

•  назначение муфт;

Требования к умениям:

•  подбирать стандартные и нормализованные муфты.

Содержание учебного материала:

Муфты: назначение и классификация, условные обозначения. Устройство и принцип действия основных шипов муфт. Методика подбора и расчета муфт.

Самостоятельная работа: подбор стандартных и нормализованных муфт и выполнение проверочного расчета.

Тема 3.13. Соединения деталей машин.

Требования к представлениям:

•  о назначении неразъемных соединений;

•  об оценке сварных, клеевых и клепаных соединений;

•  о стандартных крепежных изделиях и видах резьбовых соединений;

•  о типах шпоночных соединениях и сравнительной их оценке;

Требования к знаниям:

•  виды сварных швов и сварных соединений;

•  виды резьбовых соединений и способы стопорения;

•  основы расчета на прочность при постоянной нагрузке;

Требования к умениям:

•  производить расчет клеевых соединений;

•  производить расчет стыковых и нахлесточных сварных соединений;

•  производить расчет заклепочных соединений;

•  производить расчет резьбовых соединений;

•  производить проектный и проверочный расчеты шпоночных соединений;

•  производить расчет шлицевых соединений;

•  производить расчет соединений с натягом.

Содержание учебного материала:

Соединения деталей машин. Клеевые и сварочные соединения: назначение, достоинства, недостатки, расчет на прочность. Заклепочные соединения: назначения достоинства, недостатки, конструкции и материал заклепок, расчет на прочность. Соединения с натягом: назначение, достоинства, недостатки, расчет. Шпоночные соединения: назначение, классификация, достоинства, недостатки, проектировочный и проверочный расчет на прочность. Резьбовые соединения: назначение, классификация, достоинства, недостатки, расчет на прочность.

Самостоятельная работа: расчет на прочность шпоночных, резьбовых соединений и соединений с натягом.

Перечень литературы и средств обучения.

1.  Аркуша механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов. М: Высшая школа, 1989г.

2.  , , Эрдеди механика. Сопротивление материалов. - М: Высшая школа, 1991г.

3.  Аркуша к решению задач по теоретической механике. - М: Высшая школа, 1990г.

4.  , Барановский задач по сопротивлению материалов. - М: Высшая школа, 1990г.

5.  Никитин механика для техникумов.

6.  Ицкович материалов. - М: Высшая школа, 1983г.

7.  Устюгов машин. - М: Высшая школа, 1981г.

8.  , Куклина машин. - М: Машиностроение, 1987г.

9.  Мархель машин. - М: Машиностроение, 1986г.