Учебно-методический комплекс по дисциплине «Механика» (название)
3 чел. помогло. | скачать ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ» (МИИТ) УТВЕРЖДЕНО: Директором РОАТ «_29_»____10__ 2010 г. Кафедра «Теоретическая и прикладная механика» . (название кафедры) Автор Васильев Александр Викторович, доцент . Киселева Наталья Николаевна, ст. преподаватель (ф.и.о., ученая степень, ученое звание) ^ «Механика» _ (название) ____________________________________________________________________ Специальность/направление:280202.65 «Инженерная защита окружающей среды»__________________________________________________________________ (код, наименование специальности/направления)
Москва 2010 г. Автор-составитель: Васильев Александр Викторович, доцент Киселева Наталья Николаевна, ст. преподаватель Учебно-методический комплекс по дисциплине ________« Механика» ____________________________________________________________________ (название дисциплины) составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования/основной образовательной программой по специальности/направлению _________________________^ _____________________________________________________________________ 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. Теоретическая механика 5 Раздел 2. Теория машин и механизмов 6 Раздел 3. Сопротивление материалов 7 Раздел 4. Детали машин и основы конструирования 8 4.3. Лабораторный практикум 9 4.4. Практические занятия 9 5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 9 6. Материально-техническое обеспечение дисциплины 11 7. Методические указания по изучению курса «Механика» 11 7.1. Теоретическая механика 12 7.2. Теория машин и механизмов 33 7.3. Сопротивление материалов 38 7.4. Детали машин 49 II. Методические рекомендации (материалы) для преподавателей 54 III. Методические указания (материалы) для студентов 57 IV. Материалы текущего, промежуточного и итогового контроля знаний студентов 60 ^ государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ^ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ» (МИИТ) СОГЛАСОВАНО: УТВЕРЖДЕНО: Выпускающая кафедра ЭК Зав. кафедры Директором РОАТ «_29_»___10___ 2010 г. Кафедра «Теоретическая и прикладная механика» . (название кафедры) Автор Васильев Александр Викторович, доцент . Киселева Наталья Николаевна, ст. преподаватель (ф.и.о., ученая степень, ученое звание) ^ _____________________ «Механика» ________________ (название) ____________________________________________________________________ Специальность/направление:280202.65 «Инженерная защита окружающей среды»__________________________________________________________________ (код, наименование специальности/направления)
Москва 2010 г. ^ Объем курса «Механики» для специальности ЭК по учебному плану составляет 170 час., в том числе лекций – 8 час.; практических занятий – 8 час; лабораторных занятий – 8 час. По курсу выполняются 2 контрольные работы. «Механика» - комплексная дисциплина, включающая в себя основные положения теоретической механики, основы теории механизмов и машин, основные понятия сопротивления материалов и основы курса деталей машин. «Механика» является дисциплиной, играющей исключительно важную роль в обеспечении общетехнической подготовки инженеров-экологов. Она основывается на таких общенаучных дисциплинах, как математика, физика, инженерная графика. ^ Целью преподавания дисциплины является формирование у студента знаний о научных принципах проектирования механизмов. В результате изучения «механики» студент должен овладеть знаниями и навыками для дальнейшего изучения инженерных дисциплин и умениями использовать их в последующей деятельности в условиях производства. ^ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Изучая дисциплину, студент должен получить представление об общих принципах расчета и конструирования типовых деталей и узлов, встречающихся в большинстве машин и уметь использовать ЭВМ при синтезировании и расчете механизмов. .Знать основные законы теоретической механики, уметь составлять расчетные схемы элементов конструкций подвижного состава железных дорог и использовать при решении основные положения сопротивления материалов, теории механизмов и машин и деталей машин. Особенностью курса является большой типаж изучаемых объектов при общности принципов расчета по основным критериям работоспособности. Тематика практических занятий и лабораторных работ из приведенного в данной программе перечня утверждается решением кафедры в зависимости от оснащенности лабораторной базы в структурных подразделениях университета и доводится до сведения студентов преподавателем, ведущем занятия в группе. ^ Форма обучение - заочная
^ 4.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ
^ Предмет «Механика» рассматривает комплекс важнейших общетехнических задач. Основными задачами изучения курса является следующее: - изучение общих законов равновесия материальных точек и тел; - изучение законов движения материальных точек и тел; - изучение основных видов механизмов и законов их движения; - изучение методов расчета элементов машин и конструкций на прочность, жесткость и устойчивость; - изучение основ проектирования деталей машин и механизмов. Предмет «Механика» является научно-технической основой механизации и автоматизации производственных процессов. Объективный характер законов механики, ее связь с другими науками. Роль российских ученых в развитии механики. [1,c.9-10]. ^ Три раздела теоретической механики: статика, кинематика и динамика, как научная основа общеинженерных дисциплин. 1.1. Статика Предмет статики. Скалярные и векторные величины в теоретической механике. Аксиомы статики. Простейшие типы связей и их реакции. Системы сходящихся сил. Проекции силы на ось. Момент силы относительно точки. Пара сил. Приведение системы сил к простейшему виду. Главный вектор и главный момент системы сил. Условия равновесия системы сил. [1,c.17-40; 3,c.9-61; 4]. 1.2 Кинематика Предмет кинематики. Кинематика точки. Способы задания движения точки. Вектор скорости и вектор ускорения. Определение скорости и ускорения точки. Касательное и нормальное ускорение. Равномерное и неравномерное движение точки. Сложное движение точки. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Угловая скорость и угловое ускорение. Определение скоростей и ускорений точек вращающегося тела. Плоскопараллельное движение твердого тела и его разложение на поступательное и вращательное, определение ускорений точек тела при плоскопараллельном движении. [1,c.48-85; 3,c.95-176; 5]. 1.3. Динамика Введение в динамику. Предмет динамики. Законы динамики. Две основные задачи динамики точки. Материальная система. Масса системы. Центр масс. Связи и принципы освобождения от связей. Внешние и внутренние силы. Момент инерции. Теорема об изменении кинетической энергии. Теорема об изменении количества движения Теорема о движении центра масс. Теорема об изменении кинетического момента. Элементы динамики твердого тела. Дифференциальные уравнения движения. Принцип Даламбера. Общее уравнение динамики. Принцип возможных перемещений. [1,c.93-151; 3,c.180-213; 6]. ^ 2.1. Основные понятия теории механизмов и машин Основные понятия теории механизмов и машин: механизм, машина, деталь, сборочная единица, изделие машиностроения. Теория механизмов и машин как научно-теоретическая основа проектирования технологического, энергетического, транспортного, информационного и др. оборудования. Основные виды механизмов. [1,c.266-268; 2,c.6; 7,с.19-33]. ^ Звено, кинематические пары, кинематические цепи. Виды кинематических пар. Число степеней свободы механизма. Структурные формулы. Плоские шарнирно-рычажные механизмы. [1,c.267-271; 2,c.7-9; 7,с.38-62; 8,с.4-19]. ^ Планы скоростей и ускорений. Кинематические диаграммы. [1,c.271; 7,с.67-124; 8,с.31-43]. 2.4. Динамический анализ механизмов Кинетостатика плоского шарнирно-рычажного механизма. Уравновешивающая сила и уравновешивающий момент. Приведенная масса, приведенная сила, приведенный момент. Динамическая модель механизма. Уравнение движения механизма. [1,c.277-279; 7,с.171-178; 8,с.47-67,74-84]. ^ Синтез кинематических схем механизмов с низшими парами. Механизмы роботов-манипуляторов. Синтез механизмов с высшими парами. Основная теорема зацепления. Методы оптимизации в синтезе механизмов с применением ЭВМ. Цилиндрическое зубчатое зацепление с эвольвентными профилями зубьев. Построение внешнего эвольвентного зацепления. Способы изготовления цилиндрических зубчатых колес. Пространственные зубчатые передачи: коническая, гиперболоидная, червячная. Виды кулачковых механизмов и их особенности. Закон перемещения толкателя и его выбор. Определение профиля кулачка по заданному закону движения ведомого звена. [1,c.307-369,421-429; 7,с.316-357,422-452; 8,с.96-124,126-157]. ^ 3.1. Общие сведения Основные понятия, допущения и определения. Внешние силы и их классификация. Деформации и перемещения. Метод сечений. Внутренние силы и напряжения. Деформации и напряжения при плоском и объемном напряженном состоянии. Закон парности касательных напряжений. [1,c.159-164; 2,c.27-34; 9,с.4-10; 10,с.63-113]. 3.2. Растяжение-сжатие Общие сведения: продольные силы, нормальные напряжения, напряжения в наклонных сечениях. Продольные и поперечные деформации. Коэффициент Пуассона. Закон Гука. Модуль упругости при растяжении. Построение эпюр внутренних продольных сил и нормальных напряжений. Механические испытания материалов при растяжении. Диаграмма растяжения. Механические свойства материалов при растяжении-сжатии. Явление наклепа. Ползучесть и релаксация. Допускаемые напряжения. Условие прочности и жесткости конструкций при растяжении-сжатии. [1,c.165-177; 2,c.35-50; 9,с.12-32; 10,с.12-24]. ^ Площадь. Статический момент. Осевые моменты инерции. Полярный момент инерции. Моменты инерции простых и сложных сечений. Главные оси инерции и главные моменты инерции. [1,c.184-188; 2,c.75; 9,с.38-43]. ^ Напряженное состояние при сдвиге Чистый сдвиг. Модуль упругости при сдвиге. Закон Гука при сдвиге. Кручение круглого стержня. Полярный момент сопротивления сечения стержня. Напряжения при кручении. Угол закручивания и жесткость стержня. Построение эпюр крутящих моментов и углов закручивания. Определение диаметра круглого стержня из условия прочности и жесткости при кручении. [1,c.212-215; 2,c.52-59; 9,с.48-61; 10,с.20-22,23-27]. ^ Деформация смятия, как разновидность деформации сжатия, вызывающая сдвиг поверхностных слоев деталей. [10,c.22-23]. 3.6. Поперечный изгиб прямого стержня Виды изгиба. Типы опор. Изгибающий момент и поперечная сила. Зависимости между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью распределенной нагрузки. Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил. Нормальные напряжения при изгибе. Момент сопротивления сечения изгибу. Условие прочности при изгибе. [2,c.67-71; 9,с.63-83; 10,с.28-37]. Касательные напряжения при изгибе. Проверка прочности стержня по касательным напряжениям. Главные напряжения. Расчет на прочность по допускаемым напряжениям. Линейные и угловые перемещения при изгибе. Уравнения изогнутой оси стержня. [1,c.178-184,188-193; 9,c.87-96; 10,с.39-40]. ^ Условие прочности при косом изгибе. Внецентренное растяжение-сжатие. Кручение с изгибом. Изгиб с растяжением-сжатием. [1,c.217-223; 9,c.107-121; 10,с.40-41]. ^ Понятие устойчивости. Формула Эйлера для критической силы. [1,c.233-239; 2,c.90-92; 9,с.141-149; 10,с.41-42]. 3.9. Прочность конструкций при переменных напряжениях Усталость металлов. Циклы переменных напряжений. Предел выносливости материала. Концентрация напряжений. Факторы, влияющие на предел выносливости материала. Расчет на прочность при переменных напряжениях. Контактные напряжения. [1,c.242-248; 2,c.94-101; 9,с.168-173; 10,с.43-47]. ^ Достаточная прочность, жесткость, экономичность, технологичность, выбор материалов из условия соблюдения экологических норм. [2,c.5-6]. ^ 4.1. Общие сведения Классификация машин. Понятие детали и узла. Основные требования к машинам и их деталям. Детали машин общего назначения. Критерии работоспособности деталей машин. Надежность машин. Единая система конструкторской документации. Стандартизация. Единая система допусков и посадок. [1,c.290-303; 11c.4-18; 12,с.7-9]. ^ Соединения. Передачи. Оси и валы. Подшипники. Муфты. Основные требования к конструкциям и стадии разработки деталей машин общего назначения. Особенности расчета и выбор материалов. [1,c.307-421,429-454; 11,c.113-375; 12,с.10-123]. ^
^
|
отлично
3 