План изучения дисциплины

Введение

Познакомить с целями и задачами учебной дисциплины, ее разделами.

Дать представление о развитии механики, ее значении в технике.

Содержание, основные задачи и разделы учебной дисциплины, ее связь с обще-образовательными, общепрофессиональными и специальными учебными дисциплинами.

Значение механики в технике. Краткая справка о развитии механики.

Называет цели, задачи учебной дисциплины, ее разделы.

Высказывает общее суждение о развитии механики, значении механики в технике.

Раздел 1. Теоретическая механика

Тема 1.1. Статика

1.1.1. Основные понятия и аксиомы статики. Связи и реакции связей

Сформировать знания об основных понятиях и аксиомах статики, о проекциях силы на координатные оси, правиле знаков, сложении двух сил, приложенных в точке тела, разложении силы на две составляющие, паре сил и ее моменте, правиле знаков, свойстве пары сил и условии их равновесия.

Дать понятие о моменте силы относительно точки и оси, правиле знаков, связях и реакциях связей.

Научить классифицировать связи и определять реакции связей.

Основные понятия статики: материальная точка, абсолютно твердое (жесткое) тело, сила (сила как вектор, единицы измерения и способы приложения силы, сила тяжести). Системы сил и их классификация. Эквивалентные и уравновешенные системы сил. Равнодействующая сила. Задачи статики.

Аксиомы статики: закон инерции; условие равновесия двух сил; принцип присоединения и исключения уравновешенных сил, сила – скользящий вектор; правило параллелограмма; закон равенства действия и противодействия.

Проекция силы на ось, на две и три взаимно перпендикулярные координатные оси; правило знаков.

Сложение двух сил, приложенных в точке тела, и разложение силы на две составляющие.

Пара сил. Вращающее действие пары сил на тело. Плечо и момент пары сил, правило знаков. Момент пары сил как свободный вектор. Возможность переноса пары сил в плоскости ее действия. Эквивалентные и уравновешивающиеся пары сил. Сложение пар сил, момент равнодействующей пары. Условие и уравнение равновесия системы пар сил.

Плечо и момент силы относительно точки и оси, правило знаков.

Связи, их классификация; реакции связей и определение их направления.

Раскрывает сущность основных понятий статики. Излагает аксиомы статики. Характеризует проекции силы на координатные оси, излагает правило знаков. Объясняет сложение двух сил, приложенных в точке тела, и разложение силы на две составляющие. Определяет пару сил и момент пары, излагает правило знаков, свойство пары сил и условие их равновесия.

Описывает момент силы относительно точки и оси, излагает правило знаков.

Классифицирует связи и определяет реакции связей.

1.1.2. Системы сходящихся сил

Дать понятие о плоской и пространственной системах сходящихся сил, сложении плоской системы сходящихся сил, силовом многоугольнике, об определении равнодействующей системы сходящихся сил методом проекции.

Сформировать знание доказательства теоремы о проекции суммы сил на ось координат.

Сформировать знания о геометрическом и аналитическом условиях равновесия плоской и пространственной систем сходящихся сил, об уравнениях равновесия.

Научить применять знания при решении типовых задач на равновесие.

Плоская и пространственная системы сходящихся сил. Сложение плоской системы сходящихся сил. Силовой многоугольник. Определение равнодействующей системы сходящихся сил методом проекций; теорема о проекции суммы сил на ось координат. Условие равновесия плоской системы сходящихся сил в геометрической и аналитической форме. Уравнения равновесия.

Сложение и равнодействующая пространственной системы сходящихся сил. Условие и уравнения равновесия пространственной системы сходящихся сил.

Пара сил. Вращающее действие пары сил на тело. Плечо и момент пары сил, правило знаков. Момент пары сил как свободный вектор. Возможность переноса пары сил в плоскости ее действия. Эквивалентные и уравновешивающиеся пары сил. Сложение пар сил, момент равнодействующей пары. Условие и уравнение равновесия системы пар сил.

Плечо и момент силы относительно точки и оси, правило знаков.

Стержневые системы с идеальными шарнирами (статически определимые), определение реакций в стержнях. Общее понятие о статически неопределимых задачах.

Методика расчета типовых задач на равновесие.

Характеризует плоскую и пространственную системы сходящихся сил. Объясняет метод сложения плоской системы сходящихся сил. Описывает силовой многоугольник. Определяет равнодействующую системы сходящихся сил методом проекций.

Доказывает теорему о проекции суммы сил на ось координат.

Формулирует геометрическое и аналитическое условия равновесия плоской и пространственной систем сходящихся сил.

Выводит уравнения равновесия.

Решает типовые задачи с использованием уравнений равновесия.

1.1.3. Системы произвольно расположенных и параллельных сил

Сформировать знания о плоской и пространственной системах произвольно расположенных сил, главном векторе, главном моменте, сущности теоремы Вариньона.

Сформировать понятие о балочных системах, об условиях и уравнениях равновесия плоской и пространственной систем произвольно расположенных параллельных сил.

Сформировать знания о классификации нагрузок, методике расчета балок для решения типовых задач.

Сформировать понятие о статически неопределимых задачах.

Плоская и пространственная системы произвольно расположенных сил. Эквивалентные преобразования (сложение) систем произвольно расположенных сил. Приведение силы и плоской системы произвольно расположенных сил к данному центру. Главный вектор и главный момент плоской системы произвольно расположенных сил (равнодействующая плоской системы произвольно расположенных сил). Теорема Вариньона о моменте равнодействующей.

Приведение к данному центру, главный вектор и главный момент пространственной системы произвольно расположенных сил и их разложение относительно координатных осей.

Условия и уравнения равновесия: плоской системы произвольно расположенных сил (три формы); плоской системы параллельных сил (две формы); пространственной системы произвольно расположенных сил (шесть уравнений); пространственной системы параллельных сил (три уравнения).

Балки и нагрузки; классификация нагрузок (сосредоточенные, моментные, распределенные).

Применение уравнений равновесия для определения опорных реакций статически определимых плоско нагруженных балок и пространственно нагруженных валов.

Статически неопределимые задачи.

Раскрывает суть понятий «главный вектор» и «главный момент». Объясняет теорему Вариньона, понятие «балочные системы».

Классифицирует нагрузки.

Формулирует условия равно-весия плоской и пространственной систем произвольно расположен-ных сил и параллельных сил.

Выводит уравнения равновесия.

Выполняет расчеты балок с использованием уравнений равновесия и пространственно нагруженных валов по предлагаемой методике.

Раскрывает сущность степени статической неопределимости задач.

1.1.4. Связи с трением. Трение скольжения и качения

Сформировать знания о трении скольжения, об угле трения, о коэффициенте трения скольжения, факторах, влияющих на него, конусе трения, об условии самоторможения.

Сформировать понятие о трении качения, коэффициенте трения качения и факторах, влияющих на него.

Трение скольжения: сила трения, угол трения, коэффициент трения скольжения и факторы, влияющие на него. Конус трения. Условие самоторможения.

Трение качения. Коэффициент трения качения и факторы, влияющие на него.

Объясняет суть понятий «трение скольжения» и «трение качения», «угол трения», «коэффициент трения». Раскрывает факторы, влияющие на коэффициенты трения, объясняет понятие «конус трения».

Формулирует условие самоторможения.

Сформировать умения определять коэффициент трения скольжения и рассчитывать силу трения для различных материалов.

Лабораторная работа №1

Определение коэффициента трения скольжения с помощью наклонной плоскости. Расчет силы трения для различных материалов.

Определяет коэффициент тре-ния скольжения и рассчитывает силу трения для различных мате-риалов. Сравнивает полученные результаты с табличными.

1.1.5. Центр параллельных сил и центр тяжести. Устойчивость равновесия

Сформировать знания о равнодействующей и о центре параллельных сил, его свойстве и формулах для определения положения.

Дать понятие о нахождении координат центров тяжести пластинок (сечений), состав-ленных из простых геометрии-ческих фигур и из стандартных профилей проката, а также тел, составленных из простых геометрических объемных фигур.

Сформировать знания об алгоритме определения координат центра тяжести плоских фигур.

Сложение системы параллельных сил. Равнодействующая и центр параллельных сил, его свойства и формулы для определения положения. Центр тяжести тела, его свойство. Определение координат центров тяжести тонких пластинок (сечений), составленных из простых геометрических фигур и из стандартных профилей проката. Статический момент сечения.

Определение координат центров тяжести тел, составленных из простых геометрических объемных фигур. Центр тяжести симметричных плоских сечений и объемных тел. Положения центра тяжести простых геометрических фигур (прямоугольника, треугольника, кругового сектора) и стандартных профилей проката.

Алгоритм решения задач на определение центра тяжести.

Объясняет центр параллельных сил, раскрывает его свойства и излагает формулы для определения его положения.

Определяет координаты центров тяжести пластинок (сечений), составленных из простых геометрических фигур и из стандартных профилей проката, а также тел, составленных из простых геометрических объемных фигур.

Определяет координаты центра тяжести плоских фигур в соответствии с предложенным алгоритмом.

Сформировать умения устанавливать координаты центров тяжести плоских фигур опытным и расчетным путем, сравнивать и анализировать полученные результаты.

Лабораторная работа №2

Определение центра тяжести плоских фигур опытным и расчетным путем. Сравнение и анализ полученных результатов.

Устанавливает координаты центра тяжести плоской фигуры опытным и расчетным путем.

Сравнивает и анализирует полученные результаты.

Обязательная контрольная работа № 1

Тема 1.2. Кинематика

1.2.1.Основные понятия кинематики

Дать понятие о кинематике как науке о механическом движении, задачах, основных понятиях кинематики.

Кинематика как наука о механическом движении. Относительность покоя и движения.

Основные понятия кинематики: система отсчета, траектория, расстояние, путь, время, скорость, ускорение.

Раскрывает суть и задачи кинематики, ее основные понятия (система отсчета, траектория, расстояние, путь, время, скорость, ускорение).

1.2.2. Кинематика точки

Сформировать знания о способах задания движения точки, средней скорости и скорости в данный момент времени, об ускорении полном, нормальном и касательном.

Дать понятие о видах движения точки в зависимости от ускорения, кинематических уравнениях равнопеременного движения точки.

Научить строить графики и устанавливать связь между ними, анализировать их.

Способы задания движения точки: геометрический (естественный) и координатный. Движение точки по прямолинейной траектории: уравнение движения, средние скорость и ускорение, скорость и ускорение в данный момент времени. Криволинейное движение точки: ускорение касательное, нормальное, полное.

Виды движения точки в зависимости от ускорения (прямолинейное и криволинейное, равномерное и переменное движение точки). Равнопеременное движение точки: кинематические уравнения и графики, связь между ними.

Раскрывает понятия средней скорости, и скорости в данный момент времени, ускорения полного, нормального и касательного. Описывает виды движения точки в зависимости от ускорения (прямолинейное и криволинейное, равномерное и переменное движение точки). Объясняет кинематические уравнения равнопеременного движения точки.

Строит кинематические графики и устанавливает связь между ними, анализирует их.

1.2.3. Простейшие движения твердого тела

Дать понятие о простейшем движении твердого тела (поступательном и вращательном); об угловом перемещении, угловой скорости (средней и в данный момент времени); о частоте вращения, об угловом ускорении (среднем и в данный момент времени), о зависимости между угловой скоростью и частотой вращения, видах вращательного движения твердого тела.

Научить устанавливать зависимость между линейными скоростью, касательным, нормальным и полным ускорениями точек вращающегося тела и его угловыми скоростью и ускорением, применять знания при решении задач.

Поступательное движение твердого тела. Свойства поступательного движения твердого тела; определение пройденного пути, скоростей и ускорений точек.

Вращательное движение твердого тела. Угловое перемещение, угловая скорость (средняя и в данный момент времени). Частота вращения. Связь угловой скорости и частоты вращения. Угловое ускорение (среднее и в данный момент времени). Виды вращательного движения твердого тела: равномерное и неравномерное (равнопеременное). Уравнения вращения, основные и вспомогательные формулы.

Линейные скорости и ускорения точек вращающегося тела. Связь линейных скорости, касательного, нормального и полного ускорений точек вращающегося тела с его угловыми скоростью и ускорением.

Решение типовых задач на определение параметров движения твердого тела.

Формулирует основные понятия поступательного и вращательного движения твердого тела. Раскрывает суть понятий «угловое перемещение», «угловая скорость (средняя и в данный момент времени)», «частота вращения», угловое ускорение (среднее и в данный момент времени)». Объясняет зависимость между угловой скоростью и частотой вращения. Характеризует виды вращательного движения: равномерное и неравномерное (равнопеременное).

Устанавливает зависимость линейных скорости, нормального, касательного и полного ускорений точек вращающегося тела с его угловыми скоростью и ускорением.

Решает задачи по предлагаемой методике.

1.2.4. Сложное движение точки

Сформировать знания о переносном, относительном и абсолютном движении точки, теореме сложения скоростей, об определении абсолютной скорости точки (общий и частные случаи).

Научить применять знания при решении типовых задач.

Переносное, относительное и абсолютное движение точки; сложение перемещений. Теорема сложения скоростей. Определение абсолютной скорости точки (общий и частные случаи).

Методика решения типовых задач.

Раскрывает суть переносного, относительного и абсолютного движения точки.

Объясняет теорему сложения скоростей. Определяет абсолютную скорость точки (общий и частные случаи).

Решает задачи по предлагаемой методике.

1.2.5. Сложное движение твердого тела

Дать понятие о плоско-параллельном движении тела и его разложении напоступательное и вращательное, об определении абсолютной скорости любой точки тела, о мгновенном центре скоростей и способах его определения.

Научить определять абсолютную скорость любой точки тела, движущегося плоскопараллельно, с помощью мгновенного центра скоростей.

Плоскопараллельное движение тела и его разложение на поступательное и вращательное. Определение абсолютной скорости любой точкитела. Мгновенный центр скоростей и способы его определения. Мгновенная угловая скорость. Определение абсолютной скорости точек тела, движущегося плоскопараллельно, с помощью мгновенного центра скоростей.

Методика расчета типовых задач.

Раскрывает сущность плоскопараллельного движения тела и его разложения напоступательное и вращательное.

Раскрывает суть понятия «мгновенный центр скоростей» и описывает способы его определения.

Определяет абсолютную скорость любой точки тела.

Решает задачи по предлагаемой методике.

Тема 1.3. Динамика

1.3.1. Основные понятия и аксиомы динамики

Сформировать знания об основных понятиях динамики, аксиомах динамики, основных задачах динамики (прямой и обратной).

Основные понятия: масса, материальная точка, сила (постоянная и переменная).

Аксиомы динамики: первая – принцип инерции; вторая – основной закон динамики материальной точки (масса материальной точки, единицы массы, зависимость между массой и силой тяжести); третья – закон независимости действия сил; четвертая – закон равенства действия и противодействия.

Основные задачи динамики (прямая и обратная).

Формулирует основные понятия динамики. Излагает аксиомы динамики: принцип инерции; основной закон динамики материальной точки; закон независимости действия сил; закон равенства действия и противодействия. Объясняет основные задачи динамики.

1.3.2. Движение материальной точки. Метод кинетостатики

Дать понятие о свободной и несвободной точках, силах инерции при прямолинейном и криволинейном движении материальной точки, принципе Даламбера, методе кинетостатики.

Научить решать задачи с применением принципа Даламбера в соответствии с предложенным алгоритмом.

Свободная и несвободная точки. Сила инерции и общий метод ее определения. Определение направления и модуля силы инерции в зависимости от траектории и ускорения движения материальной точки.

Принцип Даламбера. Сущность метода кинетостатики.

Решение задач.

Раскрывает сущность свободной и несвободной точек. Объясняет действие силы инерции при прямолинейном и криволинейном движениях материальной точки, принцип Даламбера и метод кинетостатики.

Решает задачи с применением принципа Даламбера в соответствии с предложенным алгоритмом.

1.3.3. Работа и мощность

Дать понятие о работе постоянной силы при прямолинейном движении, работе переменной силы при криволинейном движении, работе силы тяжести, работе силы упругости, работе при качении тела по негладкой плоскости.

Сформировать знание теоремы о работе равнодействующей силы.

Дать понятие о мощности, механическом КПД системы механизмов при последовательном и параллельном соединении, работе и мощности при вращательном движении тела, зависимости между вращающим моментом, передаваемой мощностью и частотой вращения.

Научить применять методику расчета типовых задач.

Работа постоянной силы при прямолинейном движении. Теорема о работе равнодействующей силы. Работа переменной силы при криволинейном движении. Работа силы тяжести. Потенциальная энергия для точки. Работа силы упругости. Работа при качении тела по негладкой плоскости.

Мощность, ее среднее значение, мощность в данный момент времени. Понятие о механическом коэффициенте полезного действия (КПД). КПД системы механизмов (при последовательном и параллельном соединении).

Работа и мощность при вращательном движении тела; окружная сила и вращающий момент. Связь между вращающим моментом, передаваемой мощностью и частотой вращения (в международной системе единиц (СИ)).

Методика расчета типовых задач.

Характеризует работу постоянной силы при прямолинейном движении, работу переменной силы при криволинейном движении, работу силы тяжести и работу силы упругости, работу при качении тела по негладкой плоскости.

Доказывает теорему о работе равнодействующей силы.

Раскрывает суть понятий «мощность» и «КПД системы механизмов при последовательном и параллельном соединении».

Формулирует определения работы и мощности при вращательном движении. Объясняет зависимость между вращающим моментом, передаваемой мощностью и частотой вращения.

Решает задачи по предлагаемой методике.

1.3.4. Общие теоремы динамики

Дать понятие об импульсе силы, количестве движения, кинетической энергии.

Сформировать знание теорем об изменении количества движения и об изменении кинетической энергии.

Дать представление о механической системе (о внешних и внутренних силах системы).

Дать понятие об основном уравнении динамики вращающегося тела, о моменте инерции однородных тел, статической и динамической балансировке вращающихся материальных тел.

Импульс силы, количество движения. Теорема об изменении количества движения материальной точки. Кинетическая энергия точки. Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки.

Механическая система. Основное уравнение динамики вращающегося тела. Моменты инерции однородных тел: прямолинейного стержня, кольца, тонкого круглого диска, цилиндра сплошного и полого, относительно оси.

Кинетическая энергия при поступательном, вращательном и плоскопараллельном движении твердого тела. Теорема об изменении кинетической энергии для системы.

Уравновешивание сил инерции. Понятие о статической и динамической балансировке вращающихся материальных тел.

Раскрывает суть понятий «импульс силы», «количество движения», «кинетическая энергия».

Доказывает теоремы об изменении количества движения и кинетической энергии точки.

Высказывает общее суждение о механической системе (о внешних и внутренних силах системы).

Выводит основное уравнение динамики вращающегося тела. Объясняет сущность момента инерции однородных тел, кинетическую энергию при поступательном, вращательном и плоскопараллельном движении твердого тела, статическую и динамическую балансировку вращающихся материальных тел.

Обязательная контрольная работа № 2

Раздел 2. Сопротивление материалов

Тема 2.1. Основные положения

Познакомить с основными задачами науки о сопротивлении материалов.

Дать понятие о расчетах на прочность, жесткость и устойчивость.

Сформировать знания о деформациях упругих и пластических, нагрузках, об основных гипотезах и допущениях, применяемых в сопротивлении материалов (свойства материала и характер деформаций), о классификации нагрузок и элементов конструкций по геометрическим признакам (брус, оболочка, пластина, массив).

Дать понятие о методе сечений, внутренних силовых факторах, напряжениях и его составляющих.

Основные задачи науки о сопротивлении материалов (расчеты на прочность, жесткость и устойчивость).

Деформируемое тело. Деформации упругие и пластические. Нагрузки внешние и внутренние. Классификация внешних нагрузок (поверхностные, объемные; статические, динамические, переменные).

Основные гипотезы и допущения, применяемые в сопротивлении материалов: о свойствах деформируемого тела (однородность, изотропность, непрерывность строения); о характере деформаций (принцип начальных размеров, линейная зависимость между нагрузками и вызываемыми ими деформациями, принцип независимости действия сил). Классификация элементов конструкций по геометрическим признакам: брус, оболочка (пластина), массивное тело.

Внешние и внутренние силовые факторы (нагрузки) в элементах конструкций. Метод сечений и его применение для определения внутренних силовых факторов. Простейшие виды нагружения бруса (растяжение и сжатие, срез, кручение, изгиб) и соответствующие им внутренние силовые факторы (общие уравнения для их определения).

Понятие о напряженном состоянии в точке тела, механическом напряжении. Алгоритмическая формула напряжения. Геометрическая характеристика прочности сечения.

Напряжение: полное, нормальное, касательное.

Высказывает общее суждение об основных задачах науки о сопротивлении материалов.

Объясняет сущность расчетов на прочность, жесткость и устойчивость.

Формулирует основные понятиясопротивления материалов: деформации упругие и пластические, нагрузки. Излагает основные гипотезы и допущения (о свойствах материала и характере деформаций).

Классифицирует нагрузки и элементы конструкций по геометрическим признакам (брус, оболочка, пластина, массив).

Раскрывает суть метода сечений, понятия «внутренние силовые факторы», «напряжение и его составляющие».

Тема 2.2. Растяжение и сжатие

Сформировать знания о центральном растяжении и сжатии, продольных силах и их эпюрах, нормальных напряжениях в поперечных сечениях бруса (гипотеза плоских сечений) при растяжении (сжатии) и их эпюрах, деформациях (продольной и поперечной), законе Гука, модуле продольной упругости, коэффициенте Пуассона, механических испытаниях материалов и характеристиках их прочности.

Дать представление о сравнительной диаграмме сжатия пластичных,хрупкопластичных и хрупких материалов; об их механических свойствах при сжатии.

Дать понятие об опасных (предельных) и допускаемых напряжениях, о коэффициенте запаса прочности и факторах, влияющих на его величину и выбор, расчетах на прочность при растяжении и сжатии.

Научить строить эпюры продольных сил и нормальных напряжений, проводить расчеты на прочность (проверочный, проектный и на определение допускаемой нагрузки).

Центральное растяжение и сжатие. Продольные (нормальные) силы и нормальные напряжения в поперечных сечениях бруса (гипотеза плоских сечений) при растяжении (сжатии). Построение эпюр продольных сил и нормальных напряжений.

Напряжения в наклонных сечениях бруса (максимальные касательные напряжения).

Деформации при растяжении и сжатии (продольные и поперечные, абсолютные и относительные). Закон Гука. Модуль продольной упругости. Коэффициент Пуассона. Определение абсолютных продольных деформаций и осевых перемещений поперечных сечений бруса. Построение эпюр осевых перемещений.

Испытания материалов. Классификация испытаний по виду нагружения и характеру действующих нагрузок во времени. Классификация конструкционных материалов (пластичные, хрупкопластичные и хрупкие).

Испытание материалов на растяжение и сжатие при статическомнагружении. Диаграмма растяжения низкоуглеродистой стали и ее характерные параметры. Характеристики прочности (пределы пропорциональности, текучести, временное сопротивление) и пластичности (относительное остаточное удлинение и относительное остаточное поперечное сужение) материала. Диаграмма растяжения хрупкопластичного материала; условный предел текучести. Закон повторногонагружения(наклеп). Диаграмма растяжения хрупких материалов.

Сравнительная диаграмма сжатия пластичных,хрупкопластичных и хрупких материалов; их механические свойства при сжатии.

Опасные (предельные) и допускаемые напряжения. Коэффициент запаса прочности и факторы, влияющие на его величину и выбор.

Условие прочности при растяжении и сжатии. Расчеты на прочность: проверочный, проектный, определение допускаемой нагрузки.

Характеризует центральное растяжение и сжатие, продольные силы и их эпюры, нормальные напряжения и их эпюры, деформации (продольные и поперечные). Излагает закон Гука. Описывает модуль продольной упругости, коэффициент Пуассона, диаграмму растяжения малоуглеродистой стали и ее характерные параметры, диаграмму растяжения хрупкопластичного материала; условный предел текучести. Излагает закон повторного нагружения (наклеп) и описывает диаграмму растяжения хрупких материалов.

Различает диаграммы сжатия пластичных, хрупкопластичных и хрупких материалов.

Объясняет опасные (предельные) и допускаемые напряжения, коэффициент запаса прочности, описывает факторы, влияющие на его величину и выбор. Раскрывает принципы расчетов на прочность при растяжении и сжатии.

Строит эпюры продольных сил, нормальных напряжений и перемещений.

Рассчитывает на прочность элементы конструкций: выполняет проверочный и проектировочный расчеты, определяет допускаемые нагрузки.

Сформировать умение проводить испытание образца на растяжение и рассчитывать механические характеристики с учетом полученной диаграммы.

Лабораторная работа №3

Испытание материалов на растяжение. Расчет механических характеристик.

Испытывает образец на растяжение. Рассчитывает механические характеристики с учетом полученной диаграммы.

Сформировать умение проводить испытание на сжатие образцов из хрупких и пластичных материалов. Научить строить диаграммы на сжатие и анализировать их.

Лабораторная работа №4

Испытание хрупких и пластичных материалов на сжатие.

Испытывает образцы из хрупких и пластичных материалов на сжатие. Оценивает пластичность материалов.

Строит диаграммы на сжатие и анализирует их.

Обязательная контрольная работа № 3

Тема 2.3. Срез и смятие

Дать понятие о срезе и смятии. Сформировать знания о внутренних силовых факторах и геометрических характеристиках прочности, методике расчета соединений на срез и смятие.

Научить производить расчеты на срез и смятие.

Понятие о срезе и смятии. Внутренние силовые факторы, возникающие при срезе и смятии, и геометрические характеристики прочности (условная площадь при срезе и смятии). Условия прочности при срезе и смятии.

Методика расчета соединений на срез и смятие.

Раскрывает сущность понятий «срез» и «смятие». Излагает внутренние силовые факторы и геометрические характеристики прочности.

Излагает методику расчетов на срез и смятие.

Выполняет расчеты на срез и смятие.

Сформировать умение опытным путем определять предел прочности мягкой стали при перерезывании и сравнивать его с временным сопротивлением при растяжении, анализировать результаты.

Лабораторная работа №5

Испытание стального образца на срез.

Испытывает образец на срез и сравнивает предел прочности мягкой стали при перерезывании с временным сопротивлением при растяжении. Анализирует полученные результаты.

Тема 2.4. Кручение. Срез с кручением

Сформировать знания о чистом сдвиге, законе Гука при сдвиге, кручении бруса круглого поперечного сечения, напряжениях и деформации при кручении.

Научить строить эпюры крутящих моментов.

Сформировать знания об осевых полярных и центробежных момен­тах инерции, о главных осях и главных центральных моментах инерции, зависимости между осевыми моментами инерции относительно параллельных осей.

Научить рассчитывать главные центральные моменты инерции сос­тавных сечений, имеющих ось сим­метрии; производить расчеты на прочность и жесткость бруса и цилиндрических винтовых пружин.

Внутренние силовые факторы при кручении, крутящий момент. Построение эпюр крутящих моментов.

Чистый сдвиг, угол сдвига, закон парности касательных напряжений. Закон Гука при сдвиге. Модуль сдвига. Зависимость между тремя упругими постоянными для изотропного тела.

Кручение прямого бруса круглого сечения.

Касательные напряжения при кручении, формула для их определения.

Геометрические характеристики сечений и геометрические характеристики прочности при кручении: полярные моменты инерции и сопротивления кручению для круглого и кольцевого сечений бруса.

Деформации при кручении: угол сдвига, угол закручивания (абсолютный и относительный). Формулы для определения угла закручивания.

Характер разрушения при кручении брусьев из различных материалов.

Условия прочности и жесткости при кручении. Методы расчета на прочность (проверочный, проектировочный и определение допускаемой нагрузки) и жесткость (проверочный и проектный) бруса и цилиндрических винтовых пружин. Сравнение прочности и жесткости при кручении брусьев круглого и кольцевого сечений, экономический аспект вопроса.

Совместное действие среза (сдвига) и кручения. Расчет цилиндрических винтовых пружин растяжения и сжатия на прочность и жесткость. Определение расчетных касательных напряжений и изменения длины пружины.

Методика расчета цилиндрической винтовой пружины.

Раскрывает суть понятий «чистый сдвиг», «кручение бруса круглого поперечного сечения».

Объясняет закон Гука при сдвиге, описывает напряжения и деформации, возникающие при кручении.

Строит эпюры крутящих моментов.

Раскрывает суть понятий «осевые, полярный и центробежный моменты инерции», устанавливает зависимость между осевыми моментами инерции, относительно параллельных осей.

Рассчитывает главные центральные моменты инерции составных сечений, имеющих ось симметрии. Рассчитывает на прочность и жесткость брус, цилиндрическую винтовую пружину.

Научить испытывать стержни круглого поперечного сечения на кручение и определять модуль сдвига при кручении.

Лабораторная работа №6

Определение модуля сдвига при кручении стержня круглого поперечного сечения.

Испытывает стержень на кручение. Определяет модуль сдвига (опытным путем). Сравнивает полученный результат с расчетным значением.

Тема 2.5. Изгиб

Дать понятие об изгибе, о его видах, внутренних силовых факторах при прямом изгибе (поперечная сила и изгибающий момент), правиле знаков.

Научить строить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов; устанавливать зависимость между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью распределенной нагрузки.

Сформировать знания о нормальных напряжениях, возникающих в поперечных сечениях бруса, при чистом изгибе, расчетах на прочность при изгибе.

Дать понятие об осевых моментах инерции и сопротивления изгибу простейших сечений.

Научить производить расчеты напрочность (проверочный, проектировочный и определение допускаемой нагрузки).

Дать понятие о рациональных формах поперечных сечений балок из пластичных, хрупкопластичных и хрупких материалов, об особенностях расчета балок из материалов, различно сопротивляющихся растяжению и сжатию.

Сформировать знания о касательных напряжениях в продольных и поперечных сечениях брусьев при прямом изгибе, формуле Журавского, видах деформаций при прямом изгибе.

Научить определять линейные и угловые перемещения для различных случаев нагружения статически определимых балок и рассчитывать их на жесткость при изгибе.

Основные понятия и определения. Классификация видов изгиба: прямой и косой изгиб, чистый и поперечный изгиб.

Внутренние силовые факторы при прямом изгибе: поперечная сила и изгибающий момент; правило знаков.

Зависимость между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью распределенной нагрузки.

Правила построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов по характерным точкам (на примерах статически определимых двухопорных и консольных балок для случаев приложения к ним сосредоточенных сил и моментов, а также равномерно распределенных нагрузок).

Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов для балок, нагруженных плоскими системами параллельных сил.

Чистый изгиб: зависимость между изгибающим моментом и кривизной оси бруса. Нормальные напряжения, возникающие в поперечных сечениях бруса при чистом изгибе, формула для их определения.

Геометрические характеристики сечений при изгибе: осевые моменты инерции и сопротивления. Жесткость сечения при изгибе. Осевые моменты инерции и моменты сопротивления изгибу простейших сечений (прямоугольного, круглого, кольцевого) и сечений стандартных профилей проката. Связь между осевыми и полярными моментами инерции.

Распространение выводов о свойствах чистого изгиба на поперечный изгиб. Условие прочности при изгибе. Расчеты на прочность при изгибе (проверочный, проектировочный и определение допускаемой нагрузки). Брус равного сопротивления изгибу.

Рациональные формы поперечных сечений балок из пластичных, хрупкопластичных и хрупких материалов. Особенности расчета балок из материалов, различно сопротивляющихся растяжению и сжатию.

Касательные напряжения в продольных и поперечных сечениях брусьев при прямом изгибе; формула Журавского. Деформации (линейные и угловые) при прямом изгибе.

Определение линейных и угловых перемещений для различных случаев нагружения статически определимых балок. Условия жесткости и расчеты на жесткость при изгибе.

Раскрывает суть понятий «изгиб», «чистый изгиб» и «поперечный изгиб». Описывает внутренние силовые факторы при прямом изгибе, силу и изгибающий момент.

Строит эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.

Выводит формулу для нормальных напряжений при чистом изгибе.

Определяет осевые моменты инерции и сопротивления изгибу простейших сечений (прямоугольного, круглого, кольцевого) и сечений стандартных профилей проката.

Выполняет расчет балок на прочность при изгибе (проверочный, проектировочный и определение допускаемой нагрузки).

Описывает рациональные формы поперечных сечений балок из пластичных, хрупкопластичных и хрупких материалов и особенности расчета балок из материалов, различно сопротивляющихся растяжению и сжатию.

Объясняет возникновение касательных напряжений в продольных и поперечных сечениях брусьев при прямом изгибе, формулу Журавского. Описывает виды деформаций (линейные и угловые) при прямом изгибе.

Определяет линейные и угловые перемещения для различных случаев нагружения статически определимых балок. Выполняет расчеты на жесткость при изгибе.

Сформировать умения проводить испытание балки на изгиб, определять прогибы и углы поворота сечений, анализировать полученные результаты.

Лабораторная работа №7

Определение прогибов и углов поворота сечений балок при прямом изгибе.

Испытывает балку на изгиб. Определяет прогибы и углы поворота сечений (опытным путем). Рассчитывает прогибы и углы поворота сечений. Сравнивает экспериментальные данные с расчетными и анализирует полученные результаты.

Обязательная контрольная работа № 4

Тема 2.6. Растяжение (сжатие) и изгиб бруса большой жесткости

Дать понятие о совместном действии изгиба и растяжения (сжатия) брусьев большой жесткости, внутренних силовых факторах и нормальных напряжениях в поперечных сечениях бруса, внецентренном сжатии и эксцентриситете.

Научить производить расчеты на прочность и решать задачи по предлагаемой методике.

Совместное действие изгиба и растяжения (сжатия) на брусья большой жесткости. Внутренние силовые факторы и нормальные напряжения в поперечных сечениях бруса. Определение суммарных нормальных напряжений в наиболее напряженных точках сечений. Внецентренное сжатие. Эксцентриситет.

Условие прочности и расчеты на прочность.

Методика решения задач.

Объясняет совместное действие изгиба и растяжения (сжатия) на брусья большой жесткости, внутренние силовые факторы и нормальные напряжения в поперечных сечениях бруса, внецентренное сжатие и эксцентриситет.

Решает задачи по предлагаемой методике.

Тема 2.7. Изгиб с кручением. Кручение с растяжением (сжатием)

Дать понятие о совместном действии изгиба с кручением и кручения с растяжением (сжатием), внутренних силовых факторах в этих случаях, напряженном состоянии в точке тела, главных площадках и главных напряжениях, видах напряженного состояния, об эквивалентных (равноопасных) напряженных состояниях и эквивалентном напряжении.

Сформировать знания о теориях прочности, об их назначении, области применения.

Научить определять эквивалентный момент по различным теориям прочности, рассчитывать брус круглого поперечного сечения на изгиб с кручением.

Совместное действие изгиба с кручением и кручения с растяжением (сжатием). Внутренние силовые факторы в этих случаях.

Напряженное состояние в точке тела. Главные площадки и главные напряжения. Виды напряженного состояния: объемное, плоское, линейное. Эквивалентные (равноопасные) напряженные состояния. Эквивалентное напряжение.

Теории прочности и их назначение. Теория наибольших касательных напряжений (третья), теория Мора (четвертая), теория энергии формоизменения (пятая). Область применения и точность теорий прочности. Условие прочности при изгибе с кручением по различным теориям прочности. Эквивалентные моменты по различным теориям прочности. Связь между полярным и осевым моментами сопротивления (на примере круглого и кольцевого сечений).

Расчеты бруса круглого поперечного сечения на изгиб с кручением (проверочный и проектировочный), на кручение с растяжением (сжатием); применение теорий прочности в этих случаях.

Характеризует внутренние силовые факторы, возникающие в брусе под действием изгиба с кручением, кручения с растяжением, объясняет возникновение напряженного состояние в данной точке тела, раскрывает понятия главных площадок и главных напряжений, описывает виды напряженных состояний.

Излагает теории прочности (теорию наибольших касательных напряжений, теорию Мора, теорию энергии формоизменения), их назначение и область их применения.

Определяет эквивалентный момент по различным теориям прочности.

Рассчитывает брус круглого поперечного сечения на изгиб с кручением.

Научить рассчитывать диаметр вала редуктора по третьей теории прочности.

Практическая работа №1

Расчет вала редуктора на прочность при изгибе с кручением.

Рассчитывает диаметр вала редуктора по третьей теории прочности.

Тема 2.8. Устойчивость сжатых стержней

Сформировать понятие об устойчивости сжатых стержней, (о видах упругого равновесия), о внутренних силовых факторах, критической силе, формуле Эйлера для критической силы.

Дать понятие о формуле Эйлера для критического напряжения и пределах ее применимости; формуле Ясинского, коэффициенте запасаустойчивости, расчетах на устойчивость.

Научить выполнять расчет сжатых стержней на устойчивость (проверочный, проектировочный).

Устойчивость сжатых стержней; устойчивое и неустойчивое упругое равновесие. Внутренние силовые факторы. Критическая сила. Формула Эйлера для определения критической силы. Учет влияния формы сечения и способов закрепления концов стержня. Критическое напряжение; гибкость стержня, предельная гибкость. Пределы применимости формула Эйлера. Эмпирические формулы для критических напряжений (формула Ясинского, случаи сведения расчета на устойчивость к расчету на сжатие). График зависимости критических напряжений для низкоуглеродистой стали.

Условие устойчивости, коэффициент запаса устойчивости.

Расчеты сжатых стержней на устойчивость (проверочный и проектировочный).

Рациональные формы поперечных сечений сжатых стержней. Способы повышения их устойчивости.

Раскрывает понятие устойчивости сжатых стержней, характеризует устойчивое и неустойчивое упругое равновесие, внутренние силовые факторы, формулирует понятие критической силы, объясняет формулу Эйлера для критической силы.

Выводит формулу Эйлера для критического напряжения, объясняет пределы ее применимости.

Объясняет формулу Ясинского, коэффициент запаса устойчивости, излагает расчеты на устойчивость.

Выполняет проверочный и проектировочный расчеты сжатых стержней на устойчивость.

.

Раздел 3. Детали машин

Тема 3.1.Основные положения и понятия

Дать понятие о связи раздела с теоретической механикой, теорией механизмов и машин, сопротивлением материалов и другими учебными дисциплинами.

Дать понятие о машине и механизме, детали и сборочной единице машины, классификации механизмов и машин.

Сформировать знания о требованиях, предъявляемых к машинам, сборочным единицам и деталям.

Сформировать знания о причинах возникновения переменных напряжений, циклах напряжений и их характеристиках, об усталостном разрушении деталей и его причинах, о пределе выносливости и факторах, влияющих на него.

Дать представление о природе усталостного разрушения, об испытаниях деталей машин на усталость, о кривой усталости (кривая Вёлера).

Дать понятие о коэффициенте снижения предела выносливости детали.

Познакомить с испытанием деталей машин на сопротивление усталости, понятием ресурса деталей по критерию сопротивления усталости, конструктивными и технологическими способами повышения сопротивления усталости.

Дать понятие о расчете на сопротивление усталости при одноосном и двухосном напряженном состоянии.

Сформировать знания о контактных напряжениях и деформациях, возникающих при контакте сферических и цилиндрических тел под нагрузкой, форме площадок контакта. Дать понятие об определении величины контактных напряжений (формула Герца), о видах и механизмах разрушения рабочих поверхностей тел при действии контактных напряжений, контактной усталости и путях повышения контактной прочности.

Сформировать представление о критериях работоспособности, расчетах деталей машин на прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость.

Связь раздела с теоретической механикой, теорией механизмов и машин, сопротивлением материалов и другими общепрофессиональнымии специальными учебными дисциплинами.

Машина и механизм. Классификация машин в зависимости от их назначения. Машины-двигатели, машины-преобразователи, рабочие машины. Классификация (основные типы) механизмов. Детали и сборочные единицы машин, их классификация. Требования, предъявляемые к машинам, сборочным единицам и деталям.

Сопротивление усталости. Возникновение переменных напряжений. Циклы напряжений и их характеристики.

Усталостные разрушения деталей и их причины. Предел выносливости, факторы, влияющие на предел выносливости.

Природа усталостного разрушения. Испытания на усталость. Кривая усталости (кривая Вёлера). Факторы, влияющие на предел выносливости: концентрация напряжения, абсолютные размеры поперечного сечения, запрессовка деталей, шероховатость поверхности, поверхностное упрочнение. Коэффициент снижения предела выносливости детали.

Испытания деталей машин на сопротивление усталости. Ресурс деталей по критерию сопротивления усталости.

Конструктивные и технологические способы повышения сопротивления усталости. Методика расчета на сопротивление усталости при одноосном и двухосном напряженном состоянии.

Контактные напряжения и контактная прочность. Контакт сферических и цилиндрических тел под нагрузкой. Контактные напряжения и деформации, формы площадок контакта. Определение величины контактных напряжений (формула Герца). Виды и механизмы разрушения рабочих поверхностей тел при действии контактных напряжений. Контактная усталость. Контактная прочность и пути ее повышения.

Прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость. Проектные и проверочные расчеты работоспособности деталей машин по данным критериям.

Выявляет связь раздела с теоретической механикой, теорией механизмов и машин, сопротивлением материалов и другими учебными дисциплинами.

Раскрывает суть понятий «механизм», «машина», «деталь», «сборочная единица». Классифицирует машины.

Формулирует требования, предъявляемые к деталям и сборочным единицам.

Объясняет возникновение переменных напряжений, циклы напряжений, явление усталостного разрушения деталей и его причины, предел выносливости, описывает факторы, влияющие на предел выносливости.

Высказывает общее суждение о природе усталостного разрушения, об испытаниях на усталость, о кривой усталости (кривая Вёлера).

Определяет коэффициент снижения предела выносливости детали.

Высказывает общее суждение об испытаниях деталей машин на сопротивление усталости, о ресурсе деталей по критерию сопротивления усталости, конструктивных и технологических способах повышения сопротивления усталости.

Производит расчет на сопротивление усталости при одноосном и двухосном напряженном состоянии.

Характеризует контактные напряжения и деформации, возникающие при контакте сферических и цилиндрических тел под нагрузкой, описывает формы площадок контакта. Объясняет порядок определения величины контактных напряжений (формула Герца), характеризует виды и механизмы разрушения рабочих поверхностей тел при действии контактных напряжений, явление контактной усталости, раскрывает понятие контактной прочности и пути ее повышения.

Высказывает общее суждение о критериях работоспособности, расчетах деталей машин на прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость.

Тема 3.2. Общие сведения о механических передачах, их классификация

Сформировать представление о механических передачах, об их назначении, принципе действия, области применения.

Дать понятие о классификации передач, об основных кинематиче-скихи силовых соотношениях в них.

Сформировать знания о механи-ческом приводе машины, кинема-тических схемах механических приводов.

Сформировать умения выбирать электродвигатель и выполнять кинематический и силовой расчет привода по предлагаемой методике.

Классификация и сравнительная характеристика механических передач. Назначение передач по принципу действия и по принципу передачи движения от ведущего звена к ведомому. Основные кинематические и силовые соотношения в передачах.

Механический привод машины, кинематические схемы механических приводов. Методика выбора электродвигателя и расчет привода (кинематический и силовой).

Высказывает общее суждение о механических передачах, об их назначении, принципе действия, области применения.

Описывает классификацию механических передач. Объясняет основные кинематические и силовые соотношения в передачах.

Излагает понятие о механическом приводе машины, объясняет кинематические схемы механических приводов.

Выбирает электродвигатель и выполняет кинематический и силовой расчет привода по предлагаемой методике.

Тема 3.3. Фрикционные передачи

Уровень ССО

Сформировать знания о принципе работы, об устройстве, о достоинствах и недостатках, области применения, классификации фрикционных передач.

Дать понятие о фрикционной передаче с нерегулируемым передаточным отношением, об условии ее работоспособности, о способах прижатия и материалах катков, видах разрушения их рабочих поверхностей.

Сформировать знания о критериях работоспособности и методике расчета фрикционных передач на прочность.

Сформировать понятие о вариаторах, об их кинематических схемах и области применения, о диапазоне регулирования вариаторов.

Общие сведения о фрикционных передачах: принцип работы и устройство, классификация, достоинства и недостатки, область применения. Фрикционные передачи с нерегулируемым (постоянным) передаточным отношением. Цилиндрическая передача гладкими катками и условие ее работоспособности. Определение требуемой силы прижатия катков, способы прижатия. Материалы катков. Виды разрушения рабочих поверхностей катков.

Критерии работоспособности фрикционных передач и методика их расчета на прочность.

Вариаторы (передачи с плавным бесступенчатым регулированием передаточного отношения), их кинематические схемы и область применения. Диапазон регулирования вариаторов.

Объясняет принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения фрикционных передач. Классифицирует фрикционные передачи.

Описывает фрикционные передачи с нерегулируемым передаточным отношением, условие их работоспособности, способы прижатия катков, материалы катков, виды разрушения рабочих поверхностей.

Объясняет критерии работоспособности и выполняет расчет передачи на прочность по предлагаемой методике.

Описывает вариаторы, их кинематические схемы и область применения, диапазон регулирования вариаторов.

Изучено на ПТО

Основные сведения о механизмах и деталях машин*

Сформировать знания о классификации и определении передаточного отношения фрикционных передач.

Фрикционные передачи: устройство, достоинства, недостатки, назначение, определение передаточного отношения, условное обозначение на кинематических схемах

Различает по очевидным признакам основные виды фрикционных передач, распознает их условные обозначения на кинематических схемах. Объясняет правила определения передаточного отношения.

Тема 3.4. Зубчатые передачи

Уровень ССО

Дать понятие о принципе работы, достоинствах и недостатках, области применения, классификации зубчатых передач.

Сформировать знания об основах теории зубчатого эвольвентного зацепления, основной теореме зубчатого зацепления: основных геометрических характеристиках эвольвентного зацепления, о зацеплении эвольвентного зубчатого колеса с рейкой, принципе нарезания зубьев методом обкатки, делительной окружности, об исходном контуре зубчатой рейки, о методах изготовления зубчатых колес.

Сформировать знания о точности зубчатых передач, подрезании зубьев, зубчатых колесах со смещением.

Дать понятие об основных геометрических и кинематических соотношения цилиндрических (прямозубых, косозубых, шевронных) и конических передач, о видах разрушения зубьев, критериях работоспособности и расчете зубчатых передач, материалах зубчатых колес и допускаемых напряжениях, выборе точности зубчатых передач, об особенностях расчета конических передач и выбора основных параметров и расчетных коэффициентов.

Научить рассчитывать зубчатые передачи.

Сформировать знания о принципе работы и устройстве, достоинствах и недостатках, области применения планетарных зубчатых передач, об особенностях расчета планетарных передач на прочность и конструирования.

Дать представление о волновых зубчатых передачах, об устройстве и принципе их работы, достоинствах и недостатках, области применения.

Общие сведения о зубчатых передачах: принцип работы, достоинства и недостатки, область применения. Классификация зубчатых передач. Основы теории зубчатого эвольвентного зацепления, основная теорема зубчатого зацепления. Зацепление двух эвольвентных колес: основные геометрические характеристики.

Зацепление эвольвентного зубчатого колеса с рейкой. Принцип нарезания зубьев методом обкатки. Делительная окружность. Исходный контур зубчатой рейки.

Методы изготовления зубчатых колес. Точность зубчатых передач. Подрезание зубьев. Зубчатые колеса со смещением.

Основные геометрические и кинематические соотношения цилиндрических (прямозубых, косозубых, шевронных) и конических (прямозубых и непрямозубых) передач.

Виды разрушения зубьев. Критерии работоспо­собности и расчет зубчатых передач. Материалы зубчатых колес и допускаемые напряжения.

Расчет зубчатых передач на прочность. Выбор точности зубчатых передач.

Расчет зубчатых передач на контактную выносливость (усталостную прочность) активных поверхностей зубьев колес и на изгибную выносливость (сопротивление усталости зубьев колес при изгибе). Формулы проверочного и проектного расчетов. Особенности расчета конических передач. Выбор основных параметров и расчетных коэффициентов. Конструкции зубчатых колес.

Планетарные зубчатые передачи: принцип работы и устройство, достоинства и недостатки, область применения. Особенности конструирования и расчета планетарных передач на прочность.

Волновые зубчатые передачи: принцип работы и устройство, достоинства и недостатки, область применения.

Объясняет принцип работы зубчатых передач, описывает их достоинства и недостатки, область применения. Классифицирует зубчатые передачи.

Объясняет основы теории зубчатого эвольвентного зацепления, основную теорему зубчатого зацепления, раскрывает основные геометрические характеристики эвольвентного зацепления, особенности зацепления эвольвентного зубчатого колеса с рейкой. Объясняет принцип нарезания зубьев методом обкатки, методы изготовления зубчатых колес. Характеризует точность зубчатых передач, объясняет сущность подрезания зубьев, особенности зубчатых колес со смещением.

Объясняет основные геометрические и кинематические соотношения цилиндрических (прямозубых, косозубых, шевронных) и конических (прямозубых и непрямозубых) передач, описывает виды разрушения зубьев, критерии работоспособности и расчета зубчатых передач, материалы зубчатых колес и допускаемые напряжения. Объясняет принципы выбора точности зубчатых передач. Раскрывает особенности расчета конических передач, выбора основных параметров и расчетных коэффициентов.

Выполняет расчет зубчатых передач по предлагаемой методике.

Описывает планетарные передачи: принцип работы и устройство, достоинства и недостатки, область применения. Объясняет особенности конструирования и расчета планетарных передач на прочность.

Высказывает общее суждение о волновых зубчатых передачах, об их устройстве и принципе работы, о достоинствах и недостатках, области применения.

Сформировать умение определять параметры зацепления зубчатого редуктора.

Лабораторная работа №8

Изучение конструкции зубчатого редуктора и определение параметров зацепления.

Измеряет и определяет параметры зацепления зубчатого редуктора.

Изучено на ПТО

Основные сведения о механизмах и деталях машин*

Сформировать знания о классификации и определении передаточного отношения зубчатых передач.

Зубчатые передачи: устройство, достоинства, недостатки, назначение, определение передаточного отношения, условное обозначение на кинематических схемах

Различает по очевидным признакам основные виды зубчатых передач, распознает их условные обозначения на кинематических схемах. Объясняет правила определения передаточного отношения.

Изучено на ПТО

Допуски зубчатых колес и передач

Дать представление об элементах зубчатой передачи. Дать понятие о показателях и степенях точности зубчатых колес и зубчатых передач; об условных обозначениях зубчатых передач на чертежах

Степени точности зубчатых колес. Основные элементы зубчатого колеса и передачи. Классификация зубчатых передач. Эксплуатационные требования, предъявляемые к зубчатым передачам. Степени точности зубчатых колес.

Объясняет условные обозначения зубчатых передач на чертеже. Называет основные элементы зубчатой передачи. Излагает сведения о степенях точности зубчатых колес и зубчатых передач

Тема 3.5. Передачи винт – гайка

Дать понятие о принципе работы, устройстве, достоинствах и недостатках, области применения, классификации передач винт–гайка, их сравнительной характеристике с парами скольжения и качения.

Сформировать знания о геометрии и силах в передачах, зависимости между моментом, приложенным к гайке, и осевой силой винта, самоторможении и КПД винтовой пары, распределении осевой нагрузки винта по виткам резьбы, материалах и видах разрушения элементов передачи.

Научить рассчитывать передачи с трением скольжения.

Общие сведения о передачах винт – гайка: принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения, классификация. Сравнительная характеристика передач с парами скольжения и качения.

Геометрия передач и силы в них. Точность передач. Зависимость между моментом, приложенным к гайке, и осевой силой винта. Самоторможение и КПД винтовой пары. Распределение осевой нагрузки винта по виткам резьбы.

Материалы и виды разрушения элементов передач.

Расчет элементов передач скольжения на износостойкость, прочность и устойчивость.

Методика расчета передач с трением скольжения.

Объясняет принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения передач винт–гайка. Классифицирует передачи винт–гайка, сравнивает их с парами скольжения и качения.

Описывает геометрические параметры передач и силы, действующие в них.

Объясняет зависимость между моментом, приложенным к гайке, и осевой силой винта, процесс самоторможения. Определяет КПД винтовой пары. Описывает распределение осевой нагрузки винта по виткам резьбы, материалы и виды разрушения элементов передач.

Выполняет расчет передачи по предлагаемой методике.

Тема 3.6. Червячные передачи

Уровень ССО

Сформировать знания о принципе работы, устройстве, достоинствах и недостатках, области применения, классификации червячных передач.

Дать понятие о червячной передаче с архимедовым червяком, об ее основных характеристиках, изготовлении червяков и червячных колес, их конструкции, о силовых соотношениях и КПД червячной передачи.

Научить рассчитывать червячные передачи на контактную прочность и на сопротивление усталости при изгибе, производить тепловой расчет червячной передачи и расчет червяка на жесткость.

Сформировать знания о способах охлаждения червячных передач.

Общие сведения о червячных передачах: принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения, классификация. Червячная передача с архимедовым червяком. Основные геометрические соотношения, передаточное число. Скорость скольжения в червячных передачах. Изготовление червяков и червячных колес, их конструкция.

Силовые соотношения и КПД червячной передачи.

Критерии работоспособности и расчет элементов передачи: требования к износостойкости и жесткости червяка, виды разрушения зубьев червячных колес. Материалы червяков и червячных колес. Допускаемые напряжения для материалов червячных колес. Расчет зубьев колес на контактную прочность и на сопротивление усталости при изгибе. Формулы проверочного и проектного расчетов. Выбор основных параметров и расчетных коэффициентов. Расчет червяков на жесткость.

Тепловой расчет и способы охлаждения червячных передач.

Объясняет принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения червячных передач. Классифицирует червячные передачи.

Описывает червячную передачу с архимедовым червяком, объясняет основные геометрические соотношения, передаточное число, скорость скольжения в червячных передачах. Описывает изготовление червяков и червячных колес и их конструкции.

Определяет силовые соотношения и КПД червячной передачи.

Выполняет расчет червячной передачи в соответствии с предлагаемой методикой.

Описывает способы охлаждения червячных передач.

Сформировать умение определять параметры зацепления червячного редуктора.

Лабораторная работа № 9

Изучение конструкции червячного редуктора и определение параметров зацепления.

Измеряет и определяет параметры зацепления червячного редуктора.

Изучено на ПТО

Основные сведения о механизмах и деталях машин *

Сформировать знания о классификации и определении передаточного отношения червячных передач.

Червячные передачи: устройство, достоинства, недостатки, назначение, определение передаточного отношения, условное обозначение на кинематических схемах

Различает по очевидным признакам основные виды червячных передач, распознает их условные обозначения на кинематических схемах. Объясняет правила определения передаточного числа.

Тема 3.7. Цепные передачи

Сформировать знания о принципе работы, устройстве, достоинствах и недостатках, области применения, классификации цепных передач.

Сформировать понятия о конструкциях приводных цепей, звездочек, натяжных устройств, применяемых материалах.

Дать понятие о сравнительной характеристике передач с втулочными, роликовыми и зубчатыми цепями, об основных геометрических соотношениях в передачах, о передаточном числе, силовых соотношениях в цепных передачах, смазке цепей, критериях работоспособности.

Научить рассчитывать цепные передачи и подбирать стандартные цепи.

Общие сведения о цепных передачах: принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения. Классификация. Конструкции деталей цепных передач: приводные цепи, звездочки, натяжные устройства. Применяемые материалы.

Сравнительная характеристика передач с втулочными, роликовыми и зубчатыми цепями. Основные геометрические соотношения в передачах. Передаточное число.

Силовые соотношения в цепных передачах. Критерии работоспособности. Расчеты цепных передач (проверочный и проектный).

Методика расчета цепных передач и подбора стандартных цепей.

Объясняет принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения цепных передач. Классифицирует цепные передачи.

Описывает конструкции приводных цепей, звездочек, натяжных устройств и применяемые для их изготовления материалы.

Раскрывает сравнительную характеристику передач с втулочными, роликовыми и зубчатыми цепями, описывает основные геометрические соотношения в передачах, передаточное число, силовые соотношения в цепных передачах, критерии работоспособности цепных передач.

Выполняет расчет передачи. Объясняет методику подбора стандартных цепей.

Тема 3.8. Ременные передачи

Сформировать знания о принципе работы, устройстве, достоинствах и недостатках, области применения, классификации ременных передач. Дать понятие о конструкциях деталей ременных передач, материалах для их изготовления.

Дать понятие о сравнительной характеристике передач с плоскими, клиновыми, поликлиновыми и зубчатыми ремнями.

Дать понятие об основных геометрических и силовых соотношениях в ременных передачах, напряжениях в ветвях ремня, о кинематике передач, скольжении ремня на шкивах, передаточном отношении.

Дать понятие о методике расчета ременных передач, об особенностях работы и расчета клиноременных передач с поликлиновыми ремнями и зубчато-ременных передач.

Общие сведения о ременных передачах: принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения, классификация. Конструкции деталей ременных передач: приводные ремни, шкивы, натяжные устройства. Материалы для изготовления деталей ременных передач.

Сравнительная характеристика передач с плоскими, клиновыми, поликлиновыми и зубчатыми ремнями. Основные геометрические соотношения в передачах.

Силовые соотношения в ременных передачах. Напряжения в ветвях ремня. Кинематика передач, скольжение ремня на шкивах. Передаточное отношение.

Расчет тяговой способности ременных передач. Выбор основных параметров и расчетных коэффициентов.

Особенности работы и расчета клиноременных передач с поликлиновыми ремнями.

Зубчато-ременные передачи. Критерии работоспособности и особенности расчета зубчато-ременных передач.

Методика расчета плоскоременных передач.

Описывает принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, областьпримененияременных передач. Классифицируетременные передачи. Описывает конструкции приводных ремней, шкивов, натяжных устройств и материалы, применяемые для их изготовления.

Сравнивает передачи с плоскими, клиновыми, поликлиновыми и зубчатыми ремнями.

Объясняет основные геометрические и силовые соотношения в ременных передачах, напряжения в ветвях ремня, описывает кинематику передач, скольжение ремня на шкивах, передаточное отношение.

Излагает методику расчета ременных передач.

Объясняет особенности работы и расчета клиноременных передач с поликлиновыми ремнями и зубчато-ременных передач.

Сформировать умение рассчитывать плоскоременные передачи по предлагаемой методике.

Практическая работа № 2

Расчет плоскоременных передач.

Выполняет расчет плоскоременной передачи.

Тема 3.9. Валы и оси

Сформировать знания о валах и осях, об их назначении, классификации.

Дать понятие о конструктивных элементах, материалах осей и валов, критериях работоспособности.

Сформировать знания о расчетах валов и осей.

Дать понятие о способах повышения сопротивления усталости, расчете валов и осей на жесткость и колебания.

Понятия «вал» и «ось». Назначение, классификация, конструктивные элементы, материалы осей и валов.

Критерии работоспособности и расчет валов и осей на статическую и усталостную прочность. Проектный и проверочный расчеты валов, осей. Способы повышения сопротивления усталости на стадии проектирования валов и осей. Понятия о расчетах валов и осей на жесткость и колебания.

Формулирует понятие «вал» и «ось». Классифицирует валы и оси.

Описывает конструктивные элементы, материалы осей и валов, критерии работоспособности.

Объясняет методику расчета валов и осей на статическую и усталостную прочность, способы повышения сопротивления усталости на стадии проектирования. Излагает методику расчета валов и осей на жесткость и колебания.

Тема 3.10. Опоры осей и валов (подшипники)

Уровень ССО

Дать представление об опорах осей и валов, их назначении, условиях и принципе работы, о классификации.

Сформировать знания об устройстве, достоинствах и недостатках, классификации и области применения подшипников скольжения, о видах трения и режимах работы подшипников скольжения.

Дать представление о материалах, смазке, видах разрушения, об основных критериях работоспособности подшипников скольжения.

Дать понятие о расчете подшипников скольжения на износостойкость и теплостойкость.

Сформировать знания об устройстве, достоинствах и недостатках, классификации, маркировке подшипников качения, о сравнительной характеристике подшипников скольжения и качения.

Дать понятие об особенностях работы радиально-упорных, шариковых и роликовых подшипников, о статической и динамической грузоподъемности и подборе подшипников качения, монтаже, демонтаже и регулировке подшипников качения.

Познакомить с методикой расчета подшипников качения на долговечность.

Общие сведения об опорах осей и валов: назначение, принцип и условия работы, классификация.

Подшипники скольжения: устройство, достоинства и недостатки; классификация, основные типы и область применения. Виды трения в подшипниках скольжения. Режимы работы. Материалы и смазка.

Виды разрушения и основные критерии работоспособности. Нагрузочная способность. Подшипники скольжения, работающие без смазки и в режиме смешанного трения.

Методика расчета подшипников скольжения на износостойкость и теплостойкость.

Подшипники качения: устройство, достоинства и недостатки. Сравнительная характеристика подшипников скольжения и качения. Классификация и маркировка подшипников качения. Основные типы подшипников качения и область их применения. Особенности работы радиально-упорных, шариковых и роликовых подшипников. Статическая и динамическая грузоподъемность и подбор подшипников качения. Расчет подшипников качения на долговечность. Монтаж, демонтаж и регулировка подшипников качения.

Высказывает общее суждение о назначении, условиях и принципе работы, классификации опор осей и валов.

Описывает устройство, достоинства и недостатки, основные типы и область применения подшипников скольжения. Классифицирует подшипники скольжения. Описывает виды трения и режимы работы подшипников скольжения.

Называет материалы и смазку, виды разрушения и основные критерии работоспособности подшипников скольжения.

Излагает методику расчета подшипников скольжения на износостойкость и теплостойкость.

Описывает подшипники качения: устройство, достоинства и недостатки. Дает сравнительную характеристику подшипников скольжения и качения.

Излагает классификацию подшипников качения, расшифровывает их маркировку.

Объясняет особенности работы радиально-упорных, шариковых и роликовых подшипников, сущность статической и динамическойгрузоподъемности. Объясняет принципы подбора подшипников качения, особенности их монтажа, демонтажа и регулировки.

Руководствуется справочной и технической литературой для расчета подшипников качения на долговечность.

Изучено на ПТО

Основные сведения о механизмах и деталях машин*

Сформировать представление о опорах осей и валов

Опоры осей и валов, достоинства, недостатки, назначение. Основные типы подшипников скольжения и качения.

Высказывает общее суждение о опорах осей и валов

Изучено на ПТО

Допуски и посадки подшипников качения

Сформировать представление о назначении, видах и конструкции подшипников качения.

Назначение и классификация подшипников качения. Маркировка подшипников качения. Посадки подшипников качения.

Высказывает общее суждение о назначении подшипников качения.

Называет и различает виды подшипников качения по маркировке.

Тема 3.11. Сварные, заклепочные, паяные и клеевые соединения

Сформировать представление о назначении и общей классификации соединений деталей и сборочных единиц машин, неразъемных и разъемных соединениях.

Сформировать знания о сварных,заклепочных, паяных, клеевых соединениях, об их классификации, о материалах и допускаемых напряжениях.

Дать понятие о методике расчета сварных, заклепочных, паяных, клеевых соединений и особенностях их расчета.

Назначение и общая классификация соединений деталей и сборочных единиц машин. Неразъемные и разъемные соединения. Сравнительная характеристика, достоинства, недостатки и области применения различных классов соединений.

Сварные соединения: классификация по расположению свариваемых элементов и типам сварных швов. Конструктивные варианты сварных соединений. Расчет сварных соединений на срез при постоянной нагрузке. Допускаемые напряжения для сварных соединений. Расчет прочности сварных соединений при переменномнагружении.

Заклепочные соединения: классификация, конструкции и материалы заклепок. Расчет на прочность заклепок и соединяемых деталей. Допускаемые напряжения.

Паяные соединения: конструкции, материалы деталей и припои, особенности расчета, допускаемые напряжения.

Клеевые соединения: виды, материалы. Процесс склеивания.

Методика и особенности расчета сварных, заклепочных, паяных, клеевых соединений.

Высказывает общее суждение о назначении и общей классификации соединений деталей и сборочных единиц машин, разъемных и неразъемных соединениях.

Описывает сварные, заклепочные, паяные, клеевые соединения. Излагает классификацию. Определяет материалы и допускаемые напряжения.

Излагает методику и особенности расчета сварных, заклепочных, паяных, клеевых соединений.

Тема 3.12. Штифтовые, шпоночные, шлицевые соединения

Сформировать знания о штифтовых, шпоночных, шлицевых соединениях, об их классификации, о материалах и допускаемых напряжениях, методике расчета.

Штифтовые соединения: конструкции соединений и штифтов, применяемые материалы. Особенности расчета штифтов. Допускаемые напряжения.

Шпоночные соединения. Основные типы стандартных шпонок, их классификация и сравнительная характеристика соответствующих соединений. Расчет соединений с призматическими и сегментными шпонками. Материалы и допускаемые напряжения.

Шлицевые соединения. Классификация по характеру соединения, по форме зубьев, по способу центрирования ступицы относительно вала. Соединения с прямобочными и эвольвентными зубьями и их сравнительная характеристика. Расчет шлицевых прямобочных соединений. Материалы, допускаемые напряжения.

Описывает и излагает классификацию штифтовых, шпоночных, шлицевых соединений. Определяет материалы и допускаемые напряжения. Излагает методику и особенности расчета соединений.

Тема 3.13. Резьбовые соединения

Сформировать знания о резьбовых соединениях, об основных типах резьб, о геометрических параметрах, характеризующих резьбу, об основных типах крепежных деталей и способах стопорения резьбовых соединений.

Дать понятие о силовых соотношениях в резьбе, об условиях самоторможения, о зависимости между усилием затяжки и силой на ключе, контроле усилия затяжки и динамометрических ключах, материалах резьбовых деталей, способах изготовления резьбы, допускаемых напряжениях при контролируемой и неконтролируемой затяжках.

Дать понятие о методике расчета на прочность стержня винта (болта, шпильки) при различных нагрузках, расчетах витков резьбы на прочность.

Сформировать знания о способах повышения прочности и надежности резьбовых соединений (конструктивных и технологических).

Общие сведения о резьбовых соединениях. Основные типы резьб, их классификация; обоснование выбора профиля резьбы. Геометрические параметры, характеризующие резьбу. Основные типы крепежных деталей и способы стопорения резьбовых соединений.

Силовые соотношения в резьбе; условия самоторможения. Зависимость между усилием затяжки и силой на ключе. Контроль усилия затяжки, динамометрические ключи.

Материалы резьбовых деталей, классы прочности резьб. Способы изготовления резьбы. Допускаемые напряжения при контролируемой и неконтролируемой затяжках.

Методика расчета на прочность стержня винта (болта, шпильки) при постоянной осевой нагрузке. Основные расчетные случаи: затянутый болт без внешней осевой нагрузки; затянутый болт с дополнительной осевой силой; болт загружен поперечной силой (два случая – болт поставлен с зазором и без зазора).

Распределение нагрузки по виткам резьбы. Методика расчета витков резьбы на прочность. Способы повышения прочности и надежности резьбовых соединений (конструктивные и технологические).

Описывает основные типы резьбовых соединений, излагает их классификацию. Определяет геомет-рические параметры, характеризую-щие резьбу, описывает основные типы крепежных деталей и способы стопорения резьбовых соединений.

Объясняет силовые соотношения в резьбе, условия самоторможения, зависимость между усилием затяж-ки и силой на ключе, способы контроля усилия затяжки и устройство динамометрических ключей.

Описывает материалы резьбовых деталей, способы изготовления резьбы. Определяет допускаемые напряжения при контролируемой и неконтролируемой затяжках.

Излагает методику расчета на прочность стержня винта (болта, шпильки) при постоянной осевой нагрузке, а также в случаях затянутого болта без внешней осевой нагрузки и с дополнительной осевой силой, при нагрузке поперечной силой (два случая – болт поставлен с зазором и без зазора).

Объясняет методику расчета витков резьбы на прочность, способы повышения прочности и надежности резьбовых соединений.

Тема 3.14. Соединения с натягом

Сформировать понятие о видах, конструкциях, способах сборки, достоинствах и недостатках, области применения соединений с натягом.

Дать понятие о методике расчета соединений с натягом в зависимости от передаваемых нагрузок, выборе стандартной посадки, проверке прочности деталей соединения.

Познакомить с проблемой повышения сопротивления усталости соединений с натягом.

Цилиндрические и конические соединения с натягом: общие сведения, конструкции, способы сборки, достоинства и недостатки, область применения. Расчет соединений с натягом в зависимости от передаваемых нагрузок. Выбор стандартной посадки. Проверка прочности деталей соединения. Проблема повышения сопротивления усталости соединений с натягом.

Описывает виды, конструкции, способы сборки, достоинства и недостатки, область применения соединений с натягом.

Излагает методику расчета соединений с натягом в зависимости от передаваемых нагрузок.

Объясняет методику выбора стандартных посадок и способы проверки прочности деталей соединения.

Высказывает общее суждение о проблеме повышения сопротивле-нияусталости соединений с натягом.

Тема 3.15. Муфты, редукторы и мотор – редукторы

Сформировать знания о назначении, классификации, об устройстве, принципе действия, сравнительной характеристике основных типов муфт.

Дать понятие о методике подбора стандартных муфт по типу и по расчетному моменту.

Дать представление о назначении, устройстве, классификации, конструкции и основных параметрах редукторов и мотор - редукторов.

Назначение и классификация муфт. Устройство и принцип действия основных типов муфт, их сравнительная характеристика. Методика подбора стандартных муфт по типу и по расчетному моменту.

Общие сведения о редукторах и мотор - редукторах. Назначение, устройство, классификация, конструкции, основные параметры.

Объясняет назначение, устройство и принцип действия основных типов муфт. Излагает классификацию типов муфт, дает их сравнительную характеристику.

Объясняет методику подбора стандартных муфт по типу и по расчетному моменту.

Высказывает общее суждение о назначении, устройстве, конструк-ции, основных параметрах, классификации редукторов и мотор - редукторов.

Тема 3.16. Основы проектирования и конструирования деталей машин

Дать представление об общих принципах проектирования и конструирования деталей, о стадиях и формах организации проектирования машин и их деталей.

Сформировать знания о принципах и методике конструирования, об автоматизированном проектировании деталей машин, о многовариантности расчетов, принципах построения системы автоматизированного проектирования (САПР)

Общие принципы проектирования и конструирования деталей машин. Стадии и формы организации проектирования машин и их деталей.

Основные принципы и методика конструирования. Автоматизированное проектирование деталей машин. Многовариантность расчетов.

Принципы построения системы автоматизированного проектирования (САПР)

Высказывает общее суждение о принципах проектирования и конструирования деталей машин. Называет стадии и формы организации проектирования машин и их деталей.

Излагает принципы и методику конструирования, описывает автоматизированное проектирование, многовариантностьрасчетов, раскрывает принципы построения системы автоматизированного проектирования (САПР)