Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

САЯНО – ШУШЕНСКИЙ ФИЛИАЛ

УТВЕРЖДАЮ

Директор

_____________  //

«_____» _____________2016 г.

Саяно-Шушенский филиал СФУ

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

техническая механика

Дисциплина  Б1.Б.14 Техническая механика

Направление подготовки/специальность  15.03.02 Технологические машины и оборудование

Направленность (профиль) 15.03.02.12  Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика

Саяногорск 2016

Рабочая программа дисциплины

составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по укрупненной группе

15.00.00  Машиностроение

Направления подготовки /специальность (профиль/специализация)

15.03.02 Технологические машины и оборудование

15.03.02.12 Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика

Программу составили доцент, к. т.н.   ______________

Заведующий кафедрой Фундаментальной подготовки (разработчик)  ______________

«20» мая 2016 г.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры (выпускающая) Гидротехнических сооружений и гидромашин

«20» мая  2016 г. протокол № 9

Заведующий кафедрой (выпускающей) ______________

1 Цели и задачи изучения дисциплины

1.1 Цель преподавания дисциплины.

Техническая механика является одной из фундаментальных инженерных дисциплин физико-математического цикла, и изучает законы механического движения и механического взаимодействия материальных объектов, основы конструирования простейших механических систем.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Изучение технической механики дает также тот минимум фундаментальных знаний, на основе которых будущий специалист сможет самостоятельно овладевать новой информацией, с которой ему придется столкнуться в производственной и научной деятельности.

1.2 Задачи изучения дисциплины.

Механика является частью общей области науки – машиноведения и занимается изучением движения, синтеза и работы механизмов, расчетами прочностной надежности основных элементов машин и механизмов.

Специалист должен знать:

    основы прочностной надежности элементов конструкций; основы конструирования и критерии работоспособности типовых деталей и механизмов методы решения задач о механической надежности частей конструкции; методы исследования и построения механизмов и машин.

Уметь:

    правильно выбирать рациональную форму конструкции, размеры элемента машины или конструкции, обеспечивающие их надежную работу, наибольшую экономию материала при наименьших затратах; рассчитывать и конструировать простейшие элементы деталей; анализировать полученные результаты расчетов, давать им технико-экономическую оценку;

Механика – общетехническая дисциплина. При изучении данного курса создается база для освоения технических дисциплин специальности.


Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю), соотнесенных с планируемыми результатами освоения образовательной программы.

По окончанию изучения курса «Техническая механика» у студентов должны быть сформированы следующие компетенции:

    умением моделировать технические объекты и технологические процессы с использованием стандартных пакетов и средств автоматизированного проектирования, готовностью проводить эксперименты по заданным методикам с обработкой и анализом результатов (ПК-2); средств автоматизации проектирования (ПК-5); способностью разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-6).

1.4  Место дисциплины (модуля) в структуре образовательной программы.

«Техническая механика» базируется на знаниях, полученных  студентами при изучении курсов математического анализа, физики.

Для успешного изучения  курса необходимы знания следующих основных дисциплин:

Таблица 1.4.

Наименование

дисциплины

Раздел

Тема

1

2

3

Высшая математика

Математический анализ

Аналитическая геометрия

Векторная алгебра

Предел функции

Максимум и минимум функции

Производная функции. Таблица производных.

Определенный и неопределенный интеграл. Таблица интегралов.

Вычисление площади фигуры.

Дифференциальные уравнения второго порядка.

Уравнение прямой линии.

Кривые второго порядка.

Действия над векторами. Проекции векторов.

Физика

Механика

Механическое движение. Масса и вес тела. Сила. Сила упругости. Сила трения.

Законы Ньютона.

Закон всемирного тяготения.

Условия равновесия тел.

Закон сохранения импульса.

Механическая работа. Кинетическая и потенциальная энергии. Закон сохранения энергии.

Моменты инерции тел.


1.5  Особенности реализации дисциплины.

Дисциплина «Техническая механика» реализуется на русском языке.


Объем дисциплины (модуля)

Вид учебной работы


Всего

зачетных единиц

(часов)

Семестр

4

Общая трудоемкость дисциплины

3.0 (108)

3.0 (108)

Контактная работа с преподавателем:

2.0 (72)

2.0 (72)

занятия лекционного типа

1.0 (36)

1.0 (36)

практические занятия (ПЗ)

1.0 (36)

1.0 (36)

семинарские занятия (СЗ)

лабораторные работы (ЛР)

другие виды аудиторных занятий

промежуточный контроль

Самостоятельная работа:

1.0 (36)

1.0 (36)

изучение теоретического курса (ТО)

0.5 (18)

0.5 (18)

курсовой проект (работа):

0.5 (18)

0.5 (18)

реферат

задачи

задания

другие виды самостоятельной работы: подготовка к экзамену

Вид промежуточной аттестации
(зачет, экзамен)

Зачет + КП

Зачет + КП


3 Содержание дисциплины (модуля)

3.1 Разделы дисциплин и виды занятий (тематический план занятий).


п/п

Модули, темы и (разделы) дисциплины

Занятия

лекционного типа

(акад. час)

Занятия семинарского типа

Самостоятельная работа, 

(акад. час)

Формируемые компетенции

Практические занятия (акад. час)

Лабораторные работы (акад. час)

  1

2

3

4

5

6

7

12

Модуль 1.  Основы инженерных расчетов

0.25 (9)

0.25 (9)

0.000 (0)

0.25 (9)

ПК-2

ПК-5

ПК-6

ПК-2

ПК-5

ПК-6

ПК-2

ПК-5

ПК-6


3

Тема 1. Требования к машинам и их деталям. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машины. Проектный и проверочный расчеты. Расчетные модели.

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

4

Тема 2. Концентрация напряжений в зависимости от формы деталей. Контактные напряжения. Формула Герца для случая сжатых тел с начальным касанием по линии и в точке.

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

5

Тема 3. Усталость материалов. Кривые усталости и предел выносливости. Характеристика циклов переменных напряжений. Расчет на выносливость

0.09 (3)

0.09 (3)

0.09 (3)

6

Тема 4. Машиностроительные материалы. Механические характеристики, область применения

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

7

Модуль 2. Основы взаимозаменяемости и стандартизации

0.09 (3)

0.09 (3)

0.09 (3)

8

Тема 5. Понятие и разновидности взаимозаменяемости. Технические измерения, допуски и посадки. Единые принципы построения систем допусков и посадок. Точность взаимного расположения поверхностей. Параметры шероховатости.

0.09 (3)

0.09 (3)

0.09 (3)

9

Модуль 3. Механические передачи

0.33 (12)

0.33 (12)

0.33 (12)

10

Тема 6. Классификация механических передач. Силовые и кинематические характеристики механических передач. Основная теорема зацепления. Основные элементы эвольвентного зацепления.

0.09 (3)

0.09 (3)

0.09 (3)

311

Тема 7. Цилиндрическая передача. Прямозубая и косозубая. Достоинства, недостатки, область применения. Силы, возникающие в зацеплении. Проектный проверочный расчет передачи.

0.09 (3)

0.09 (3)

0.09 (3)

312

Тема 8. Коническая передача. Геометрические особенности. Силы, возникающие в зацеплении. Расчет на прочность.

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

313

Тема 9. Червячные передачи. Достоинства, недостатки, область применения. Скорость скольжения. Материалы червяка и червячного колеса.

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

314

Тема 10. Ременные передачи. Достоинства, недостатки, область применения. Напряжения в ремне. Нагрузка на валы и подшипники в ременной передаче.

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

15

Модуль 4. Валы и оси, их опоры.

0.11 (4)

0.11 (4)

0.11 (4)

16

Тема 11. Разновидности валов и осей. Расчет валов и осей.

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

17

Тема 12. Подшипники скольжения и качества. Устройство, разновидности. Достоинства, недостатки, область применения. Выбор подшипников.

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

18

Модуль 5. Соединения деталей

0.22 (8)

0.22 (8)

0.22 (8)

19

Тема 13. Заклепочные соединения. Разновидности заклепок. Достоинства, недостатки, область применения. Расчет заклепочного шва на прочность.

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

20

Тема 14. Соединения сварные и клеевые. Расчет соединений на прочность.

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

21

Тема 15. Шпоночные соединения. Расчет на прочность.

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

22

Тема 16. Резьбовые соединения. Классификация форм резьбовых соединений. Расчет на прочность.

0.06 (2)

0.06 (2)

0.06 (2)

Всего:

1.0 (36)

1.0 (36)

0.000 (0)

1.0 (36)


3.2 Занятия лекционного типа.


№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование занятий

Объем в акад. часах

всего

в том числе в инновационной форме

1

1

Требования к машинам и их деталям. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машины. Проектный и проверочный расчеты. Расчетные модели.

2

1

2

2

Концентрация напряжений в зависимости от формы деталей. Контактные напряжения. Формула Герца для случая сжатых тел с начальным касанием по линии и в точке.

2

1

3

3

Усталость материалов. Кривые усталости и предел выносливости. Характеристика циклов переменных напряжений. Расчет на выносливость

3

1

4

4

Машиностроительные материалы. Механические характеристики, область применения

2

1

5

5

Понятие и разновидности взаимозаменяемости. Технические измерения, допуски и посадки. Единые принципы построения систем допусков и посадок. Точность взаимного расположения поверхностей. Параметры шероховатости.

3

1

6

6

Классификация механических передач. Силовые и кинематические характеристики механических передач. Основная теорема зацепления. Основные элементы эвольвентного зацепления.

3

1

7

7

Цилиндрическая передача. Прямозубая и косозубая. Достоинства, недостатки, область применения. Силы, возникающие в зацеплении. Проектный проверочный расчет передачи.

3

1

8

8

Коническая передача. Геометрические особенности. Силы, возникающие в зацеплении. Расчет на прочность.

2

1

9

9

Червячные передачи. Достоинства, недостатки, область применения. Скорость скольжения. Материалы червяка и червячного колеса.

2

1

10

10

Ременные передачи. Достоинства, недостатки, область применения. Напряжения в ремне. Нагрузка на валы и подшипники в ременной передаче.

2

1

11

11

Разновидности валов и осей. Расчет валов и осей.

2

1

12

12

Подшипники скольжения и качества. Устройство, разновидности. Достоинства, недостатки, область применения. Выбор подшипников.

2

1

13

13

Заклепочные соединения. Разновидности заклепок. Достоинства, недостатки, область применения. Расчет заклепочного шва на прочность.

2

1

14

14

Соединения сварные и клеевые. Расчет соединений на прочность.

2

1

15

15

Шпоночные соединения. Расчет на прочность.

2

1

16

16

Резьбовые соединения. Классификация форм резьбовых соединений. Расчет на прочность.

2

1

Всего:

36

16


Занятия семинарского типа.

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование занятий

Объем в акад. часах

всего

в том числе в инновационной форме

1

1

Требования к машинам и их деталям. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машины. Проектный и проверочный расчеты. Расчетные модели.

2

1

2

2

Концентрация напряжений в зависимости от формы деталей. Контактные напряжения. Формула Герца для случая сжатых тел с начальным касанием по линии и в точке.

2

1

3

3

Усталость материалов. Кривые усталости и предел выносливости. Характеристика циклов переменных напряжений. Расчет на выносливость

3

1

4

4

Машиностроительные материалы. Механические характеристики, область применения

2

1

5

5

Понятие и разновидности взаимозаменяемости. Технические измерения, допуски и посадки. Единые принципы построения систем допусков и посадок. Точность взаимного расположения поверхностей. Параметры шероховатости.

3

1

6

6

Классификация механических передач. Силовые и кинематические характеристики механических передач. Основная теорема зацепления. Основные элементы эвольвентного зацепления.

3

1

7

7

Цилиндрическая передача. Прямозубая и косозубая. Достоинства, недостатки, область применения. Силы, возникающие в зацеплении. Проектный проверочный расчет передачи.

3

1

8

8

Коническая передача. Геометрические особенности. Силы, возникающие в зацеплении. Расчет на прочность.

2

1

9

9

Червячные передачи. Достоинства, недостатки, область применения. Скорость скольжения. Материалы червяка и червячного колеса.

2

1

10

10

Ременные передачи. Достоинства, недостатки, область применения. Напряжения в ремне. Нагрузка на валы и подшипники в ременной передаче.

2

1

11

11

Разновидности валов и осей. Расчет валов и осей.

2

1

12

12

Подшипники скольжения и качества. Устройство, разновидности. Достоинства, недостатки, область применения. Выбор подшипников.

2

1

13

13

Заклепочные соединения. Разновидности заклепок. Достоинства, недостатки, область применения. Расчет заклепочного шва на прочность.

2

1

14

14

Соединения сварные и клеевые. Расчет соединений на прочность.

2

1

15

15

Шпоночные соединения. Расчет на прочность.

2

1

16

16

Резьбовые соединения. Классификация форм резьбовых соединений. Расчет на прочность.

2

1

Всего:

36

36


3.4 Лабораторные занятия.

Учебным планом не предусмотрено.


Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине (модулю)

При изучении дисциплины «Техническая механика» предусмотрено выделение 36 часов на самостоятельную работу студентов. Виды самостоятельной работы студентов регламентируются графиком учебного процесса и самостоятельной работы.


Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации

Перечень вопросов, выносимых на зачет по дисциплине «Техническая механика»

Каковы основные критерии работоспособности и расчета деталей машин? Машиностроительные материалы: разновидности, маркировка, механические свойства. Факторы, которые учитывают при выборе материала. Термическая и химико-термическая обработка деталей, основные виды. Стандартизация, нормализация и унификация? Основные категории стандартов. Взаимозаменяемость. Размеры. Допуски. Посадки. Шероховатость поверхности. Механические передачи (виды передач). Классификация. Назначение. Энергетические, кинематические и геометрические параметры передач. Определение передаточного отношения. Зубчатые механизмы (передачи). Классификация, применение зубчатых передач. Эвольвентное зацепление. Зубчатые передачи. Краткие сведения по геометрии и кинематике цилиндрических зубчатых передач. Передачи зубчатые цилиндрические косозубые и шевронные и их оценка по сравнению с прямозубыми. Особенности геометрии. Конические зубчатые передачи. Краткие сведения по геометрии и кинематике. Материалы, применяемые для изготовления зубчатых колес. Термообработка и ее влияние на параметры передачи. Условия работы зуба в зацеплении. Основные виды разрушения зубьев колес передач. Меры по их предупреждению. Допускаемые напряжения при расчете на контактную прочность и на изгиб. Расчетная нагрузка. Зубчатые передачи. Расчет на контактную прочность зубьев цилиндрических передач. Расчетная схема. Зубчатые передачи. Особенности расчета на контактную прочность конических передач. Расчетная схема. Зубчатые передачи. Расчет на изгиб зубьев цилиндрических передач. Расчетная схема. Зубчатые передачи. Особенности расчета на изгиб конических передач. Расчетная схема. Усилия в зацеплении цилиндрических передач (косозубых, прямозубых, конических). Червячные передачи. Оценка и применение. Краткие сведения по геометрии. Кинематика и к. п.д. червячных передач. Критерии работоспособности червячных передач. Материалы для изготовления червяка и червячного колеса. Допускаемые напряжения. Червячные передачи. Расчет на контактную прочность. Червячные передачи. Расчет на изгиб. Усилия в зацеплении червячных передач. Ременные передачи. Конструкция. Ремни, шкивы. Оценка и применение. Геометрические параметры. Ременные передачи. Кинематика. Силы в передаче. Цепные передачи. Общие сведения, достоинства, недостатки. Геометрия передач. Цепные передачи. Кинематика передачи. Критерии работоспособности и расчета. Валы и оси. Классификация. Материалы для изготовления. Критерии работоспособности. Проектный расчет. Валы и оси. Расчетная схема. Проверочный расчет. Подшипники. Классификация. Материалы для изготовления. Подшипники скольжения. Конструкция. Оценка и применение. Подшипники скольжения. Условия работы. Виды смазки и смазочные материалы. Расчет на износостойкость и теплостойкость. Подшипники качения, классификация. Материалы для изготовления. Условное обозначение. Каковы достоинства и недостатки подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения? Подшипники качения. Условия работы. Проверочный расчет (подбор) подшипников качения. Муфты. Классификация муфт, применяемых в машиностроении. Выбор муфт.   Соединение деталей машин. Классификация. Заклепочное соединение. Конструкции, классификация, область применения. Заклепочное соединение. Расчет на прочность. Соединения деталей посадкой с натягом. Конструкция. Оценка и применение. Расчет на прочность. Сварные соединения. Оценка и применение. Виды сварных соединений. Расчет на прочность при постоянных и переменных нагрузках при различных типах нагружения. Резьбовые соединения. Общие сведения. Основные геометрические параметры резьбы. Виды резьбовых соединений. Резьбовые соединения. Расчет на прочность при действии на них постоянных нагрузок в следующих случаях: предварительно затянутый болт дополнительно нагружен осевой растягивающий силой; болт, установленный в отверстие с зазором и без зазора, нагружен поперечной силой. Шпоночные соединения. Оценка и применение. Подбор. Виды шпоночных соединений и расчет на прочность. Зубчатые (шлицевые) соединения. Оценка и применение. Подбор. Виды соединений. Расчет на прочность.

6 Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины (модуля)


Основная литература: Иванов, машин: учебник.; рекомендовано МО и науки РФ/ , . - 11-е изд., переработанное. - М.: Высшая школа, 2007. - 408 с. Техническая механика. Учебное пособие. Рекомендовано Сибирским региональным учебно - методическим центром. Красноярск: КГТУ, 2004. Атлас конструкций узлов и деталей машин., под ред. , МГТУ им. , 2007 г., 380 с. Детали машин и основы конструирования: учеб. пособие.; допущено МО РФ/ ред. : , . - М.: Дрофа, 2006. - 415 с.. - (Высшее образование) Иванов чертежей общих видов для деталирования. В 4-х ч./ . , Самойлова машин и основы конструирования. «Дрофа», 2006 г., 415 с. Иванов машин: Учебник для машиностроительных специальностей вузов.- 12-е изд. Испр.- М..: Высш. Школа., 2008. -408 с. Соединения (выбор, расчет). Техническая механика. Учебное пособие. Рекомендовано Сибирским региональным учебно - методическим центром, Красноярск, СФУ, 2010 г.
Дополнительная литература:

1. Иосилевич механика. М., Высшая школа, 1989г.

2. Решетов машин. М., Машиностроение, 1989г.

3. Шейнблит проектирование деталей машин. М., Высшая школа, 1991г.

4. , Леликов узлов и деталей машин. – Уч. Пособие для машиностроительных спец. вузов, М., Высшая школа, 1998г.-416с.

5. Фролов механизмов и механика машин. М., 1998 г.


Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины (модуля)
Электронный Физико-Технический Журнал. - http://eftj. secna. ru http://www. elibrary. ru http://www. popmech. ru/. – «Популярная механикa»:  Журналы онлайн читать... IQlib – электронная Интернет-библиотека образовательных и просветительских изданий. -  http://www. iqlib. ru КонсультантПлюс. - \\Biblioteka\consultant\ Научная электронная библиотека: Российские академические журналы. - http://www. lib. sfu-kras. ru Экологический словарь. - http://www. ecosystema. ru Springer:http://www. Wiley (Blackwell ): http://www. Elsevier (журналы открытого доступа): http:// Royal Society of Chemistry (журналыоткрытогодоступа): http://www. rsc. org Информационно-поисковая система ФИПС. - http://www. fips. ru Информационный портал "НАУКА-ИННОВАЦИИ-ПРОМЫШЛЕННОСТЬ" . - http://www. infontr. ru
Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля)

Общая трудоемкость дисциплины «Техническая механика» составляет 108 академических часов, из которых 72 часа отводится на контактную работу с преподавателем, 36 часов на самостоятельную работу.

Дисциплина осваивается в 3 семестре.

В процессе изучения теоретического курса дисциплины используется основная и дополнительная литература (п. 6).

Контроль усвоения материала выполняется с использованием оценочных средств для проведения аттестации.


Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю)

9.1 Перечень необходимого программного обеспечения

Microsoft Office. Интернет браузер. Autodesk AutoCAD; MathCAD; Matlab.

9.2. Перечень необходимых информационных справочных систем

Электроэнергетический информационный центр http://www. electrocentr. info Бесплатный доступ к электротехнической литературе, ГОСТам, РД. Библиотека ГОСТов и нормативных документов. - http://www. libgost. ru Банк стандартов. - http://bankstandartov. ru На портале можно скачать нормативно-техническую документацию: ГОСТ, СНиП, СанПин, ВСН, методические документы в строительстве, нормы противопожарной безопасности, гигиенические нормы, ведомственные строительные нормы. Все стандарты распределены по категориям. Поиск осуществляется по рубрикатору Банка стандартов. Вся документация представлена в виде файла-архива. Библиотека всех действующих ГОСТов. - http://www. Библиотека всех действующих ГОСТов (более 50000 документов), библиотека нормативов 1625 (ПБ, СНиП, СанПиН и тд.)

10 Материально-техническая база, необходимая для осуществления образовательного процесса по дисциплине (модулю)


    Помещения для проведения лекционных и практических занятий укомплектованы специализированной учебной мебелью и техническими средствами обучения. Для проведения лекционных занятий используются наборы учебно-наглядных пособий: Комплект плакатов по всем темам дисциплины в количестве 15 шт. Комплект моделей геометрических объектов в количестве 20 шт. Комплект заданий по всем темам дисциплины по индивидуальным вариантам. Сборочные изделия для выполнения графических работ по индивидуальным вариантам. Детали и узлы для выполнения по ним графических работ. Помещения для самостоятельной работы студентов оснащены компьютерной техникой, подключенной к локальным сетям и интернету. Точки доступа к информационным базам данных и мультимедийным средствам обучения организованы на базе библиотек. Вычислительная техника обеспечена необходимым комплектом лицензионного программного обеспечения.