Учебно-методический комплекс по дисциплине «Механика. Прикладная механика»

Автор-составитель:

Семеноженков Владимир Степанович, д.т.н., профессор

Платонов Алексей Александрович, к.т.н., доцент

Учебно-методический комплекс по дисциплине ______________«Механика. Прикладная механика»_________________________________________________

_{(название дисциплины)}

составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования/основной образовательной программой по специальности/направлению

_________________________280101.65 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»___________________________________________________________________
Дисциплина входит в федеральный компонент общепрофессиональных дисциплин специализации и является обязательной для изучения.

СОДЕРЖАНИЕ:

I. Рабочая учебная программа 3

1. Цель изучения дисциплины 4

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины 4

3. Объем дисциплины и виды учебной работы 4

4. Содержание дисциплины 5

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий 5

4.2. Содержание разделов дисциплины 5

Раздел 1. Введение 5

Раздел 2. Теория механизмов и машин 5

Раздел 3. Сопротивление материалов 6

Раздел 4. Детали машин и основы конструирования 7

4.3. Лабораторный практикум 9

4.4. Практические занятия 9

5. Самостоятельная работа 9

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 9

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины 10

8. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины 11

8.1. Теория механизмов и машин 11

8.2. Сопротивление материалов 15

8.3. Детали машин 23

II. Методические рекомендации (материалы) для преподавателей 34

III. Методические указания (материалы) для студентов 37

IV. Материалы текущего, промежуточного и итогового контроля знаний студентов 40

1. ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Цели изучения дисциплины – овладеть знаниями, умениями и навыками, необходимыми для дальнейшего изучения специальных инженерных дисциплин и последующей деятельности в условиях производства.

«Механика» (прикладная механика) - дисциплина, представляющая собой основу общетехнической подготовки инженеров. В курсе «Механика» в полной мере используются сведения, полученные студентами при изучении общенаучных и инженерных дисциплин, таких как «Высшая математика», «Физика», «Теоретическая механика» и др.

Дисциплина «Механика» является комплексной дисциплиной, включающей в себя основные положения курсов «Теория механизмов и машин», «Сопротивление материалов» и «Детали машин и основы конструирования». При этом соответствующие разделы вводятся с помощью логически обусловленных и связанных между собой тем.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

Изучив дисциплину, студент должен:

2.1 Иметь представление об общих принципах проектирования и конструирования машин и механизмов, построения алгоритмов расчета типовых изделий машиностроения с учетом главных критериев их работоспособности.

2.2 Знать и уметь использовать основные положения теории механизмов и машин, сопротивления материалов, деталей машин

2.3 Иметь опыт выполнения необходимых расчетов в процессе оценки работоспособности изделий машиностроения

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Вид учебной работы	Всего часов	Курс - III
Общая трудоемкость дисциплины	150
Аудиторные занятия	20
Лекции	8
Практические занятия	–
Лабораторный практикум	12
Самостоятельная работа	130
Контрольная работа		3
Вид итогового контроля		Зачет, Экзамен

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ

№ пп	Раздел дисциплины	Лекции, час	Практические занятия, час	Лабораторный практикум, час
1	Введение Теория механизмов и машин	2	–	3
2	3. Сопротивление материалов	3	–	3
3	4. Детали машин и основы конструирования	3	–	6

4.2 СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Введение

Механика как научно-теоретическая основа механизации и автоматизации производства. Ее связь с другими науками. Роль отечественных ученых в создании научных школ. Структура курса и его связь с другими дисциплинами. [1, с. 3-4], [3, с. 4], [4, с. 9-10].

Раздел 2. Теория механизмов и машин.

2.1 Общие сведения.

Основные понятия теории механизмов и машин: изделие машиностроения, оборудование, машина, установка, прибор, механизм, сборочная единица, деталь. Основные виды машин. Основные виды механизмов: зубчатые, фрикционные, винтовые, рычажные. [1, с. 4-6], [3, с. 34-35], [4, с. 266-268].

2.2 Структурный анализ и синтез механизмов

Звенья и их связи. Кинематические пары: высшие и низшие. Виды кинематических пар и их свойства. Кинематические цепи: открытые и закрытые, простые и сложные. Число степеней свободы механизма (формула Чебышева). [1, с. 6-17], [4, с. 268-270]

2.3 Анализ механизмов

Задачи и методы кинематического анализа механизмов аналитический, графоаналитический, экспериментальный. Нахождение скоростей и ускорений звеньев механизма. Кинетостатический анализ механизмов[1, с. 17-29], [4, с. 274-276].

2.4 Синтез механизмов

Динамический анализ и синтез механизмов. Колебания в механизмах. Линейные уравнения в механизмах. Нелинейные уравнения движения в механизмах. Колебания в рычажных и кулачковых механизмах. Вибрационные транспортеры. Вибрация. Динамическое гашение колебаний. Динамика приводов. Электропривод механизмов. Гидропривод механизмов. Пневмопривод механизмов. Выбор типа приводов. Трение и его виды. Коэффициенты трения качения и скольжения. Синтез рычажных механизмов. Синтез кулачковых механизмов. Методы оптимизации в синтезе механизмов с применением ЭВМ. Синтез механизмов по методу приближения функций. Синтез передаточных механизмов. Синтез по положениям звеньев. Синтез направляющих механизмов. [1, с. 41-61], [4, с. 421-429].

Раздел 3. Сопротивление материалов.

3.1 Общие сведения

Основные понятия. Допущения и определения: прочность, жесткость и устойчивость. Схематизированные объекты изучения: брус, пластина, оболочка. Внешние силы и их классификация. Метод сечений. Элементы рационального проектирования простейших систем. [2, с. 4-14], [4, с. 159-164]

3.2 Растяжение и сжатие

Центральное растяжение – сжатие. Продольные и поперечные деформации. Напряжения. Закон Гука. Диаграммы растяжения. Коэффициент Пуассона. Построение эпюр продольных сил и нормальных напряжений. Внецентренное растяжение – сжатие. [2, с. 13-28], [4, с. 164-178]

3.3 Сдвиг и кручение

Деформации при сдвиге. Практические расчеты на сдвиг. Кручение круглого прямого вала. Момент сопротивления и напряжения при кручении. Определение диаметра вала из условия прочности и жесткости при кручении. [2, с. 48-63], [4, с. 212-226]

3.4 Геометрические характеристики сечений.

Площадь. Статический момент. Момент инерции. Моменты инерции простых и сложных сечений. Главные оси инерции и главные моменты инерции. [2, с. 38-48]

3.5 Изгиб

Общие понятия об изгибе. Прямой и поперечный изгиб. Косой изгиб. Изгиб с кручением. Зависимость между изгибающим моментом и внешними силами. Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил. Расчет по предельным состояниям и допускаемым нагрузкам. [2, с. 63-70], [4, с. 178-200]

3.6 Стержневые системы

Расчет статически определимых стержневых систем. Метод сил, расчет статически неопределимых стержневых систем. Устойчивость стержней. [2, с. 141-152], [4, с. 233-239]

3.7 Сложное сопротивление. Теории прочности

Виды сложных сопротивлений. Анализ напряженного и деформированного состояния в точке тела. Основные теории прочности. Расчет по теориям прочности. Расчет безмоментных оболочек вращения. [2, с. 118-121]

3.8 Упругие колебания и удар

Виды упругих колебаний. Резонанс. Удар. Напряжения при ударе. Ударная прочность. Динамические коэффициенты при ударных нагрузках. [2, с. 152-156], [4, с. 259-266]

3.9 Усталость.

Усталость материалов. Предел выносливости. Выносливость при совместном действии изгиба и кручения. Коэффициент запаса прочности. [2, с. 168-176], [4, с. 242-248]

Раздел 4. Детали машин и основы конструирования.

4.1 Общие сведения

Детали машин общего назначения. Классификация механизмов, узлов и деталей. Основы проектирования деталей машин, стадии разработки. Требования к деталям, критерии работоспособности и влияющие на них факторы. [1, с. 61-62], [3, с. 7-10], [4, с. 290-293]

4.2 Механические передачи

Общие сведения. Назначение механических передач, их достоинства и недостатки. Силовые и кинематические соотношения в передачах. Виды механических передач: зубчатые, червячные, планетарные, волновые, рычажные, фрикционные, ременные, цепные, передачи винт-гайка. Параметры зубчатых передач. Редукторы. Корпусные детали редукторов. [1, с. 81-113], [3, с. 34-35, 71-78], [4, с. 307-312, 355-359]

4.3 Расчеты передач на прочность.

Расчет цилиндрических и конических прямозубых передач на контактную и изгибную прочность. [3, с. 47-49], [4, с. 324-334]

4.4 Валы и оси

Назначение валов и осей. Материалы, конструкции валов. Расчетные схемы. Критерии работоспособности и расчета валов на прочность и жесткость. Расчет вала на усталостную прочность. [1, с. 116-120], [3, с. 100-108], [4, с. 393-398]

4.5 Подшипники качения

Назначение и виды подшипников качения и скольжения. Конструкция подшипников. Условные обозначения подшипников. Выбор подшипников по условиям их работы. Расчет подшипников на долговечность. Конструкции подшипниковых узлов. [1, с. 120-129], [3, с. 108-118], [4, с. 398-412]

4.6 Уплотнительные устройства.

Назначение и виды уплотнительных устройств. Конструкция и область применения. [4, с. 469-472]

4.7 Соединения деталей

Назначение и область применения соединений деталей машин. Виды соединений: резьбовые, заклепочные, сварные, паяные, клеевые, с натягом, шпоночные, зубчатые, штифтовые, клеммовые, профильные. Основные схемы нагружения сварных соединений. Область применения и расчет резьбовых соединений. [1, с. 64-81], [3, с. 10-34], [4, с. 429-453]

4.8 Упругие элементы и муфты

Виды упругих элементов и их назначение. Виды муфт, их назначение и классификация. Муфты механических приводов. Расчет муфт. [1, с. 129-132], [3, с. 118-124], [4, с. 453-459]

4.9 Корпусные детали механизмов

Назначение и область применения. Конструкция и расчет корпусных деталей. [4, с. 307-309].

4.3 ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ
1	2	Структурный и кинематический анализ механизмов
2	3	Испытание материалов на растяжение
3	4	Определение элементов и параметров эвольвентных цилиндрических зубчатых колес
4	4	Редуктор

4.4 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Не предусмотрено

следующая страница>