Рабочая программа Техническая механика с основами технических измерений
рабочая программа

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

81

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

54

в том числе:

практические занятия

22

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

27

в том числе:

Итоговая аттестация в форме экзамена

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся.

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Раздел.1 Теоретическая механика

16

Введение

Техническая механика и ее место среди естественных и технических наук. Основные исторические этапы развития механики.

1

1

Тема 1.1 Основные понятия и аксиомы статики

Предмет статики. Основные понятия статики. Абсолютно твердое тело, сила, эквивалентная система сил, равнодействующая, уравновешенная система сил, силы внешние и внутренние. Аксиомы статики. Связи и реакции связи.

1

2

Практические занятия.

1

Определение неизвестных реакций связей с помощью геометрического и аналитического условий равновесия.

Тема 1.2 Плоская система сходящихся сил

Геометрический и аналитический способы сложения сил. Сходящиеся силы. Равнодействующая сходящихся сил. Геометрическое условие равновесия системы сходящихся сил. Аналитические условия равновесия пространственной и плоской системы сил.

1

2

Практические занятия.

1

Определение равновесия системы пар сил.

Тема 1.3 Плоская произвольная система сил

Алгебраическая величина момента силы. Вычисление главного вектора и главного момента плоской системы сил. Аналитические условия плоской системы сил, три вида условий равновесия. Условия равновесия плоской системы параллельных сил. Сосредоточенные и распределенные силы. Силы равномерно распределенные по отрезку прямой и их равнодействующая.

1

2

Практические занятия.

1

Определение равновесия системы сил для тел с идеальными связями всех видов и всеми видами нагрузок.

Тема 1.5 Пространственная система сил

Момент силы относительно оси. Зависимость между моментами силы относительно центра и относительно оси, проходящей через этот центр. Аналитические формулы для вычисления моментов силы относительно трех координатных осей. Частные случаи приведения пространственной системы сил.

1

2

Практические занятия.

1

Определение момента силы относительно оси.

Тема 1.6 Центр тяжести тел

Центр параллельных сил. Формулы для определения координат центра параллельных сил. Центр тяжести твердого тела. Координаты центров тяжести однородных тел (центр тяжести объема, площади, линии). Центр тяжести дуги окружности, треугольника и кругового сектора.

1

2

Практические занятия.

1

Определение центра тяжести объемных, плоских тел и линий.

Тема 1.7.Простейшие движения тел

Поступательное движение твердого тела, его свойства. Вращательное движение твердого тела вокруг не подвижной оси. Уравнение вращательного движения. Средняя угловая скорость в данный момент. Частота вращения. Единицы угловой скорости и частоты вращения, связь между ними. Линейные скорости и ускорение точек вращательного тела.

1

2

Тема 1.9 Сложное

Переносное, относительное и абсолютное движение точки. Теорема о сложении скоростей.

1

2

движение точки

Практические занятия.

1

Определение скоростей переносного, относительного и абсолютного движений точки.

Тема 1.10Метод кинетостатики

Понятия о свободной и несвободной точке. Понятия о силе инерции. Силы инерции при прямолинейном и криволинейном движении материальной точки. Принцип Даламбера, метод кинетостатики.

1

2

Практические занятия.

1

Определение сил инерции и величин её составляющих.

Самостоятельные работы: выполнение домашних заданий по разделу 1

10

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы.

Основные виды связи: гладкая плоскость, поверхность и опора, гибкая нить, цилиндрический шарнир (подшипник), сферический шарнир (подпятник), невесомый стержень, реакции этих связей. Теорема о равновесии трех непараллельных сил. Статически определяемые и неопределяемые системы. Аналитические условия равновесия произвольной пространственной системы сил. Определение скорости и ускорения точки по их проекциям на координатные оси. Выражение скорости, нормального, касательного и полного ускорений вращающегося тела через его угловую скорость и угловое ускорение.

Раздел. 2 Сопротивление материалов

18

Тема 2.1 Основные положения

Основы сопротивления материалов, понятие о расчетах на прочность, жесткость, устойчивость. Классификация нагрузок. Основные гипотезы и допущения о свойствах деформируемого тела, характеристика деформации. Принцип независимости действия сил. Метод сечений. Применение метода сечений для определения внутренних силовых факторов, возникающих в поперечных сечениях бруса. Напряжения-полное, нормальное, касательное.

1

2

Практические занятия.

2

Определение продольных сил и нормальных напряжений, построение эпюр М и расчеты на прочность.

Тема 2.2 Расчета на срез и смятие

Срез: основные расчетные предпосылки, расчетные формулы. Смятие: условности расчета, расчетные формулы. Расчеты на срез и смятие соединений заклепками, болтами и т.д.

1

2

Практические занятия.

2

Построение эпюр крутящих моментов, расчеты на жесткость и прочность при кручении.

Тема 2.3 Геометрические характеристики плоских сечений

Осевой, центробежный и полярный моменты инерции. Главные оси и главные моменты инерции. Осевые моменты инерции простейших сечений: прямоугольника, круга, кольца.

1

2

Практические занятия.

2

Определение осевых, центробежных и полярных моментов инерции.

Тема 2.4 Изгиб

Основные понятия и определения. Классификация видов изгибов: прямой изгиб (чистый и поперечный). Внутренние силовые факторы при прямом изгибе-поперечная сила и изгибающий момент. Дифференциальные зависимости между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью распределенной нагрузки. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные напряжения возникающие в поперечных сечениях бруса при чистом изгибе.

1

1

Практические занятия.

1

Расчеты на прочность и жесткость при изгибе.

Тема 2.5 Растяжение и изгиб бруса

Расчет брусьев большой жесткости при совместном изгибе и растяжении (сжатии). Определение нормальных напряжений в поперечных сечениях, нахождение опасных точек и расчет на прочность.

1

3

Практические занятия.

1

Расчет бруса круглого поперечного сечения на изгиб с кручением.

Тема 2.6 Сопротивление усталости

Усталостное разрушение, его причины. Предел выносливости. Связь приделов выносливости с характеристиками статической прочности от вида нагружения бруса. Понятие о зависимости предела выносливости от асимметрии цикла. Местные напряжения и их влияния на предел выносливости.

1

1

Практические занятия.

1

Расчеты на усталость при одноосном и упрощенном напряженном состоянии и при чистом сдвиге.

Тема 2.7 Устойчивость сжатых стержней

Понятие об устойчивых и неустойчивых формах упругого равновесия. Критическая сила. Связь между критической и допускаемой нагрузками. Предельная гибкость . Расчеты сжатых стержней.

1

2

Практические занятия.

2

Определение критической силы для сжатого бруса большой гибкости.

Самостоятельные работы: выполнение домашних заданий по разделу 2

7

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы.

Расчеты на прочность: проверка прочности, определение требуемых размеров поперечного сечения бруса. Температурные напряжения в статически не определимых системах. Основные факторы влияющие на выбор требуемого коэффициента запаса прочности Определение линейных и угловых перемещений для различных случаев нагружения статически определимых балок. Брусья переменного поперечного сечения. Линейные и угловые перемещения при прямом изгибе. Понятия о касательных напряжениях в поперечных и продольных сечениях брусьев при прямом поперечном изгибе. Гипотеза энергии формоизменения. Гипотеза наибольших касательных напряжений. Формулы для эквивалентных напряжений, их применение Влияние абсолютных размеров, шероховатости и упрочнения поверхности деталей на предел выносливости. Эмпирические формулы для критических напряжений. Рациональные формы поперечных сечений сжатых стержней. Формула Эйлера при различных случаях опорных закреплений. Гибкость

Раздел. 3 Детали машин

20

Тема 3.1 Основные положения

Основные понятия. Современные тенденции в развитии машиностроения. Требования к машинам и их деталям. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин. Выбор материалов для деталей машин. Проектный и проверочный расчеты.

1

1

Тема 3.2 Общие сведения о передачах

Вращательное движение и его роль в механизмах и машинах. Назначение передач в машинах и их классификация. Основные силовые и кинематические соотношения в передачах.

1

2

Тема 3.3 Фрикционные передачи

Общие сведения. Классификация фрикционных передач. Достоинства, недостатки и применение фрикционных передач. КПД передачи. Виды разрушения рабочих поверхностей фрикционных катков. Передаточное число. Вариаторы.

1

2

Тема 3.4 Зубчатые передачи

Общие сведения о зубчатых передачах: достоинства, недостатки, область применения. Классификация зубчатых передач. Основные теории зубчатого зацепления. Краткие сведения об изготовлении зубчатых колес. Материалы и конструкции зубчатых колес. Виды повреждения зубьев и критерии работоспособности зубчатых передач. Основные геометрические соотношения.

1

2

Тема 3.5Передача винт — гайка

Общие сведения. Разновидности винтов передач. КПД и передаточное число. Виды разрушения передачи и материалы винтовой пары. Расчет передачи винт-гайка. Допустимые напряжения. Последовательность расчета передачи винт-гайка.

1

1

Тема 3.6Ременные передачи

Ременные передачи: принцип работы, устройство, достоинства, недостатки применение. Детали ременных передач: приводные ремни, шкивы, натяжные устройства. Сравнительные характеристики передач с плоскими, клиновыми и поликлиновыми ремнями. Силы и напряжения в ветвях ремня. Силы действующие на валы и подшипники. Скольжение ремня на шкивах. Передаточное число и КПД передачи.

1

2

Практические занятия.

2

Расчет ременных передач.

Тема 3.7 Цепные передачи

Цепные передачи: принцип работы, устройство, достоинства, недостатки, область применения. Детали цепных передач: приводные цепи, звездочки, натяжные устройства. Основные геометрические соотношения в передачах. Силы действующие в цепной передаче.

1

1

Тема 3.8Редукторы. Вариаторы

Устройство, принцип действия и работа редукторов и вариаторов. Область применения, способы фиксации валов в редукторах.

2

2

Тема 3.9 Оси, валы и соединения

Валы , оси их назначение, конструкция, материалы. Расчет валов и осей на прочность и жесткость. Конструктивные и технологические способы повышения выносливости валов. Типы шпоночных соединений и их сравнительная характеристика. Расчет соединений призматическими и сегментными шпонками.

2

2

Практические занятия.

2

Проверочный и проектировочный расчеты валов.

Тема 3.10Подшипники и муфты

Подшипники скольжения: назначение, типы, область применения. Подшипники качения: устройство, сравнительная характеристика подшипников качения и скольжения. Классификация подшипников качения и обзор основных типов. Муфты, их назначение и классификация, краткие сведения о выборе и расчете муфты.

1

2

Тема 3.11 Резьбовые соединения

Общие сведения, классификация резьб. Геометрические параметры резьбы. Основные типы резьб. Способы изготовления резьб. Конструктивные формы резьбовых соединений, стандартные крепежные изделия. Способы стопорения резьбовых соединений.

2

3

Тема 3.12 Сварочные, паяные и клеевые соединения

Сварные соединения: достоинства, недостатки, область применения. Основные типы сварных швов. Расчет сварных соединений встык и внахлестку при осевом нагружении соединяемых деталей. Краткие сведения о клеевых соединениях. Краткие сведения о паянных соединениях.

2

2

Самостоятельные работы: выполнение домашних заданий по разделу 3

10

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы.

Геометрический расчет передач. Усилие в передачах. Расчет на прочность. Силы действующие в зацеплении. Расчет зубьев на контактную усталость и изгиб, исходные положения расчета, расчетная нагрузка, формулы проверочного и проектного расчетов Выбор основных параметров, расчетных коэффициентов и допускаемых напряжений. Расчет зубьев на конструктивную усталость и изгиб. Основные геометрические соотношения в передачах. Допускаемые напряжения для сварных соединений. Материалы деталей подшипников, смазка подшипников, критерии работоспособности и условные расчеты. Проектировочный и проверочный расчеты цепной передачи. Выбор основных параметров и расчетных коэффициентов, КПД передачи.