Рабочая программа учебной дисциплины "Техническая механика"

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

288

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

192

В том числе:

лабораторные занятия

20

практические занятия

30

контрольная работа

2

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

96

В том числе:

работа с учебником и конспектом лекций

14

выполнение расчётно-графических заданий

50

составление таблиц и схем

8

ответы на контрольные вопросы

20

Работа с нормативными документами

4

Итоговая аттестация в форме экзамена

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся

Количество часов

Уровень освоения

Введение

Цель изучения и содержание дисциплины «Техническая механика». Материя. Система. Механическое движение. Точка. Равновесие.

2

1

Вид самостоятельной работы: работа с текстом учебника по изучению истории развития механики.

1

Раздел 1.

Теоретическая механика

60

Тема 1.1.

Основные понятия и аксиомы статики.

Абсолютно твёрдое тело. Сила. Система сил. Равнодействующая сила. Аксиомы статики. Свободное и несвободное тело. Виды связей и их реакции. Принцип освобождаемости тела от связей

2

2

Вид самостоятельной работы: ответы на контрольные вопросы.

1

Тема 1.2.

Плоская система сходящихся сил.

Способы определения равнодействующей силы (геометрический и аналитический). Условия и уравнения равновесия ПССС.

6

2

Практическое занятие: составление уравнений равновесия ПССС.

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания на определение реакций стержней.

3

3

Тема 1.3.

Пара сил и момент силы относительно точки.

Силы, создающие пару и действие их на тело. Момент пары сил, свойства пар сил. Условие равновесия системы пар сил. Момент силы относительно точки

2

2

Вид самостоятельной работы: ответы на контрольные вопросы.

1

Тема 1.4.

Плоская система произвольно расположенных сил.

Приведение системы сил к одной точке. Главный вектор, главный момент системы. Равнодействующая система сил. Условие равновесия. Три формы уравнений равновесия. Расчёт балочных систем.

6

3

Практическое занятие: определение реакций в опорах балочных систем.

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания на составление уравнений равновесия ППСС.

3

Тема 1.5.

Пространственная система сил.

Равнодействующая пространственной системы сходящихся сил, уравнения равновесия. Момент силы относительно оси. Главный вектор и главный момент пространственной системы сил. Шесть уравнений равновесия пространственной системы сил. Расчёт пространственно нагруженных валов.

6

3

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания на применение уравнений равновесия для пространственно нагруженных валов.

3

Тема 1.6.

Центр тяжести тела.

Центр тяжести тела как центр параллельных сил. Формулы для определения положения центра тяжести. Центр тяжести простых геометрических фигур. Формулы для определения положения центра тяжести плоских фигур.

4

2

Лабораторная работа: определение центра тяжести плоских фигур опытным и аналитическим путем.

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания на определение положения центра тяжести фигур, составленных из стандартных профилей;

работа с нормативными документами (таблицами ГОСТов стандартных сечений).

2

Тема 1.7.

Основные понятия кинематики.

Покой и движение, относительность этих понятий. Кинематические параметры движения и связь между ними.

2

2

Вид самостоятельной работы: ответы на контрольные вопросы.

1

Тема 1.8.

Кинематика точки.

Способы задания движения точки. Законы равномерного, равнопеременного движения точки. Кинематические графики. Формулы скорости, ускорения точки при прямолинейном и криволинейном движениях.

4

2

Практическое занятие: определение скорости и ускорения точки в данный момент времени.

2

Вид самостоятельной работы: ответы на контрольные вопросы.

2

Тема 1.9.

Простейшие движения твёрдого тела.

Параметры поступательного движения. Вращательное движение твёрдого тела вокруг неподвижной оси. Угловые величины, определяющие вращательное движение. Законы равномерного, равнопеременного вращательного движения. Кинематические графики. Линейные скорости и ускорения точек вращающегося тела. Связь между линейными и угловыми величинами.

6

2

Практическое занятие: определение кинематических параметров вращающегося тела и любой его точки.

2

Вид самостоятельной работы: работа с текстом учебника.

3

3

Тема 1.10.

Сложное движение.

Переносное, относительное и абсолютное движение точки. Теорема сложения скоростей. Плоско-параллельное движение тела, разложение его на простейшие. Определение абсолютной скорости любой точки тела. МЦС. Определение абсолютной скорости любой точки тела с помощью МЦС.

4

2

Вид самостоятельной работы: работа с текстом учебника по составлению конспекта по теме «Сложение вращательных движений».

2

Тема 1.11.

Основные понятия и аксиомы динамики.

Две основные задачи динамики. Аксиомы динамики. Свободная и несвободная материальная точка. Основной закон динамики для несвободной материальной точки.

2

2

Вид самостоятельной работы: ответы на контрольные вопросы.

1

Тема 1.12.

Движение материальной точки. Метод кинетостатики.

Понятие силы инерции. Силы инерции при прямолинейном и криволинейном движениях материальной точки. Принцип Даламбера (метод кинетостатики). Понятие о неуравновешенных силах инерции и их влияние на работу машин.

6

2

Практическое занятие: решение задач по принципу Даламбера.

2

Лабораторная работа: статическая балансировка вращающихся деталей.

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания на решение задачи динамики с применением метода кинетостатического равновесия.

1

Тема 1.13.

Трение. Работа и мощность.

Трение как сопротивление движению. Сила трения. Факторы, влияющие на коэффициент трения. Работа силы на прямолинейном и криволинейном перемещениях. Формулы расчёта работы и мощности при поступательном и вращательном движениях. Механический КПД.

6

2

Практическое занятие: расчёт работы, мощности и КПД с учётом силы трения.

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания на расчёт работы и мощности при поступательном или вращательном движении.

2

Тема 1.14.

Общие теоремы динамики.

Импульс силы. Количество движения. Теорема об изменении количества движения точки. Теорема об изменении кинетической энергии точки. Система материальных точек. Внешние и внутренние силы системы. Основное уравнение динамики для вращательного движения твёрдого тела. Момент инерции тела. Определение параметров движения с помощью теорем динамики.

4

2

Вид самостоятельной работы: ответы на контрольные вопросы.

2

Раздел 2.

Сопротивление материалов.

50

Тема 2.1.

Основные положения.

Задачи сопротивления материалов. Гипотезы, допущения сопротивления материалов. Метод сечений. Внутренние силовые факторы. Виды нагружений. Напряжения.

2

2

Вид самостоятельной работы: ответы на контрольные вопросы.

1

Тема 2.2.

Растяжение и сжатие.

Построение эпюр продольных сил и нормальных напряжений. Продольные и поперечные деформации. Перемещения поперечных сечений. Закон Гука. Предельные и допускаемые напряжения. Коэффициент запаса прочности. Диаграммы растяжения и сжатия пластичных и хрупких материалов. Условие прочности. Три вида расчётов на прочность.

12

2

Лабораторные работы:

- Испытание материалов на растяжение;

- Испытание материалов на сжатие.

4

Практическое занятие: Расчёт бруса на прочность при растяжении-сжатии.

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания на построение эпюр продольных сил, нормальных напряжений, перемещений поперечных сечений и расчёт на прочность.

6

Тема 2.3.

Практические расчёты на срез и смятие.

Внутренние силовые факторы, напряжения и деформации при срезе и смятии. Условности расчёта, условие прочности. Примеры расчётов.

4

2

Лабораторная работа: испытание материалов на срез.

2

Вид самостоятельной работы: работа с текстом учебника по расчёту на срез и смятие соединений болтами, штифтами и заклёпками.

2

Тема 2.4.

Геометрические характеристики плоских сечений.

Осевые, центробежные и полярные моменты сечения. Главные оси и главные центральные моменты инерции. Осевые моменты инерции простейших сечений. Определение главных центральных моментов инерции составных сечений, имеющих ось симметрии.

2

2

Вид самостоятельной работы:

-выполнение расчётно-графического задания на определение главных центральных моментов инерции составных сечений, имеющих ось симметрии;

-работа с нормативными документами (таблицами ГОСТов стандартных сечений).

1

Тема 2.5.

Кручение.

Чистый сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Кручение прямого бруса круглого сечения. Крутящий момент. Напряжения в поперечном сечении. Угол закручивания. Расчёты на прочность и жёсткость при кручении. Рациональное расположение колёс на валу. Расчёт цилиндрических винтовых пружин на растяжение-сжатие.

8

2

Лабораторная работа: определение осадки цилиндрической винтовой пружины.

2

Практическое занятие: расчёт на прочность и жёсткость при кручении.

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-

графического задания на сравнение прочности и жёсткости при кручении валов круглого сплошного и кольцевого поперечных сечений.

4

Тема 2.6.

Изгиб.

Классификация видов изгиба. Внутренние силовые факторы при прямом изгибе. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные напряжения при изгибе. Расчёты на прочность при изгибе. Рациональные формы сечений балок из пластичных и хрупких материалов. Линейные и угловые перемещения при изгибе. Расчёты на жёсткость.

10

2

Практическое занятие: построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Расчёты на прочность.

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания на выполнение расчёта на жёсткость при изгибе, применение принципа независимости действия сил, определение линейных и угловых перемещений на основе использования таблиц прогибов и углов поворота сечений.

5

Тема 2.7.

Гипотезы прочности и их применение. Сочетание основных деформаций.

Сочетание основных деформаций. Изгиб с растяжением или сжатием. Напряжённое состояние в точке упругого тела. Гипотезы прочности. Эквивалентные напряжения. Изгиб и кручение.

4

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания на расчёт бруса круглого сечения при сочетании основных деформаций.

2

Тема 2.8.

Сопротивление усталости.

Условия работы деталей машин. Усталостное разрушение, его причины и характер. Факторы, влияющие на величину предела выносливости. Прочность при динамических нагрузках.

2

2

Вид самостоятельной работы: работа с текстом учебника.

2

Тема 2.9.

Устойчивость сжатых стержней.

Устойчивые и неустойчивые формы упругого равновесия. Критическая сила, гибкость стержня, предельная гибкость. Условия устойчивости. Формула Эйлера. Формула Ясинского. Расчёты на устойчивость.

6

2

Лабораторная работа: определение критической силы сжатого стержня.

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания на расчёт сжатого стержня на устойчивость.

3

Раздел 3.

Детали машин.

80

Тема 3.1.

Основные положения.

Цель и задачи раздела «Детали машин». Классификация машин в зависимости от их назначения. Составляющие машины. Требования, предъявляемые к машинам, деталям и сборочным единицам. Критерии работоспособности и расчёта деталей машин. Контактная прочность и контактные напряжения.

2

2

Вид самостоятельной работы: работа с текстом учебника по составлению конспекта на тему «Краткие сведения о некоторых основных материалах для деталей машин».

1

Тема 3.2.

Общие сведения о передачах.

Назначение механических передач и их классификация по принципу действия. Основные кинематические и силовые соотношения в передачах. Расчёт многоступенчатого привода.

2

2

Вид самостоятельной работы: чтение кинематических схем многоступенчатых приводов.

1

Тема 3.3.

Фрикционные передачи и вариаторы.

Принцип работы, классификация, преимущества и недостатки, материалы. Формулы для кинематического и силового расчётов и расчётов на прочность цилиндрической фрикционной передачи. Передача с плавным бесступенчатым регулированием передаточного числа – вариаторы. Область применения, определение диапазона регулирования.

2

2

Вид самостоятельной работы:

- работа с текстом учебника;

- выполнение кинематической схемы вариаторов.

1

Тема 3.4.

Зубчатые передачи.

Общие сведения о зубчатых передачах: принцип работы, устройство, преимущества и недостатки, область применения. Классификация зубчатых передач. Основы теории зубчатого зацепления. Зацепление двух эвольвентных колёс. Зацепление шестерни с рейкой. Сведения об изготовлении зубчатых колёс. Виды разрушений зубчатых колёс. Основные критерии работоспособности и расчёты. Материалы и допустимые напряжения.

Прямозубые цилиндрические передачи. Геометрические соотношения. Силы в зацеплении. Расчёт на контактную прочность и изгиб.

20

2

Косозубые цилиндрические передачи. Особенности геометрии и расчёта на прочность.

Конические прямозубые передачи. Основные геометрические соотношения. Силы, действующие в передаче. Расчёты конических передач. Передачи с зацеплением Новикова.

Планетарные зубчатые передачи. Принцип работы и устройство. Волновые передачи.

Лабораторная работа: определение параметров зубчатых колёс.

2

Практическое занятие: расчёт прямозубой передачи одноступенчатого цилиндрического редуктора общего значения.

2

Вид самостоятельной работы:

- выполнение расчётно-графического задания на расчёт косозубой передачи одноступенчатого цилиндрического редуктора общего назначения;

- работа с текстом учебника по составлению конспекта на тему «Волновые зубчатые передачи».

10

Тема 3.5.

Передача винт-гайка.

Винтовая передача: принцип работы, устройство, преимущества и недостатки. Передачи с трением скольжения и трением качения. Виды разрушения и критерии работоспособности. Материалы винтовой пары. Основы расчёта передачи.

2

2

Вид самостоятельной работы: работа с текстом учебника.

1

Тема 3.6.

Червячные передачи.

Общие сведения о червячных передачах. Червячные передачи с архимедовым червяком. Геометрические соотношения, передаточное число и КПД. Силы, действующие в зацеплении. Материалы звеньев червячной пары. Расчёт передачи на контактную прочность и зубьев колеса на изгиб. Тепловой расчёт червячной передачи.

6

2

Практическое занятие: расчёт червячной передачи редуктора.

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания на расчёт червячной передачи.

3

Тема 3.7.

Ремённые передачи.

Общие сведения о ремённых передачах. Детали ремённых передач: приводные ремни, шкивы, натяжные устройства. Основные геометрические соотношения в передачах. Силы и напряжения в ветвях ремня. Скольжение ремня и передаточное число. Виды разрушений и критерии работоспособности. Расчёт ремённых передач.

6

2

Практическое занятие: расчёт ремённой передачи.

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания по расчёту ремённой передачи.

3

Тема 3.8.

Цепные передачи.

Общие сведения о цепных передачах. Детали цепных передач: приводные цепи, звёздочки, натяжные устройства. Основные геометрические соотношения в передаче. Проектировочный и проверочный расчёты передачи.

6

2

Практическое занятие: расчёт цепной передачи.

2

Вид самостоятельной работы:

- работа с нормативными документами (ГОСТами по размерам ремней, номинальным мощностям) для расчёта цепных передач;

- ответы на контрольные вопросы.

3

Тема 3.9.

Редукторы.

Общие сведения и обозначения. Основные типы редукторов. Мотор-редукторы.

6

2

Лабораторные работы:

-изучение конструкции цилиндрического зубчатого редуктора;

- изучение конструкции червячного редуктора.

4

Виды самостоятельной работы:

- составление кинематических схем редукторов;

- ответы на контрольные вопросы.

3

Тема 3.10.

Подшипники.

Подшипники скольжения: конструкции, преимущества и недостатки, область применения, материалы и смазки. Виды разрушения и критерии работоспособности подшипников скольжения. Расчёт подшипников скольжения.

Подшипники качения. Общие сведения. Типы подшипников качения. Условные обозначения подшипников качения. Особенности рабочего процесса подшипников качения. Виды разрушения и критерии работоспособности подшипников качения. Основы расчёта на долговечность. Подбор подшипников качения. Краткие сведения о конструировании подшипниковых узлов.

6

2

Практическое занятие: подбор подшипника качения для ведомого вала колеса цилиндрического редуктора.

2

Вид самостоятельной работы:

-выполнение расчётно-графического задания по подбору подшипника для вала колеса конического редуктора;

-работа с нормативными документами (ГОСТами по подшипникам);

- ответы на контрольные вопросы.

3

Тема 3.11.

Оси и валы.

Назначение и классификация осей и валов. Элементы конструкции. Материалы валов и осей. Проектировочный расчёт валов цилиндрического, конического и червячного редукторов.

Проверочный расчёт валов на статическую прочность, на сопротивление усталости.

4

2

Практическое занятие: расчёт вала редуктора на сопротивление усталости.

2

Вид самостоятельной работы:

- ответы на контрольные вопросы;

- выполнение расчётно-графического задания на расчёт тихоходного косозубого редуктора.

2

Тема 3.12.

Муфты.

Назначение и классификация муфт. Устройство и принцип действия основных типов муфт. Подбор стандартных и нормализованных муфт.

2

2

Вид самостоятельной работы:

- работа с текстом учебника;

- ответы на контрольные вопросы.

1

Тема 3.13.

Неразъёмные соединения.

Сварные соединения: общие сведения, основные типы сварных швов и сварных соединений. Расчёт сварных соединений.

Клеевые, паяные соединения: общие сведения. Расчёт на

прочность клеевых соединений.

Соединения с натягом: преимущества и недостатки, применение. Расчёт на прочность соединений с натягом.

4

2

Вид самостоятельной работы: составление таблицы «Классификация сварных швов и сварных соединений».

2

Тема 3.14.

Разъёмные соединения.

Резьбовые соединения: классификация резьб, основные геометрические параметры резьбы. Сравнительная характеристика и область применения различных типов резьбы. Конструктивные формы резьбовых соединений. Надёжность резьбового соединения. Расчёт на прочность при постоянной нагрузке. Материалы и допускаемые напряжения.

4

2

Вид самостоятельной работы: выполнение расчётно-графического задания.

2

Тема 3.15.

Шпоночные и шлицевые соединения.

Шпоночные соединения: общие сведения и расчёт шпоночных соединений.

Шлицевые соединения: общие сведения, прямобочные и эвольвентные шлицевые соединения. Расчёт шлицевых прямобочных соединений.

4

2

Вид самостоятельной работы:

- схематичное изображение видов шлицевых соединений и видов центрирования шлицевых прямобочных соединений.

2

Тема 3.16.

Общие сведения о некоторых механизмах.

Основные сведения о некоторых механизмах. Плоские механизмы первого и второго рода. Принцип работы.

2

2

Вид самостоятельной работы: ответы на контрольные вопросы.

1

Всего

192

Результаты обучения (знания, умения)

Формы и методы контроля

Умения:

• производить расчёт на растяжение и сжатие, на срез, смятие, кручение и изгиб;

• выбирать детали и узлы на основе анализа их свойств для конкретного применения.

Знания:

• основные понятия и аксиомы теоретической механики, законы равновесия и перемещения тел;

• методики выполнения основных расчётов по теоретической механике, сопротивлению материалов и деталям машин;

• основы проектирования деталей и сборочных единиц;

• основы конструирования.

• Экспертная оценка защиты расчётно-графических заданий;

• Практические занятия;

• Устный опрос;

• Выполнение тестовых заданий;

• Практические занятия;

• Устный опрос;

• Самостоятельная работа; Лабораторные работы;

• Технический диктант.

Процент результативности (правильных ответов)

Качественная оценка индивидуальных образовательных достижений

Балл (отметка)

Вербальный аналог

90 - 100

5

Отлично

80-89

4

Хорошо

70-79

3

Удовлетворительно

Менее 70

2

Не удовлетворительно