ПРОГРАММА. Значение дисциплины, ее связь с другими изучаемыми дисциплинами

ВВЕДЕНИЕ

Значение дисциплины, ее связь с другими изучаемыми дисциплинами. Роль технической механики в технике.

Краткий обзор развития технической механики. Разделы технической механики.

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

Тема 1.1. Основные понятия и аксиомы статики

Абсолютно твердое тело. Материальная точка, система материальных тел. Свободное и несвободное тела. Сила как вектор. Система сил, экви­валентные системы сил. Силы внешние и внутренние. Условия равновесия твердого тела. Правило параллелограмма сил. Связи, реакции связей. Ак­сиомы статики.

Тема 1.2. Плоская система сходящихся сил

Система сходящихся сил. Силовой многоугольник. Геометрическое условие равновесия. Проекции вектора силы на оси координат, знак проекции. Уравнения равновесия плоской системы сходя­щихся сил.

Тема 1.3. Пара сил

Понятие о паре сил. Момент пары, знак момента. Основные свойства пар сил. Условие равновесия плоской системы пар сил.

Тема 1.4. Плоская система произвольно расположенных сил

Приведение силы к данной точке. Приведение плоской системы сил к данному центру. Главный вектор и главный момент системы. Равнодейству­ющая плоской системы сил Теорема Вариньона. Применение теоремы Ва­риньона к определению равнодействующей параллельных сил, направленных в одну и в разные стороны. Три вида уравнений равновесия плоской сис­темы сил. Рациональный выбор центров моментов, балочные системы. Клас­сификация нагрузок и виды опор. Понятие о статически неопределимых системах Связи с трением. Трение скольжения, сила трения, угол тре­ния, коэффициент трения. Особенности трения качения, коэффициент тре­ния качения, его размерность.

Тема 1.5. Пространственная система сил

Параллелепипед сил. Равнодействующая пространственной системы сходящихся сил. Проекции вектора на три оси координат. Условие и урав­нения равновесия пространственной системы сходящихся сил. Момент силы относительно оси, знак и условие равенства нулю. Пространственная сис­тема произвольно расположенных сил и ее уравнения равновесия (без вы­вода).

Тема 1.6. Центр тяжести

Центр параллельных сил, его свойства. Формулы для определения координат центра параллельных сил. Силы тяжести. Центр тяжести как центр параллельных сил. Определение координат центра тяжести простых и слож­ных сечений.

Тема 1.7. Основы кинематики

Основные понятия: пространство и время, механическое движение. Параметры движения и способы его задания. Классификация видов движения точки и тела. Уравнения движения, скорость и ускорение точки при ес­тественном способе задания движения. Виды движения точки в зависимости от ускорения. Равнопеременное движение точки. Поступательное движение твердого тела и его свойства. Вращательное движение твердого тела. Уг­ловая скорость, частота вращения. Угловое ускорение. Линейные скорости точек вращающегося тела. Нормальное, касательное и полное ускорения. Выражение нормального и касательного ускорений точки через угловую скорость и угловое ускорение тела.

Тема 1.8. Основы динамики

Основные понятия, законы динамики. Сила инерции несвободной мате­риальной точки. Касательная и нормальная составляющие силы инерции при криволинейном движении точки (принцип Даламбера). Работа постоянной силы при прямолинейном движении. Работа сил тяжести. Мощность. Единицы работы и мощности в Международной системе (СИ). Понятие о механическом коэффициенте полезного действия. Работа и мощность при вращательном движении тела.

РАЗДЕЛ 2. СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

Тема 2.1. Основные положения

Деформируемое тело, его упругость и пластичность, основные гипо­тезы и допущения о свойствах материалов и характере деформаций. Метод сечений по определению внутренних сил. Внутренние силовые факторы. Ви­ды деформаций. Напряжения: полное, нормальное и касательное.

Тема 2.2. Растяжение и сжатие

Продольная сила и нормальное напряжение в поперечном сечении бру­са. Эпюры продольных сил и нормальных напряжений. Продольная и попе­речная деформации при растяжении (сжатии). Закон Гука. Модуль про­дольной упругости. Коэффициент Пуассона. Перемещения поперечных сече­ний. Механические характеристики материалов. Допускаемое напряжение и коэффициент запаса прочности, основные факторы, влияющие на их выбор. Расчеты на прочность по допускаемым напряжениям (три вида). Понятие о статически неопределимых системах при растяжении (сжатии). Температу­рные и монтажные напряжения.

Тема 2.3. Срез и смятие

Понятие о срезе и смятии. Основные расчетные предпосылки и форму­лы, условности расчета. Допускаемые напряжения на срез и смятие. Рас­четы на срез и смятие болтовых и сварных соединении.

Тема 2.4. Геометрические характеристики плоских сечений

Понятие о геометрических характеристиках плоских сечений бруса. Моменты инерции: осевой, полярный, центробежный. Осевые моменты инер­ции простейших сечений. Зависимость между моментами инерции относи­тельно параллельных осей. Понятие о главных центральных осях. Момент сопротивления и радиус инерции сечения бруса.

Тема 2.5. Прямой изгиб

Основные понятия и определения. Классификация видов изгиба. Внут­ренние силовые факторы при прямом изгибе. Дифференциальные зависимости между интенсивностью распределенной нагрузки, поперечной силой и изги­бающим моментом. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов, Зависимость между изгибающим моментом и кривизной оси балки. Жесткость сечения при изгибе. Нормальные напряжения в поперечных сечениях балки. Расчеты на прочность при изгибе. Рациональные формы поперечных сечений балок.

Тема 2.6. Кручение

Понятие о сдвиге. Закон Гука для сдвига. Модуль сдвига. Зависи­мость между упругими постоянными для тела (без вывода). Кручение бруса круглого поперечного сечения. Крутящий момент, построение эпюр крутящих моментов. Основные гипотезы. Напряжения в по­перечных сечениях бруса, угол закручивания. Полярные моменты инерции и сопротивления для круга и кольца. Расчеты валов на прочность и жест­кость. Рациональные формы поперечных сечений валов.

Тема 2.7. Изгиб с кручением

Работа бруса при совместном действии изгиба и кручения. Внутрен­ние силовые факторы и напряжения в поперечном сечении. Эквивалентный момент. Формулы для определения эквивалентного напряжения по гипотезам наибольших напряжений и энергии формоизменения. Расчет валов на изгиб с кручением.

Тема 2.8. Устойчивость сжатых стержней

Явление продольного изгиба. Критическая сила и ее определение по формуле Эйлера. Критическое напряжение. Гибкость стержня. Пределы при­менимости формулы Эйлера. Эмпирические формулы критических напряжений. Расчет сжатых стержней на устойчивость с применением коэффициента продольного изгиба.

РАЗДЕЛ 3. ДЕТАЛИ МАШИН

Тема 3.1. Основные положения Цели и задач раздела "Детали машин". Основные определения, меха­низм и машина. Классификация машин. Современные тенденции в развитии машиностроения. Требования к машинам и деталям машин. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин, прочность и жесткость.

Тема 3.2. Соединения деталей машин

Неразъемные соединения и их классификация. Заклепочные и сварные соединения, область их применения, достоинства и недостатки. Расчет на прочность сварных соединений. Клеевые соединения, область их применения.

Разъемные соединения. Соединения штифтами и шпонками, шлицевые соединения. Резьбовые соединения. Область применения.

Тема 3.3. Механизмы передачи вращательного движения

Вращательное движение и его роль в машинах и механизмах. Назначе­ние передач в машинах. Классификация и принцип работы передач. Основ­ные кинематические и силовые соотношения для механических передач.

Фрикционные передачи, их назначение, классификация, достоинства, недостатки и область применения. Основные геометрические и кинемати­ческие соотношения для цилиндрической и конической передач, определе­ние требуемой силы прижатия. Понятие о вариаторах.

Зубчатые передачи, область применения, классификация, достоинства и недостатки. Основная теорема зацепления (без вывода). Прямозубые ци­линдрические передачи, кинематический и геометрический расчеты.

Виды разрушения зубьев, материал зубчатых колес. Краткие сведения о расчете на усталость. Непрямозубые цилиндрические передачи, особенности геометрического расчета. Конические зубчатые передачи, кинематический и геометрический расчеты прямозубой передачи.

Передача винт-гайка. Общие сведения о винтовых механизмах, клас­сификация, силовые соотношения и кпд винтовой пары.

Червячные передачи. Устройство, область применения, классифика­ция, достоинства и недостатки, кпд передачи, материалы; кинематический и геометрический расчеты червячной передачи.

Ременные передачи. Устройство, область применения, классификация, достоинства и недостатки, материалы. Упругое скольжение.

Цепная передача. Устройство, область применения, классификация, достоинства и недостатки.

Тема 3.4. Общие сведения о некоторых механизмах

Рычажные механизмы. Шарнирный четырехзвенный механизм, мальтийс­кий механизм, храповой механизм, кулачковый механизм, их назначение, область применения.

Тема 3.5. Направляющие вращательного движения

Валы и оси, их назначение, конструкции и материалы. Основные рас­четы валов и осей на прочность и жесткость.

Опоры валов и осей, их назначение и разновидности. Подшипники и подпятники скольжения, их назначение, типы, область применения. Материалы деталей подшипников. Условные расчеты подшипни­ков скольжения. Подшипники качения, их устройство. Сравнительная ха­рактеристика подшипников скольжения и качения. Классификация подшипни­ков качения и обзор их типов по ГОСТу. Подбор подшипников по динами­ческой нагрузке.

Тема 3.6. Механические муфты

Муфты их назначение и классификация. Краткие сведения о подборе муфт.

Таблица 1