Определение диаметра вала из расчетов на прочность и жесткость
методическая разработка

ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СМОЛЕНСКИЙ АВТОТРАНСПОРТНЫЙ КОЛЛЕДЖ

имени Е.Г. Трубицына»

Методическая разработка

Методика проведения занятия по дисциплине «Техническая механика»

по теме: « Определение диаметра вала из расчетов на прочность и жесткость»

для групп специальностей:

Техническое обслуживание и ремонт автотранспортных средств

Смоленск, 2024 г.

Одобрено предметной (цикловой) Утверждаю

Комиссией общетехнических Зам. директора по УВР

дисциплин М.К. Ященко

Ж.В. Лепешкова « » 2024 г.

« » 2024 г.

Автор: Н.Ф. Сенчило

Рецензенты:

Введение

Качество образования сегодня рассматривается как важнейший фактор устойчивого развития страны. Модификация социально-экономических условий диктует системе среднего профессионального образования необходимость обеспечения высокого качества подготовки специалистов. Инновационный подход в образовании требует от преподавателя постоянно искать способы роста результативности обучения. Для этого используются в разных видах учебной деятельности инновационные методы, которые активизируют студентов, повышают интерес к занятиям, понимание и усвоение учебного материала.

Техническая механика-наука об общих методах исследования свойств механизмов и их проектировании. Целевое назначение дисциплины готовить студентов к изучению дисциплин, связанных с решением технических задач проектирования и эксплуатации механизмов и машин.

При изучении технической механики решаются задачи:

-изучение общих принципов определения силовых нагружений, которые воспринимают элементы конструкции;

-овладение методами расчета конструкций, механизмов и узлов машин на прочность, жесткость, устойчивость;

-расчет деталей и узлов, осуществляющих передачу движения в машинах.

Одно из требований ФГОС и рабочей программы по дисциплине- умение выполнять основные виды расчетов. В разделе «Сопротивление материалов» теме «Кручение», основными видами расчетов являются: расчет на прочность (проектировочный, проверочный, нагрузочный)

-расчеты на жесткость (проектировочный, проверочный, нагрузочный).

Методическая разработка предназначена для проведения по дисциплине «Техническая механика» занятия в группах студентов, обучающихся по специальностям , Техническое обслуживание и ремонт автотранспортных средств

Тема: « Определение диаметра вала из расчетов на прочность и жесткость» предусмотрена федеральным государственным образовательным стандартом (ФГОС СПО) по дисциплине «Техническая механика». Данное занятие является завершающим по теме «Кручение» На занятии демонстрируется применение активных и интерактивных методов обучения.

Знания методики расчетов деталей, передающих вращательное движение, полученные на занятиях, помогут будущим специалистам качественно организовать техническое обслуживание и ремонт автотранспортных средств.

План занятия

Тема занятия: « Определение диаметра вала из расчета на прочность и жесткость»

Цели занятия:

Методические цели занятия:

-создать условия для применения знаний по методике расчета деталей машин на прочность и жесткость;

- продемонстрировать использование элементов проектно-исследовательской деятельности на занятии;

-продемонстрировать использование средств ИКТ в обучении технической механике.

Образовательные:

- обобщение и закрепление теоретических предпосылок для расчетов по теме «Кручение»;

-научиться выполнять расчеты на прочность и жесткость.

Развивающие:

-развитие логического мышления, познавательной активности студента, способности к анализу действия и ее результатов;

- развивать самооценку

Воспитательные:

- воспитывать ответственность за свои действия, требовательность к себе и товарищам, добросовестное отношение к выполняемому заданию.

Тип занятия: обобщающее занятие с элементами проектно-исследовательской деятельности

Вид занятия: комбинированный

Методы обучения: обучение в сотрудничестве, элементы проектно-исследовательской деятельности, ИКТ.

Формы работы: групповая, индивидуальная.

Методы контроля: тестовое задание, оценка презентации результата группового исследовательского мини-проекта.

Формирование основных знаний и умений:

Знать методики решения задач по сопротивлению материалов;

методику проведения прочностных расчетов деталей машин;

Формируемые компетенции (их части):

ОК1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

Этапы занятия:

#1054;рганизационный момент, мотивация.

2. Проверка усвоения ранее изученного материала.

3. Введение в тему занятия.

4. Основная часть (отчеты о выполнению проектов студентами).

5. Контроль результатов.

6. Подведение итогов занятия.

7. Домашнее задание.

8. Рефлексия.

Технологическая карта урока

Сценарий занятия

1. Организационный момент

Преподаватель: Здравствуйте! Мы завершаем изучение темы «Кручение». Сегодня у нас урок-конференция « Расчеты на прочность и жесткость при кручении»

Как вы думаете, почему именно конференция?

Мы сегодня заглянем в прекрасный мир технических расчетов и посмотрим, как они участвуют в нашей жизни.

Откройте рабочие тетради, запишите дату и тему занятия: «Расчеты на прочность и жесткость при кручении».

#1055;овторение ранее изученного материала

Преподаватель: Прежде чем мы перейдем к основной части нашего занятия, вам предстоит пройти тест на повторение ранее изученного материала.

После выполнения обменяйтесь тетрадями, самостоятельно проверьте ответы по ключу и поставьте оценку своему товарищу.

Критерии оценивания теста.

-оценка» отлично» выставляется студенту, если даны правильные ответы на все 5 вопросов теста;
оценка «хорошо»-если даны правильные ответы на 3-4 вопроса теста;
оценка «удовлетворительно»-если даны правильные ответы на 2 вопроса теста;
оценка «неудовлетворительно»-если дано менее двух правильных ответов.

После взаимопроверки тестов, на экран выводятся правильные ответы.

Преподаватель отвечает на возникшие вопросы.

Преподаватель: Подведем итоги теста. Поднимите руки, кто получил «5»,»4», «3», «2». Я рада, что мы справились с тестом и можем двигаться дальше.

3. Введение в тему занятия.

Тему «Кручение мы изучали 7 уроков. Все это время каждая творческая мастерская дома работала над своим мини-проектом. Ребята помогали друг другу, учились друг у друга и осваивали технологию проектной работы. Такая совместная деятельность позволила создать интересные проекты, хорошо подготовить к публичной защите результаты своей работы.

А сейчас попробуем определить цели сегодняшнего занятия.

Предполагаемые ответы студентов:

-закрепить знания о деформации кручение;

-закрепить умения выполнять расчеты на прочность и жесткость при кручении;

-больше узнать о методах расчетов.

После ответов студентов цели занятия появляются на экране.

Открываем конференцию «Расчеты на прочность и жесткость при кручении»

Ознакомьтесь с планом конференции(слайд)

Вам предстоит ответственная работа, с которой вы обязательно справитесь. В процессе выступления вы должны внимательно слушать и оценивать выступление. В конце выступления можете задать вопросы выступающим.

4. Основная часть занятия

Студенты 3-х творческих групп выступают с проектами.

Каждая творческая группа выполняла определенный вид расчета.

1-я группа:

Задание:1

Вал d=50 мм вращается с n=750 об/мин. Определить допускаемое значение передаваемой мощности, если [Тк]=35 Н/мм

Задание:2

Стальной вал диаметром d=50 мм передает мощность P=4,8кВт при угловой скорости w=40 рад/c

Проверить вал на жесткость, если допускаемый относительный угол закручивания [φ₀]=4*10³ рад/м=0,004*10³ рад/мм G=0,8*10⁵ МПа

2-я группа:

Задание:3

В поперечных сечениях стольного вала возникает крутящий момент Мк=2000 Н*М. Диаметр вала d=65мм допускаемое напряжение [Tк]=40 МПа. Проверить прочность.

Задание:4

Из расчетов на прочность определить потребный диаметр вала для передачи мощности 63 кВт при скорости 30рад/с. Материал вала –сталь. Допускаемое напряжение при кручении 30 МПа; Допускаемый относительный угол закручивания [φ₀]=0,02 рад/м; Модуль упругости при сдвиге G=0,8*10⁵ МПа

3-я группа:

Задание:5

Из расчетов на жесткость определить потребный диаметр вала для передачи мощности 63 кВт при скорости 30рад/с. Материал вала –сталь. Допускаемое напряжение при кручении 30 МПа; Допускаемый относительный угол закручивания [φ₀]=0,02 рад/м; Модуль упругости при сдвиге G=0,8*10⁵ МПа

Задание:6

Для передачи какой мощности при частоте вращения 240 об/мин, рассчитан вал диаметром d=38мм, если [φ₀]=0,02 рад/м

Мы прослушали очень интересные доклады и благодарим всех за проделанную работу. Проекты ребят помогли нам лучше усвоить методику расчетов.

Ребята, какие возникли вопросы к выступающим?

Студенты задают вопросы, указывают на недочеты в расчетах.

Давайте попробуем оценить результаты работы.

На экране критерий оценки:

5. Контроль результатов усвоения

Студенты оценивают работу каждой творческой группы и выставляют оценки

1 -я творческая группа- оценка 5;

2-я творческая группа – оценка 4;

3-я творческая группа- оценка 5

6. Подведение итогов занятия

Сегодня на конференции «Расчеты на прочность и жесткость при кручении»

Мы закрепили знания методов расчетов на прочность и жесткость при кручении и отработали навыки проведения расчетов.

7. Домашнее задание

Дома:

Решить задачу

8. Рефлексия

В тетраде начертить шкалу от 0до 100, точкой отметить на шкале ваш уровень усвоения.

Спасибо за работу.

Приложения

Материал, выводимый на экран

Приложение 1. Цели занятия:

-закрепить знания о деформации кручение;

-закрепить умения выполнять расчеты на прочность и жесткость при кручении;

-больше узнать о методах расчетов

Приложение 2. План конференции

Творческая группа 1

#1056;асчеты на прочность при кручении. Нагрузочный расчет.

Расчеты на жесткость при кручении. Проверочный расчет.

Творческая группа 2

2. Расчеты на прочность при кручении. Проверочный расчет и проектировочный расчет.

Творческая группа 3

3. Расчеты на жесткость при кручении. Проектировочный расчет. Нагрузочный расчет.

Приложение 3. Критерий оценки

Оценка «5»- правильно выбрана методика расчета, точно выполнены расчеты, указаны единицы измерения величин, сделаны выводы.

Оценка «4»- правильно выбрана методика расчета, имеются математические ошибки в выполненных расчетах, указаны единицы измерения величин, сделаны выводы.

Оценка «3»- правильно выбрана методика расчета, имеются математические ошибки в выполненных расчетах, не все величины имеют единицы измерения, сделаны выводы.

Приложение 4. Коды правильных ответов

Раздаточный материал