Задания по Технической механике для заочного отделения специальность ТОРА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ ОГОБУ СПО «ИРКУТСКИЙ ТЕХНИКУМ ТРАНСПОРТА И СТРОИТЕЛЬСТВА»










Задания
для выполнения домашней контрольной работы
по предмету «Техническая механика»

для специальности
190631 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта
Заочное отделение











Иркутск 2014

Рассмотрено на заседании ДЦК
Протокол № ___ от «____» _________________ 2014
Председатель ДЦК _______________________


Методические указания созданы в помощь студентам заочного отделения. В данном пособии указаны основные требования, предъявляемые к оформлению и выполнению домашних контрольных работ. Дана справочная информация, задания, список рекомендуемой литературы.



Организация-разработчик: ОГОБУ СПО «Иркутский техникум транспорта и строительства»



Разработчик: Иринчеева Елена Владимировна, преподаватель технической механики, ОГОБУ СПО «Иркутский техникум транспорта и строительства»


Утверждена на заседании методического совета
Протокол №______ от «____» _______________ 20_____
Методист __________________________ Шулятьева П.Н.




© ОГОБУ СПО «ИТТриС», 2014г.
© ФИО преподавателя., Тихонова Оксана Юрьевна 2014г.

Оглавление

Введение
4

Цели и задачи выполнения домашней контрольной работы
4

Методические указания по выполнению домашней контрольной работы
4

Оформление работы
5

Критерии оценки работы
5

Темы для самостоятельного изучения
6

Задания для контрольной работы по технической механике
9

Оформление отчета по контрольной работе
17

Рекомендуемая литература
18








Введение
Данные методические указания являются базовыми для изучения предмета «Техническая механика» и предназначены для студентов заочной формы обучения специальности 190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».
1. Цели и задачи выполнения домашней контрольной работы
Задания для выполнения домашней контрольной работы по курсу «Техническая механика» составлены в соответствии с квалификационной характеристикой специалистов специальности 190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» и  требованиями  к обязательному  минимуму содержания и уровню их подготовки.
Учебным планом предусмотрена две контрольных работ по курсу данной дисциплины.
В процессе выполнения домашней контрольной работы студент должен проявить способность к самостоятельной работе с научно – технической литературой, уметь обобщать полученные знания, делать научно - обоснованные выводы.
2. Методические указания по выполнению домашней контрольной работы
Контрольная работа является  одним  из основных элементов обучения студентов в рамках указанной дисциплины  и выполняется студентом после консультации с преподавателем. Необходимую консультацию студент может получить и в процессе выполнения им контрольной работы. Выполненная контрольная работа отправляется по адресу 664013, г. Иркутск, улица Павла Красильникова, 54а, e-mail: elenairincheeva1981@mail.ru, не позднее 1 апреля 2015 года. Допускается прием на рецензирование домашних контрольных работ, выполненных за пределами установленных графиком учебного процесса сроков, в том числе и в период сессии. В этом случае вместо рецензирования домашних контрольных работ может проводиться их устный прием (собеседование) непосредственно в период сессии.
В ходе выполнения домашней контрольной работы студенты выполняют 2 практических задания.


3. Оформление работы
Работа должна быть выполнена на компьютере.
Объем работы в целом не должен превышать 5 страниц машинописного текста, напечатанного шрифтом Times New Roman, размер 14, с полуторным междустрочным интервалом. Для выделения текста можно использовать полужирное начертание или курсив. В данный объем не включают приложение и список литературы.
Работа выполняется на белой бумаге формата А4 (210х297 мм) с использованием одной стороны листа. Каждая страница работы оформляется со следующими полями: левое не менее 20 мм, но не более 30 мм; верхнее – 20 мм; правое – 10 мм; нижнее – 20мм. Текст работы выравнивается по ширине.
Работа должна иметь: титульный лист, оглавление, текст работы, список литературы. Данный перечень также определяет и последовательность расположения частей работы. (см. оформление отчета по контрольной работе).
Все страницы работы нумеруются.
Допускается выполнение домашней контрольной работы в отдельной тетради школьного формата. На обложке тетради должен быть приклеен титульный лист.
Список литературы включает в себя перечень литературы и других источников, которые использовались при подготовке работы.
4. Критерии оценки работы
Оцениваются: выполнение работы, использование современных источников, правильность оформления.














Темы для самостоятельного изучения


Материальная точка. Сила. Система сил. Равнодействующая сила. Аксиома статики.
Система сходящихся сил. Геометрический и аналитический способы определения равно действующей силы. Условие и уравнение равновесия. Метод проекций. Связи и реакции.
Пара сил, момент пары сил. Момент силы относительно точки. Момент силы относительно оси.
Приведение к точке системы сил. Балочные системы. Классификация нагрузок и опор. Понятие о силе трения.
Центр тяжести простых геометрических фигур. Центр тяжести стандартных прокатных профилей. Определение центра тяжести плоских фигур.
Основные понятия кинематики. Способы задания движения. Виды движения точки. Средняя скорость, ускорение.
Различные виды движений твердого тела. Мгновенный центр скоростей. Абсолютная скорость.
Динамика. Основные понятия и аксиомы динамики. Понятие о силе инерции. Принцип Даламбера. Метод кинетостатики.
Работа постоянной и переменной сил. Работа и мощность при вращательном движении, КПД. Общие теоремы динамики.
Основные задачи сопротивления материалов. Методы расчета наиболее распространенных элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость при одновременном удовлетворении требований надежности и экономичности.
Деформации упругие и пластические. Основные гипотезы и допущения. Классификация нагрузок и элементов конструкции. Силы внешние и внутренние. Метод сечений: напряжение полное, нормальное, касательное.
Характеристика деформации. Эпюры продольных сил. Нормальное напряжение. Эпюры нормальных напряжений. Испытания материалов на растяжение и сжатие при статическом нагружении. Напряжения предельные, допускаемые и расчетные. Условие прочности.
Срез, основные расчетные предпосылки, расчетные формулы, условие прочности. Смятие, условности расчета формулы, условие прочности. Допускаемые напряжения. Условие прочности, расчетные формулы.
Чистый сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Модуль сдвига. Внутренние силовые факторы при кручении. Эпюры крутящих моментов. Кручение бруса круглого поперечного сечения. Основные гипотезы. Напряжения в поперечном сечении.
Угол закручивания. Условие прочности. Определение диаметра вала из условия прочности при кручении.
Изгиб, основные понятия и определения. Классификация видов изгиба. Внутренние силовые факторы, правила построения эпюр. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные напряжения при изгибе. Условие прочности. Рациональная форма поперечных сечений балок. Понятие изгиба в деталях и узлах подвижного состава железнодорожного транспорта. Линейные и угловые перемещения при изгибе. Расчет на жесткость.
Циклы напряжений. Усталостное разрушение, его причины и характер. Кривая усталости, предел выносливости. Факторы, влияющие на величину предела выносливости. Коэффициент запаса.
Понятие о динамических нагрузках в деталях и узлах подвижного состава железнодорожного транспорта. Силы инерции при расчете на прочность. Динамическое напряжение, динамический коэффициент.
Критическая сила, критическое напряжение, гибкость. Формула Эйлера. Формула Ясинского. Категории стержней в зависимости от гибкости.
Машина и механизм. Современные направления в развитии машиностроения. Основные задачи научно-технического прогресса в машиностроении. Требования, предъявляемые к машинам и их деталям.
Неразъемные и разъемные соединения, их достоинства и недостатки. Сварные, заклепочные и клеевые соединения. Соединения с натягом. Резьбовые соединения. Классификация резьбы, основные геометрические параметры резьбы. Основные типы резьбы, их сравнительная характеристика и область применения. Шпоночные и шлицевые соединения. Назначение, достоинства и недостатки, область применения. Классификация, сравнительная оценка. Соединения в деталях и узлах подвижного состава железнодорожного транспорта.
Классификация передач. Фрикционные передачи. Ременные и цепные передачи. Достоинства и недостатки, область применения. Расчет. Зубчатые передачи. Прямозубые и косозубые цилиндрические передачи. Червячные передачи. Редукторы. Вращающие моменты и мощности на валах. Передачи и приводы подвижного состава железнодорожного транспорта.
Определение максимального вращающего момента по мощности на валу. Валы и оси, их виды, назначение, конструкция, материал. Опоры, классификация, конструкции, область применения в деталях и узлах подвижного состава железнодорожного транспорта, условные обозначения, достоинства и недостатки.
Муфты, их назначение и классификация. Устройство и принцип действия основных типов муфт. Методика подбора муфт и их расчет. Муфты, применяемые на подвижном составе железнодорожного транспорта.

















Задания для контрольной работы по технической механике

Контрольная работа № 1
«Определение равнодействующей плоской с.с.с. аналитическим и геометрическим способами»


Порядок выполнения работы:

По исходным данным выполнить следующие расчеты:
Определить равнодействующую геометрическим способом;
Определить равнодействующую аналитическим способом;
Определить проекции всех сил системы на ось Ох;
Определить проекции всех сил системы на ось Оу;
Определить модуль равнодействующей по величине проекции;
Определить значение угла равнодействующей с осью Ох геометрическим способом;
Определить значение угла равнодействующей с осью Ох аналитическим способом.


Пример расчета


F1
=
20
кН

F2
=
5
кН

F3
=
10
кН

F4
=
1
·5
=
210
°

13 EMBED KOMPAS.FRW 1415
Рис. 1

1. Определение равнодействующей геометрическим способом.
Используя свойства векторной суммы сил вычерчиваем векторы сил в масштабе 2 мм = 1 кН последовательно друг за другом.
Равнодействующей вектор соединяет начало первого вектора с концом последнего и направлен ему навстречу.
С помощью линейки определяем модуль равнодействующей силы, а транспортира угол наклона к её оси.
F
·гр = 16,5 кН
·
·х = 79°.
2. Определение равнодействующей аналитическим способом:
а) Определяем проекции всех сил системы на ось Ох:
F1х= F1· соs 0° = 20 ·1 = 20 кН
F2х= F2 · соs 60° = 5 · 0,5 = 2,5 кН
F3х= F3 · соs 75° = 10 · 0,26 = 2,6 кН
F4х= - F4 · соs 30° = - 15 · 0,866 = - 13 кН
F5х= - F5 · соs 30° = - 10 · 0,866 = - 8,66 кН

Сложив алгебраические проекции получим проекцию равнодействующей на ось Ох:
F
·х = F1х + F2х + F3х + F4х + F5х ; F
·х = 20 + 2,5 + 2,6 – 13 – 8,66 = 3,44 кН.
Знак проекции соответствует направлению вправо.

б) Определяем проекции всех сил системы на ось Оу:
F1у= F1 · соs 90° = 20 · 0 = 0
F2у= F2 · соs 30° = 5 · 0,866 = 4,33 кН
F3у= F3 · соs 15° = 10 · 0,966 = 9,66 кН
F4у= F4 · соs 60° = 15 · 0,5 = 7,5 кН
F5у= - F5 · соs 60° = - 10 · 0,5 = - 5 кН

Сложив алгебраические проекции получим проекцию равнодействующей на ось Оу:
F
·у = F1у + F2у + F3у + F4у + F5у ; F
·у = 0 + 4,33 + 9,66 + 7,5 – 5 = 16,49 кН.
Знак проекции соответствует направлению вверх.

в) Определяем модуль равнодействующей по величине проекции:
13 QUOTE 1415 ; 13 QUOTE 1415
г) Определяем значение угла равнодействующей с осью Ох:
13 QUOTE 1415 13 QUOTE 1415 13 QUOTE 1415
и определяем значения угла равнодействующей с осью Оу:
13 QUOTE 1415 13 QUOTE 1415 13 QUOTE 1415




Вывод: равнодействующая определена правильно. Задание для выполнения контрольной работы № 1.


Параметр
Вариант


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

F1, кН
8
16
18
20
6
4
5
12
12
8
20
4
15
9
11

F2, кН
18
17
10
8
10
12
20
5
17
18
10
15
17
19
7

F3, кН
19
15
16
17
10
10
12
8
20
4
9
12
18
13
6

F4, кН
16
12
4
15
11
12
8
19
10
14
6
16
5
20
19

F5, кН
11
10
15
4
6
9
16
16
19
18
20
8
6
7
17


·1, град
60
0
60
30
45
100
30
30
30
360
45
45
90
45
60


·2, град
45
60
30
60
60
120
250
75
45
230
150
270
150
60
0


·3, град
0
120
170
90
210
45
120
150
170
170
330
150
270
90
180


·4, град
170
150
230
210
170
270
180
170
230
270
180
70
300
230
250


·5, град
210
180
210
300
120
300
60
360
330
60
170
330
360
210
330


Параметр
Вариант


16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

F1, кН
12
18
8
15
13
16
9
11
18
20
8
10
15
17
5

F2, кН
16
12
8
19
5
16
8
10
6
17
15
17
18
12
20

F3, кН
10
10
4
10
14
6
9
6
16
17
19
20
4
9
12

F4, кН
11
18
6
4
19
7
12
19
4
15
7
17
19
18
11

F5, кН
20
8
4
15
16
10
16
5
10
12
20
12
8
20
6


·1, град
45
90
45
0
0
60
0
45
60
0
30
30
0
30
30


·2, град
0
170
60
70
45
170
60
0
30
30
45
120
30
60
45


·3, град
150
250
150
90
60
230
210
60
120
120
70
170
120
120
150


·4, град
210
70
270
210
210
330
270
210
250
270
210
270
170
180
270


·5, град
270
360
360
270
300
30
330
270
300
330
270
150
300
270
330



Контрольная работа № 2
«Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения»

Задание. По заданным уравнениям движения точки М установить вид ее траектории и для момента времени t = t1 (с) найти положение точки на траектории, ее скорость, полное, касательное и нормальное ускорения, а также радиус кривизны траектории.
Необходимые для решения данные приведены в таблице 2.
Пример выполнения задания. Исходные данные:
x = 4t; y = 16t2 - 1; (1)
t1 = 0,5 (х и у - в см, t и t1 - в с).
Решение. Уравнения движения (1) можно рассматривать как параметрические уравнения траектории точки. Чтобы получить уравнения траектории в координатной форме, исключим время t из уравнений (1).
Получаем у = х2 - 1, т. е. траекторией точки является парабола, показанная на рисунке.
Вектор скорости точки
13EMBED Equation.31415. (2)
Вектор ускорения
13EMBED Equation.31415
Здесь 13EMBED Equation.31415 - орты осей х и у; 13EMBED Equation.31415, ах, ау - проекции скорости и ускорения точки на оси координат.
Найдем их, дифференцируя по времени уравнения движения (I):
13EMBED Equation.31415= dx/dt = 4 см/с; ах =d
·x/dt = 0;
13EMBED Equation.31415 =dy/dt = 32t; аy, = d
·y/dt = 32 см/с2.
По найденным проекциям определяются модуль скорости:

13EMBED Equation.31415 (4)
и модуль ускорения точки:
13EMBED Equation.31415. (5)
Модуль касательного ускорения точки
a( =|d(/dt|, (6)
или
13EMBED Equation.31415; (6')
13EMBED Equation.31415; (6")
d(/dt выражает проекцию ускорения точки на направление ее скорости. Знак «+» при d(/dt означает, что движение точки ускоренное, направления 13EMBED Equation.31415и 13EMBED Equation.31415совпадают; знак «-» что движение замедленное.
Модуль нормального ускорения точки
аn = (2/( (7)
Если радиус кривизны траектории ( в рассматриваемой точке неизвестен, то аn можно определить по формуле
an = 13EMBED Equation.31415. (8)
При движении точки в плоскости формула (8) принимает вид
an = 13EMBED Equation.31415 (8')
Модуль нормального ускорения можно определить и следующим образом :
an = 13EMBED Equation.31415. (9)
После того как найдено нормальное ускорение по формулам (8) или (9), радиус кривизны траектории в рассматриваемой точке определяется из выражения
( = (2/an. (10)
Результаты вычислений по формулам (3)-(6), (8) и (10) для заданного момента времени t1 = 0,5 с приведены в таблице 1.
Т а б л и ц а 1
Координаты,см
Скорость,
см/с
Ускорение,
см/с2
Радиус кривизны, см

х
y
(x
(y
(
ax
ay
а
a(
an
(

2,0
3,0
4,0
16,0
16,5
0
32,0
32,0
31,0
7,8
35,0


На рисунке показано положение точки М в заданный момент времени. Вектор 13EMBED Equation.31415строим по составляющим 13EMBED Equation.31415 и 13EMBED Equation.31415, причем этот вектор должен по направлению совпадать с касательной к траектории. Вектор 13EMBED Equation.31415 строим по составляющим 13EMBED Equation.31415 и 13EMBED Equation.31415 и затем раскладываем на составляющие 13EMBED Equation.31415 и 13EMBED Equation.31415. Совпадение величин а( и ап, найденных из чертежа, с их значениями, полученными аналитически, служит контролем правильности решения.




















Таблица 2

Номер варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Уравнения движения
t1,
c


x = x(t), c
y = y(t), c



-2t2 + 3
5t2 + 5t/3 - 3
4cos2((t/3) + 2
-4t2 + 1
-cos((t2/3) + 3
4t + 4
2sin((t/3)
-3 – 9sin((t2/6)
3t2 + 2
3t2 – t + 1
7sin((t2/6) + 3
-3/(t + 2)
8cos2((t/6) + 2
-4cos((t/3)
4t2 + 1
5cos((t2/3)
5sin2((t/6)
-2t – 2
4cos((t/3)
3t
-6t
7sin2((t/6) – 5
3sin((t2/3) + 1
-5t2 + 4
2 + 3t2 + 1
3 – 3t/2 –3t2
7t2 – 3
4sin((t/3) – 2
4t2 – t + 1
2cos((t2/3) - 2
-5t
3t2 + t + 3
4sin2((t/3) – 1
-3t
sin((t2/3) – 1
-4/(t + 1)
-3cos((t/3) + 4
-9cos((t2/6) + 5
-4t
5t2 – 5t/3 – 2
2 – 7cos((t2/6)
3t + 6
8sin2((t/6) – 7
-2sin((t/3) – 3
-3t
-5sin((t2/3)
-5cos2((t/6) - 3
-2/(t + 1)
-3sin((t/3)
4t2 + 1
-2t2 – 4
-7cos2((t/6)
3 + cos((t2/3)
3t + 1
4 – 5t2 – 5t/3
2 – 3t – 6t2
6 t- 1
4cos((t/3) + 2
t2 + 1
-2sin((t2/3) + 3
1
1
1
1
2
1
0,5
1
1,5
1
1
1
0,5
0,
5
1
2
1
1
2
1
2
0.5
2
1
0,5
1
2
0,5
1











Оформление отчета по контрольной работе





МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ ОГОБУ СПО «ИРКУТСКИЙ ТЕХНИКУМ ТРАНСПОРТА И СТРОИТЕЛЬСТВА»



ОТЧЕТ

по расчетно-графическим работам
по «Технической механике»

Вариант № __






Выполнил(а) студент(ка)
Группа _______________
Курс _________________
«___» _________ 201_г.


Проверил преподаватель
Е.В. Иринчеева
«___» _________ 201_г.










Иркутск, 2014



Рекомендуемая литература
Е.М. Никитин «Техническая механика для техникумов», Москва 1998
2. Аркуша А.И. Техническая механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов: Учебник для средних учебных заведений. 6-е изд. М.: Высшая школа, 2005.
3. Куклин Н.Г., Куклина Г.С., Житков В.К. Детали машин. М.: Высшая школа, 2007.
4. Мархель И.И. Детали машин. М.: Инфра-М, 2010.

Дополнительныеисточники:
1.Брюховецкая Т.М. Методическое пособие. Техническая механика. Расчет механических передач: М.: ГОУ «УМЦЖДТ», 2006.
2. Лукьянов А.М. Сопротивление материалов. М.: ГОУ «УМЦЖДТ», 2008.
3. Олофинская В.П. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических и тестовых заданий: Учебное пособие /В.П. Олофинская. 3-е изд., испр. М.: Форум, 2010.

Электронные образовательные ресурсы:
1.Детали машин: КОП. М.: УМКМПС России, 2003.
2. Сопротивление материалов: КОП. М.: УМКМПС России, 2002.
3.Электронный ресурс «Техническая механика». Форма доступа: technical-mechanics. narod.ru
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]









13PAGE 141815







Root Entry