Министерство транспорта Российской Федерации
Агентство морского и речного транспорта
ФБОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»
Красноярский институт водного транспорта (филиал НГАВТ)
Шифр дисциплины: Б.2.Б.08
МЕХАНИКА: прикладная механика
Рабочая программа по направлению 190 700 62
«Технология транспортных процессов»
Профиль: «Организация перевозок и управление на водном транспорте»
Красноярск – 2013
Рабочая программа по дисциплине Б.2.Б.08 «Механика: прикладная механика» составлена кандидатом технических наук, профессором КИВТ (филиал НГАВТ) на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования: государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по направлению 190700.62 «Технология транспортных процессов», профилю «Организация перевозок и управление на водном транспорте».
Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры Управления работой флота и портов Красноярского института водного транспорта» (филиала ФГОУ ВПО НГАВТ).
Зав. кафедрой УРФ и П______________
Рабочая программа одобрена Советом КИВТ(филиал НГАВТ)
Протокол № ______ от _______________ 20 года.
Председатель Совета КИВТ_____________ёв
1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Учебная дисциплина «Механика: прикладная механика» является общеинженерной дисциплиной и базируется на механико-математической подготовке студентов, обеспечиваемой предшествующими курсами: математика, физика, теоретическая механика.
2 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
После изучения дисциплины студент должен:
иметь представление:
- об основных разделах механики, о роли и месте ее в развитии современной техники;
- об основных расчетах механических узлов;
владеть:
- методами прочностных расчетов статических конструкций, элементов механизмов и машин;
иметь навыки:
- выбора конструкционных материалов на основе анализа их свойств;
- составления расчетной схемы для анализа и проверки прочности элементов механических систем.
3 ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Вид учебной работы |
| ||
Всего часов | Курс | ||
Общая трудоемкость дисциплины | 76 | 2 |
|
Аудиторные занятия | 12 | 2 |
|
Лекции | 6 | 2 |
|
Лабораторные работы (ЛР) | 6 | 2 |
|
Самостоятельная работа (СР) | 64 | 2 |
|
Изучение литературы теоретического курса | 50 | 2 |
|
Расчетно-графические работы | 14 | 2 |
|
Вид итогового контроля | зачёт |
|
4 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Разделы, темы дисциплины и виды занятий
Раздел и тема дисциплины | Лекции | ЛР | СР | |||
О | З | О | З | О | З | |
Раздел 1 Сопротивление материалов Тема 1.1 Основные понятия сопротивления материалов Тема 1.2 Растяжение и сжатие Тема 1.3 Виды и анализ напряженного состояния Тема 1.4 Сдвиг и кручение Тема 1.5 Изгиб Тема 1.6 Сложное сопротивление Тема 1.7 Основы расчета на прочность при переменных нагрузках Тема 1.8 Устойчивость сжатых стержней Тема 1.9 Динамическое действие нагрузок Раздел 2 Теория механизмов и машин Тема 2.1 Введение. Структура механизмов и синтез Тема 2.2 Кинематический анализ механизмов и синтез Тема 2.3 Динамический анализ механизмов и синтез Раздел 3 Детали машин Тема 3.1 Основы конструирования машин Тема 3.2 Механические передачи Тема 3.3 Зубчатые передачи Тема 3.4 Цилиндрические зубчатые передачи Тема 3.5 Конические зубчатые передачи Тема 3.6 Червячные передачи Тема 3.7 Цепные передачи Тема 3.8 Ременные передачи Тема 3.9 Валы и оси Тема 3.10 Подшипники Тема 3.11 Соединения деталей машин Тема 3.12 Муфты | 2 2 2 | 2 2 2 | 2 2 4 4 2 2 2 2 6 6 6 1 1 2 2 2 2 2 4 2 2 4 2 | |||
Всего часов | 6 | 6 | 64 |
4.2 Содержание разделов и тем дисциплины
Раздел 1 Сопротивление материалов
Тема 1.1 Основные понятия сопротивления материалов
Содержание раздела, его значение и задачи. Классификация сил. Допущения. Деформация и перемещения. Метод сечений. Напряжения. Условия прочности.
Тема 1.2 Растяжение и сжатие
Определение внутренних усилий, напряжений. Закон Гука. Модуль упругости. Деформации. Коэффициент Пуассона. Диаграммы растяжения, сжатия. Коэффициент безопасности, допускаемые напряжения. Условия прочности при растяжении-сжатии.
Тема 1.3 Виды и анализ напряженного состояния
Виды напряженного состояния. Анализ линейного и плоского напряженного состояния. Гипотезы прочности.
Тема 1.4 Сдвиг и кручения
Основные понятия о сдвиге. Напряженное состояние и деформация при чистом сдвиге. Закон парности касательных напряжений. Условие прочности и жесткости при сдвиге и кручении круглого вала.
Тема 1.5 Изгиб
Общие понятия об изгибе. Чистый и поперечный изгиб. Типы опор балок. Определение спорных реакций. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Определение нормальных и касательных напряжений. Условие прочности. Определение деформации при изгибе с помощью решения дифференциального уравнения прогнутой оси балки.
Тема 1.6 Сложное сопротивление
Основные понятия сложного сопротивления. Косой изгиб. Изгиб с кручением.
Тема 1.7 Основы расчета на прочность при переменных нагрузках
Нагрузки в машинах. Циклы напряжений. Характеристики циклов. Усталость материалов. Кривая усталость и предел выносливости. Расчет деталей при переменных нагрузках. Определение коэффициента запаса прочности.
Тема 1.8 Устойчивость сжатых стержней
Устойчивые и неустойчивые формы равновесия. Формула Эйлера для критической силы. Формула Ясинского. Проверка сжатых стержней на устойчивость.
Тема 1.9 Динамическое действие нагрузок
Динамические нагрузки. Свободные колебания системы с одной степенью свободы. Тема 1.10 Основные расчеты конструкций по расчетным предельным состояниям
Состояние вопроса. Анализ методов расчета по разрушающей нагрузке и по допускаемому напряжению.
Раздел 2 Теория механизмов и машин
Тема 2.1 Введение. Структура механизмов
ТММ – научная основа создания новых машин и механизмов. Основные понятия: механизм, машина, звено, кинематическая пара, кинематические цепи. Классификация кинематических пар. Плоские и пространственные механизмы. Число степеней свободы. Структурный синтез механизмов.
Тема 2.2 Кинематический анализ механизмов
Задачи кинематического анализа. Виды плоского движения твердого тела. Планы положений, скоростей, ускорений плоских рычажных механизмов. Кинематический синтез механизмов.
Тема 2.3 Динамический анализ механизмов
Силы, действующие в машинах. Теорема об изменении кинетической энергии. Уравнение движения механизма в энергетической форме. Определение реакций в кинематических парах. Динамический синтез механизмов.
Раздел 3 Детали машин
Тема 3.1 Основы конструирования машин
Задачи раздела «Детали машин». Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин: прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость. Общие основания выбора запасов прочности и допускаемых напряжений в деталях машин при статических и циклических нагрузках.
Тема 3.2 Механические передачи
Назначение и роль передач в машинах. Классификация передач. Общие кинематические, силовые, энергетические соотношения в передачах.
Тема 3.3 Зубчатые передачи
Основные понятия: зубчатое колесо, передаточное число, передаточное отношение. Эвольвента окружности и ее свойства. Элементы зубчатого колеса, основная и делительная окружности, окружности выступов и впадин, модуль, шаг. Способы изготовления зубчатых колес. Смещение инструмента при нарезании. Подрезание и заострение зуба. Основная теорема зацепления. Элементы и свойства эвольвентного зацепления: угол зацепления, линия зацепления.
Оценка и применение; классификация зубчатых передач. Точность изготовления зубчатых передач. Материалы и термообработка. Критерии работоспособности и причины выхода из строя зубчатых передач.
Тема 3.4 Цилиндрические зубчатые передачи
Силы в зацеплении прямозубой и косозубой цилиндрической передачи. Коэффициент динамической нагрузки. Расчет прочности зубьев по напряжениям изгиба и по контактным напряжениям.
Тема 3.5 Конические зубчатые передачи
Общие сведения и характеристики; силы в зацеплении. Расчет зубьев прямозубой передачи по напряжениям изгиба и контактным напряжениям. Выбор материалов и допускаемых напряжений.
Тема 3.6 Червячные передачи
Оценка и применение. Геометрические параметры, типы червяков. Применяемые материалы. Силы в зацеплении. Основные критерии работоспособности и расчета. Расчет на прочность по напряжениям изгиба и по контактным напряжениям. Тепловой расчет. Смазывание зубчатых и червячных передач. Уплотнительные устройства.
Тема3.7 Цепные передачи
Общие сведения, принцип работы, классификация, область применения. Основные параметры цепных передач. Геометрия, кинематика, динамика передачи. Расчет. Смазка.
Тема 3.8 Ременные передачи
Геометрия, кинематика, классификация передачи. Усилия и напряжения в ремнях. Критерии работоспособности и расчеты на тяговую способность и долговечность.
Тема 3.9 Валы и оси
Общие сведения. Материалы, применяемые для изготовления валов. Проектный и проверочный расчет вала.
Тема 3.10 Подшипники
Подшипники скольжения. Общие сведения. Режимы трения и критерии расчета. Материалы. Смазка. Условные расчеты.
Подшипники качения. Общие сведения. Классификация. Условные обозначения. Статическая и динамическая грузоподъемность. Долговечность.
Тема 3.11 Соединения деталей машин
Разъемные соединения: резьбовые, шпоночные, зубчатые. Конструктивные особенности и расчет.
Неразъемные соединения: сварные, заклепочные, прессовые. Конструктивные особенности и расчет.
Тема 3.12 Муфты
Общие сведения, назначение, подбор.
Муфты жесткости (фланцевая, втулочная): конструкция, расчет. Муфты упругие (МУВП, с упругой оболочкой, с резиновой звездочкой): конструкция и расчет.
5 ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
№ раздела (темы) дисциплины | Наименование лабораторных работ |
Тема 3.4 Цилиндрические зубчатые передачи Тема 3.10 Подшипники Тема 3.11 Соединения деталей машин | Изучение и определение нагрузочной способности прямозубой цилиндрической зубчатой передачи [11]. Изучение конструкций и определение динамической и статической грузоподъёмности подшипников качения [13]. Изучение и определение нагрузочной способности резьбовых соединений [12]. |
6 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
6.1 Расчетно-графические (контрольные) работы
Все расчетно-графические работы (задачи) на заочном отделении выполняются на втором курсе. Задачи, выполняемые на заочном отделении, объединены в одну контрольную работу.
№ раздела (темы) дисциплины | Наименование расчетно-графической (контрольной) работы |
Тема 1.5 Изгиб Темы 3.4, 3.5, 3.6 (цилиндрические, конические, червячные передачи) Тема 3.11 Соединение деталей машин | Расчет балки на изгиб [7, задача 3] Расчет передачи на прочность [7, задача 8] Расчет соединения деталей машин [7, задача 6] |
7 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1 Рекомендуемая литература
а) Основная литература
1. и др. Прикладная механика : для студентов ВТУзов / , , / - М.: Машиностроение, 1985. – 576 с. , ил.
2. Ковалёв механика : Учебник для ВУЗов. – М.: Высш. школа, 1982, 400 с. с ил.
3. и др. Прикладная механика.- Ростов на Дону, Феникс, 200с.
4.Степин материалов: Учебник для не машиностроительных спец. Вузов. – М.: Интеграл Пресс, 1997 – 320 с.
5. , Левитский теории механизмов и машин: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1985 – 279 с.
6. Иванов машин: Учебник для студентов высших техн. учебных заведений. – М.: Высшая школа, 1998 – 383 с.
7. Прикладная механика и механика: Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников инженерно-технических специальностей вузов./, , . – М.: Высш. шк.,1987. – 96 с.: ил.
б) Дополнительная литература
8. , Леликов узлов и деталей машин. – М.: Высшая школа, 2000. – 447 с.
9. Анурьев конструктора-машиностроителя. В 3-х томах. – М.: Машиностроение. 1982.
10. Бартенев зубчатых и червячных передач. Учебное пособие – Новосибирск, НГАВТ, 1994 – 65 с.
11. Бартенев и определение нагрузочной способности прямозубой цилиндрической зубчатой передачи: Руководство к лабораторно-практической работе по ДМ. – Новосибирск: НИИВТ, 1985 – 20 с.
12. Сибрикова и определение нагрузочной способности резьбовых соединений: Руководство к лабораторной работе по ДМ. – Новосибирск, НГАВТ, 1996 – 15 с.
13. Бартенев конструкций и определение динамической и статической грузоподъёмности подшипников качения. Рук-во к лаб.-практ. раб. по ДМ. – Новосибирск: НИИВТ. 1994.-13с.
14. и др. Прикладная механика. М.: Дрофа, 2004. – 415с. (www. ***** / 61275 – prikladnaya – mexanika. html.)
8 МАТЕРИАЛЬНО ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
- лабораторное оборудование для проведения лабораторных и лабораторно-практических работ;
- модели и натурные образцы механизмов, редукторов, элементов передач, муфт, подшипников;
- плакаты по большинству разделов курса;
9 ФОРМЫ КОНТРОЛЯ
Защита контрольной работы. Зачёт.
9.1 Примерный перечень вопросов для самоконтроля и подготовке к сдаче зачёта.
1 Значение и задачи раздела «Сопротивление материалов».
2 Классификация сил, действующих на тело.
3 Допущения, используемые в сопромате.
4 Метод сечений. Напряжения. Условия прочности.
5 Определение внутренних усилий, напряжений при растяжении и сжатии.
6 Закон Гука. Модуль упругости.
7 Деформации при растяжении (сжатии). Коэффициент Пуассона.
8 Температурные напряжения.
9 Диаграммы растяжения, сжатия.
10 Допускаемые напряжения. Коэффициент безопасности. Условие прочности при растяжении и сжатии.
11 Напряженное состояние и деформации при чистом сдвиге. Закон парности касательных напряжений.
12 Условие прочности и жесткости при сдвиге и кручении круглого вала.
13 Общие понятия об изгибе. Чистый и поперечный изгиб, типы опор балок. Определение опорных реакций.
14 Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов при изгибе. Определение нормальных и касательных напряжений. Условие прочности.
15 Определение деформаций при изгибе с помощью дифференциального уравнения изогнутой оси балки, универсальных уравнений.
16 Гипотезы прочности. Косой изгиб. Изгиб с кручением.
17 Нагрузки в машинах. Циклы напряжений и их характеристика. Кривая усталости и предел выносливости.
18 Расчет деталей при переменных нагрузках. Определение коэффициента запаса прочности. Прочности при динамических нагрузках.
19 Устойчивые и неустойчивые формы равновесия. Формула Эйлера для критической силы.
20 Формула Ясинского. Проверка сжатых стержней на устойчивость.
21 ТММ – основа создания новых машин и механизмов. Основы понятия ТММ.
22 Классификация кинематических пар. Плоские и пространственные механизмы. Число степеней свободы.
23 Задачи кинематического анализа и синтеза. Виды плоского движения твердого тела.
24Планы положений, скоростей и ускорений плоских рычажных механизмов.
25 Назначение и роль передач в машинах. Классификация передач. Общие кинематические, силовые, энергетические соотношения в передачах. Передаточное число и передаточное отношение.
26 Эвольвента окружности и ее свойства.
27 Элементы зубчатого колеса. Элементы и свойства эвольвентного зацепления.
28 Способы изготовления зубчатых колес. Смещение инструмента. Подрезание и заострение зуба.
29 Классификация зубчатых передач.
30 Критерии работоспособности и причины выхода из строя зубчатых передач.
31 Силы в зацеплении прямозубой и косозубой цилиндрической передачи. Расчет зубьев по напряжениям изгиба и по контактным напряжениям.
32 Особенности геометрии конических зубчатых передач. Расчет на прочность.
33 Особенности червячных передач.
34 Критерии работоспособности червячных передач. Расчет на износостойкость и прочность. Тепловой расчет.
35 Принцип работы цепных передач. Классификация. Геометрия.
36 Кинематика и динамика цепных передач. Расчет.
37 Принцип работы ременных передач. Геометрия, кинематика, классификация.
38 Усилия и напряжения в ремнях. Расчет на тяговую способность и долговечность.
39 Назначение и классификация валов и осей. Проектный расчет вала.
40 Расчет валов на усталостную прочность.
41 Подшипники скольжения. Общие сведения. Режимы трения и критерии расчета. Материал. Смазка. Условный расчет.
42 Подшипники качения. Общие сведения классификация. Условные обозначения. Динамическая и статическая грузоподъемность.
43 Резьбовые соединения. Конструктивные особенности и расчет.
44 Шпоночные и зубчатые соединения. Конструктивные особенности и расчет.
45 Сварные соединения. Конструктивные особенности и расчет.
46 Заклепочные соединения. Конструктивные особенности и расчет.
47 Прессовые соединения. Конструктивные особенности и расчет.
48 Муфты жесткие: втулочная и фланцевая. Конструкция и проверка слабых элементов на прочность.
49 Муфты упругие: МУВП, с упругой оболочкой, с резиновой звездочкой. Конструкция, область применения, расчет.
СВЕДЕНИЯ О КОРРЕКТИРОВКИ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ
Учебный год | Корректировка | Дата | Подпись |
1 | 2 | 3 | 4 |
КОРРЕКТИРОВКА УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦЛИНЫ
Введение в специальность
190700.62«Технология транспортных процессов»
в уч. году
Части темы | Изменения |
Основные порталы (построено редакторами)