ОПД.Ф.2_Механика (новое окно)

1
Содержание
Аннотация УМКД…………………………………………………………………3
Рабочая программа учебной дисциплины ………………………………………4
Контрольно-измерительные материалы………………………………………..41
Список литературы …………………………………………………………….109
2
АННОТАЦИЯ
учебно-методического комплекса дисциплины
«Механика»
Учебно-методический комплекс дисциплины «Механика» (дисциплина
федерального
компонента
цикла
общепрофессиональных
дисциплин)
разработан для студентов по специальности 280103.65 – Защита в
чрезвычайных ситуациях в соответствии с требованиями ГОС ВПО по данной
специальности и положением об учебно-методических комплексах дисциплин
образовательных программ высшего профессионального образования.
Дисциплина
«Механика»
изучается
на
2,3/3
курсе
четвёртого,
пятого/пятого, шестого семестров соответственно. Общая трудоемкость
освоения
дисциплины
составляет
324/324
часов.
Учебным
планом
предусмотрены лекционные занятия (126/72 час), практические занятия (72/36
час), самостоятельная работа студента (126/126 час).
Учебно-методический комплекс включает в себя:
 рабочую программу учебной дисциплины;
 контрольно-измерительные материалы;
 список литературы (в том числе интернет-ресурсов);
3
4
5
При
разработке
рабочей
программы
учебной
дисциплины
стандарт
высшего
использованы:
Государственный
образовательный
профессионального образования образовательной программы , утвержденный
«5» апреля 2000г., №304 тех/дс,
ОПД.Ф.02
Механика
Теоретическая механика.
Кинематика. Предмет кинематики. Векторный способ задания движения
точки. Естественный способ задания движения точки. Понятие об
абсолютно твердом теле. Вращение твердого тела вокруг неподвижной
оси. Плоское движение твердого тела и движение плоской фигуры в ее
плоскости. Движение твердого тела вокруг неподвижной точки или
сферическое движение. Общий случай движения свободного твердого
тела. Абсолютное и относительное движение точки. Сложное движение
твердого тела.
Динамика и элементы статики. Предмет динамики и статики. Законы
механики Галилея-Ньютона. Задачи динамики. Свободные прямолинейные
колебания материальной точки. Относительное движение материальной
точки. Механическая система. Масса системы. Дифференциальные
уравнения движения механической системы. Количество движения
материальной точки и механической системы. Момент количества
движения материальной точки относительно центра и оси. Кинетическая
энергия материальной точки и механической системы. Понятие о силовом
поле. Система сил. Аналитические условия равновесия произвольной
системы сил. Центр тяжести твердого тела и его координаты. Принцип
Даламбера для материальной точки. Дифференциальные уравнения
поступательного движения твердого тела. Определение динамических
реакций подшипников при вращении твердого тела вокруг неподвижной
оси. Движение твердого тела вокруг неподвижной точки Элементарная
теория гироскопа. Связи и их уравнения. Принцип возможных
перемещений. Обобщенные координаты системы. Дифференциальные
уравнения движения механической системы в обобщенных координатах
или
уравнения
Лагранжа
второго
рода.
Принцип
Гамильтона-Остроградского. Понятие об устойчивости равновесия. Малые
свободные колебания механической системы с двумя (или n) степенями
свободы и их свойства, собственные частоты и коэффициенты формы.
Явление удара. Теорема об изменении кинетического момента
механической системы при ударе.
Теория механизмов и машин.
Основные понятия теории механизмов и машин. Основные виды
механизмов. Структурный анализ и синтез механизмов. Кинематический
анализ и синтез механизмов. Кинетостатический анализ механизмов.
Динамический анализ и синтез механизмов. Колебания в механизмах.
Линейные уравнения в механизмах. Нелинейные уравнения движения в
механизмах. Колебания в рычажных и кулачковых механизмах.
Вибрационные транспортеры. Вибрация. Динамическое гашение
колебаний. Динамика приводов. Электропривод механизмов. Гидропривод
6
механизмов. Пневмопривод механизмов. Выбор типа приводов. Синтез
рычажных механизмов. Методы оптимизации в синтезе механизмов с
применением ЭВМ. Синтез механизмов по методу приближения функций.
Синтез передаточных механизмов. Синтез по положениям звеньев. Синтез
направляющих механизмов.
Сопротивление материалов.
Основные понятия. Метод сечений. Центральное растяжение – сжатие.
Сдвиг. Геометрические характеристики сечений. Прямой поперечный
изгиб. Кручение. Косой изгиб, внецентренное растяжение – сжатие.
Элементы рационального проектирования простейших систем.
Расчет статически определимых стержневых систем. Метод сил, расчет
статически неопределимых стержневых систем. Анализ напряженного и
деформированного состояния в точке тела. Сложное сопротивление,
расчет по теориям прочности. Расчет безмоментных оболочек вращения.
Устойчивость
стержней.
Продольно-поперечный
изгиб.
Расчет
движущихся с ускорением элементов конструкций. Удар. Усталость.
Расчет по несущей способности.
Детали машин и основы конструирования.
Классификация механизмов, узлов и деталей. Основы проектирования
механизмов, стадии разработки. Требования к деталям, критерии
работоспособности
и влияющие на них факторы. Механические
передачи: зубчатые, червячные, планетарные, волновые, рычажные,
фрикционные, ременные, цепные, передачи винт-гайка; расчеты передач
на прочность. Валы и оси, конструкция и расчеты на прочность и
жесткость. Подшипники качения и скольжения, выбор и расчеты на
прочность. Уплотнительные устройства. Конструкции подшипниковых
узлов. Соединения деталей: резьбовые, заклепочные, сварные, паяные,
клеевые, с натягом, шпоночные, зубчатые, штифтовые, клеммовые,
профильные; конструкция и расчеты соединений на прочность. Упругие
элементы. Муфты механических приводов. Корпусные детали механизмов.
Цели и задачи дисциплины.
Целью данной дисциплины является изучение общих законов движения
и равновесия материальных тел и возникающих при этом взаимодействий
между телами.
Задачами изучения дисциплины является усвоение законов и выводов
теоретической механики и применение их на практике.
Начальные требования к освоению дисциплины
Для усвоения материала курса правоведение студент должен уметь
применять полученные знания по физике для решения конкретных задач из
разных областей физики; владеть навыками работы с измерительными
приборами и проведения измерений.
7
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате, изучения дисциплины студент должен знать:
-основные понятия и законы механики и вытекающие из этих законов
методы изучения равновесия и движения материальной точки, твердого тела и
механической системы;
- понимать те методы механики, которые применяются в прикладных
дисциплинах.
В результате, изучения дисциплины студент должен уметь:
-прилагать
полученные
знания
для
решения
соответствующих
конкретных задач техники;
-самостоятельно строить и исследовать математические и механические
модели технических систем, квалифицированно применяя при этом основные
алгоритмы высшей математики и используя возможности современных
компьютеров информационных технологий.
Объем дисциплины и виды учебной работы.
Очная форма обучения
Вид учебной работы
Общая
трудоемкость
дисциплины
Лекции
Лабораторные работы
Практические занятия
Всего
самостоятельная
работа
Курсовой проект
Расчетно-графические
работы
Вид итогового контроля
(зачет, экзамен)
Всего часов
324
Распределение по семестрам
4
5
126
0
72
126
54
0
36
64
72
0
36
62
5
-
-
_
-
экзамен
зачет
8
Очно-заочная форма обучения
Вид учебной работы
Общая
трудоемкость
дисциплины
Лекции
Лабораторные работы
Практические занятия
Всего
самостоятельная
работа
Курсовой проект
Расчетно-графические
работы
Вид итогового контроля
(зачет, экзамен)
Всего часов
324
Распределение по семестрам
5
6
172
0
36
216
36
0
18
108
36
0
18
108
6
-
-
_
-
экзамен
зачет
Распределение учебного материала по видам занятий:
№п/п Раздел дисциплины
Теоретическая механика
Теория механизмов и машин
Лекции ПЗ
26
18
28
18
ЛР
1.
2.
3.
Сопротивление материалов
36
18
4.
Детали машин и основы конструирования
36
18
-
-
-
Раздел 1. «Теоретическая механика» (26 час)
Тема 1. Статика (4 часа)
1.
Введение в механику. Предмет механики и содержание ее раздел»
в Теоретическая механика - как одна из фундаментальных
2.
Дисциплин, ее значение как научной базы большинства областей
современной техники. Основные исторические этапы развития механики.
Предмет статистики. Основы понятия статистики ( абсолютно твердое тело,
система сил, равнодействующая и т.д.) Аксиомы статики.
3.
Связи и реакции связей. Аксиома связей. Основные типы связей.
Сходящаяся система сил. Геометрический и аналитический способы сложения
сходящихся сил. Условия равновесия сходящейся системы сил. Теорема о
трех силах. Примеры.
9
4.
Момент силы относительно точки и оси. Теорема о зависимости
между моментами относительно точки и оси. Моменты силы относительно
координатных осей. Сложение двух параллельных сил. Пара сил и ее момент.
5.
Эквивалентность пар сил. Сложение пар сил. Условия равновесия
пар сил. Теосема о параллельном переносе силы (метод Пуансо). Основная
лемма Статики (лемма Пуансо). Главный вектор и главный момент системы
сил. Условия равновесия произвольной системы сил.
6.
Произвольная
плоская
система
сил.
Главный
вектор
и
алгебраический главныймомент. Условия равновесия плоской системы в
различных формах. Приведение плоской системы к равнодействующей.
Теорема
Вариньона
о
моменте равнодействующей...
Распределенные
нагрузки. Равновесие системы тел. Внешние и внутренние силы. Статически
определимые системы.
7.
Произвольная система сил. Зависимость главного момента от
перемены центра приведения. Инварианты приведения. Частные случаи
приведения произвольной системы сил к простейшему виду. Динамический
винт. Равновесие сил с учетом трения. Трение скольжения. Угол и конус
трения. Трение качения.
8.
Центр параллельных сил и центр тяжести твердого тела. Центр
тяжести объема, площади, линии. Методы определения центров тяжести тел
(метод симметрии, метод разбиений, метод отрицательных масс, метод
интегрирования, экспериментальные методы). Примеры.
Тема 2. Кинематика. (8 часов)
1.
Введение в кинематику. Предмет кинематики и ее задачи.
Пространство время, системы отсчета в классической механике. Кинематика
точки. Способы задания движения точки. Траектория движения, скорость и
ускорение точки при различных способах задания движения. Частные случаи
движения точки.
2.
Простейшие
движения
твердого
тела.
Основная
теорема
поступательного движения. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси.
10
Угловая скорость и угловое ускорение. Частные случаи вращения твердого
тела. Скорость и ускорение точки вращающегося твердого тела. Векторные
выражения угловых и линейных характеристик вращательного движения
твердого тела.
3.
Плоскопараллельное
движение
твердого
тела.
Разложение
движения плоской фигуры на поступательное и вращательное. Уравнения
движения плоской фигуры. Независимость угловой скорости и углового
ускорения плоской фигуры от выбора полюса. Теорема о скоростях точек
плоской фигуры и ее следствие. Мгновенный центр скоростей, способы его
нахождения. Определение скоростей точек с помощью МЦС. Центроиды.
"Примеры.
4.
Теорема об ускорениях точек плоской фигуры. Мгновенный центр
ускорений (МЦУ) и способы его нахождения. Определение ускорений точки с
помощью МЦУ. Примеры.
5.
Движение твердого тела вокруг неподвижной точки. Углы
Эйлера. Уравнения движения. Теорема Даламбера-Эйлера. Мгновенная ось
вращения. Угловая скорость и угловое ускорение точек твердого тела.
Кинематические уравнения дилера.
6.
Общий случай движения свободного твердого тела. Уравнения
движения. Теорема о скоростях точек свободного твердого тела и ее
следствия. Независимость векторов угловой скорости и углового ускорения
тела от выбора полюса. Теорема об ускорениях точек свободного твердого
тела.
7.
Составное движение точки. Абсолютное, относительное и
переносное движения. Полная и локальная производные от вектора. Формула
Бура. Теорема о сложении скоростей. Примеры.
8.
ускорений.
Составное движение точки. Теорема Кориолиса о сложении
Ускорение
Кориолиса.
Правило
возникновения ускорения Кориолиса. Примеры.
11
Жуковского.
Причины
9.
Составное движение твердого тела. Сложение поступательных
движений твердого тела. Сложение вращений твердого тела вокруг
пересекающихся и параллельных осей. Пара вращений.
10.
Кинематический
Цилиндрические
винт.
зубчатые
Мгновенная
передачи
винтовая
(рядовые,
ось.
планетарные,
дифференциальные). Расчет угловых скоростей звеньев методом Виллиса.
Примеры.
Тема 3. Динамика. (14 часов)
1.
Введение в динамику. Основные понятия и определения. Законы
механики
Галилея-Ньютона.
Инерциальные
системы
отсчета.
Дифференциальные уравнения движения материальной точки в различных
формах. Две основные задачи динамики материальной точки. Решение прямой
задачи динамики. Пример.
2.
Решение второй (обратной) задачи динамики точки. Начальные
условия движения. Задача Коши. Примеры. Относительное движение
материальной
точки.
Дифференциальные
уравнения
относительного
движения точки. Принцип относительности классической механики. Случай
относительного покоя.
3.
Колебательное
движение
материальной
точки.
Свободные
гармонические
4.
Колебания материальной точки. Движение груза подвешенного на
пружине. Влияние сопротивления на колебания точки. Различные случаи
затухающих колебаний. Декремент колебаний.
5.
учетом
Вынужденные колебания материальной точки без учета и с
сопротивления
среды.
Явление
резонанса.
Коэффициент
динамичности.
6.
Введение в динамику механической системы. Механическая
система. Классификация сил в механике системы. Свойства внутренних сил.
Меры механического движения материальной точки и механической системы;
меры действия силы.
12
7.
Дифференциальные уравнения движения механической системы.
Общие теоремы динамики системы. Центр масс механической системы.
Теорема о движении центра масс и ее: следствия. Теорема об изменении
количества движения точки и системы и ее следствия.
8.
Теорема об изменении кинетического момента точки и системы и
ее следствия. Теорема о кинетическом моменте в относительном движении по
отношению к центру масс. Дифференциальные уравнения поступательного,
вращательного и плоскопараллельного движения твердого тела.
9.
Кинетическая энергия точки и системы. Теорема Кенига.
Кинетическая энергия твердого тела при различных случаях иго движения.
Элементарная и полная работа силы, мощность силы. Работа силы тяжести,
упругой силы, момента и внутренних сил абсолютно твердого тела.
10.
Теорема об изменении кинетической энергии точки и системы.
Потенциальное силовое поле. Потенциальная энергия. Закон сохранения
полной механической энергии. Диссипативная функция Релея.
11.
Геометрия масс. Моменты инерции твердого тела и механической
системы относительно центра, оси, плоскости. Радиус инерции. Теорема
Штейнера. Моменты инерции простейших однородных тел. Момент инерции
твердого тела относительно оси произвольного направления. Эллипсоид
инерции. Главные оси и главные моменты инерции. Тензор инерции.
Центробежные моменты инерции.
12.
Принцип Даламбера для материальной точки и механической
системы. Силы инерции. Главный вектор и главный момент сил инерции.
Приведение сил инерции твердого тела к центру.
13.
Определение динамических реакций вращающегося твердого тела
с помощью принципа Даламбера. Статическая и динамическая балансировка.
Примеры.
14.
Введение в аналитическую механику. Связи и их уравнения.
Классификация связей. Возможные перемещения. Обобщенные координаты,
число степеней свободы механической системы.
13
15.
Принцип возможных перемещений. Общее уравнение динамики
системы. Возможная работа. Идеальные связи. Обобщенные силы.
16.
Лагранжа.
Уравнение Лагранжа
Уравнение
Лагранжа
второго рода. Структура уравнений
второго
рода
для
консервативной
механической системы. Кинетический потенциал.
17.
Устойчивость равновесия механической системы. Понятие об
устойчивости
равновесия
системы.
Теорема
Лагранжа-Дирихле
об
устойчивости равновесия системы. Устойчивость равновесия консервативной
механической системы с одной и несколькими степенями свободы.
18.
Дифференциальные уравнения малых колебаний механической
системы с конечным числом степеней свободы. Линейные колебания
механической системы с одной степенью свободы.
19.
Явление удара. Основные положения приближённой теории
удара. Теорема Карно. Виды ударов. Терема об изменении кинетического
момента механической системы при ударе. Общее уравнение динамики
уравнения Лагранжа второго рода при ударе.
Раздел 2. «Теория механизмов и машин» (28 час)
Тема1. Структурный и кинематический анализ механизмов (8
часов)
1.1. Введение. Основные понятия теории механизмов и машин.
Теория механизмов и машин
механизмов и машин. Ос-новные проблемы и задачи теории механизмов и
машин. Этапы развития науки о проектировании механизмов, машин и систем
машин. Содержание дисциплины “Теория механизмов и машин” и ее значение
для инженерного образования. Связь теории механизмов и машин с другими
облас-тями знаний. История развития науки о механизмах и машинах. Роль
отечественных ученых в создании научных школ. Перспективы развития
науки о механизмах и машинах. Машина. Меха-низм. Звено механизма.
Входные и выходные звенья механизма. Ведущие и ведомые звенья.
Ки-нематическая пара. Классификация кинематических пар по числу степеней
14
свободы и числу свя-зей. Низшие и высшие пары. Кинематические цепи.
Кинематические соединения.
1.2. Основные виды механизмов.
Классификация механизмов. Плоские и пространственные механизмы с
низшими пара-ми. Механизмы с высшими кинематическими парами
(кулачковые, зубчатые, фрикционные ме-ханизмы). Механизмы с гибкими
звеньями. Гидравлические и пневматические механизмы.
1.3. Структурный анализ и синтез механизмов.
Обобщенные координаты механизма. Начальные звенья. Число
степеней свободы меха-низма. Механизмы с избыточными связями. Местные
подвижности механизма. Структурный синтез механизмов. Структурные
группы Ассура.
1.4. Кинематический анализ механизмов.
Задачи кинематического анализа механизмов. Методы кинематического
анализа меха-низмов: метод преобразования координат точек звеньев в
матричной форме, метод замкнутого векторного контура, метод планов.
Особенности
кинематического
анализа
механизмов
с
выс-шими
кинематическими парами. Кинематический анализ зубчатых и волновых
механизмов.
Тема 2. Динамический анализ механизмов (8 часов)
2.1. Трение и износ в механизмах.
Общие сведения о силах трения. Виды трения. Сила трения покоя. Сила
трения
скольже-ния.
Факторы,
влияющие
на
коэффициент
трения.
Жидкостное трение. Внутреннее трение в ма-териале. Трение качения.
Сопротивление качению. Трение в кинематических парах. Приведен-ный
коэффициент
трения.
Явление
самоторможения.
Виды
изнашивания.
Закономерности из-нашивания в механизмах.
2.2. Силовой анализ механизмов.
Назначение силового расчета. Характеристика сил, действующих на
звенья механизмов. Условие статической определимости кинематических
15
цепей. Последовательность силового ана-лиза механизмов. Силовой анализ
механизмов с учетом трения в кинематических парах. Метод Жуковского.
Мгновенный и общий коэффициенты полезного действия (КПД) механизма.
Усло-вие самоторможения и заклинивания механизма. КПД механизмов при
параллельном и после-довательном соединениях.
2.3. Уравнения движения механизмов.
Динамические модели механизмов. Приведение сил и масс в плоских и
пространствен-ных механизмах. Уравнение движения механизма в форме
интеграла энергии. Дифференциаль-ное уравнение движения механизма.
Кинетостатический метод составления уравнений движе-ния механизмов.
2.4. Колебания в механизмах.
Колебания
в
механизмах.
Коэффициент
динамичности
и
его
зависимость от закона дви-жения ведомого звена. Вибрационные машины.
2.5. Уравновешивание и виброзащита машин.
Неуравновешенность
механизмов.
Уравновешивание
механизмов.
Статическое уравно-вешивание. Уравновешивание вращающихся звеньев.
Балансировка жестких роторов. Автома-тическая балансировка. Гибкие
роторы. Защита от вибраций. Виброзащитные системы. Виброи-золяция.
Защита человека-оператора от вредных воздействий колебаний.
Тема 3. Синтез механизмов (6 часов)
3.1. Общие методы синтеза механизмов
Основные этапы синтеза механизмов. Входные и выходные параметры
синтеза. Основ-ные и дополнительные условия синтеза. Функции цели.
Ограничения, накладываемые на усло-вия синтеза. Локальный и глобальный
минимумы.
3.2. Синтез зубчатых механизмов.
Основные принципы образования сопряженных поверхностей зубьев.
Теорема плоского зацепления (теорема Виллиса). Кинематическое условие
сопряженности зацепления. Образова-ние сопряженных поверхностей по
Оливье. Цилиндрическая зубчатая передача. Эвольвентное зацепление.
16
Основные размеры зубьев. Геометрический расчет зубчатой передачи при
задан-ных смещениях. Особенности внутреннего зацепления. Подрезание
зубьев. Косозубые колеса. Эвольвентная коническая передача. Передачи с
зацеплением Новикова. Начальные поверхно-сти. Виды гиперболоидных
передач. Способы изготовления зубчатых колес. Дифференциаль-ные и
планетарные зубчатые передачи. Выбор схемы планетарной передачи. Выбор
чисел зубь-ев в планетарных передачах. Синтез бесступенчатых передач с
замкнутым дифференциалом. Планетарные коробки передач.
3.3. Синтез кулачковых механизмов.
Виды кулачковых механизмов и их особенности. Закон перемещения
толкателя и его выбор. Угол давления и коэффициент возрастания сил в
кинематических парах. Выбор допус-каемого угла давления. Определение
размеров кулачкового механизма по заданному допускае-мому углу давления.
Определение профиля кулачка по заданному закону движения ведомого звена.
Условие качения ролика.
Тема
4.
Основы
теории
управления
движением
в
машина-автоматах (6 часов)
4.1.
Основные
виды
систем
управления
движением
в
машина-автоматах.
Машина-автомат и автоматическая линия. Числовое программное
управление. Следящий привод. Самонастраивающая система управления.
Системы управления с записью и автомати-ческим воспроизведением
программы.
4.2. Манипуляторы, промышленные роботы и системы их
управления.
Классификация, назначение и области применения манипуляционных
роботов. Основные типы систем управления: цикловые, позиционные,
контурные.
Раздел 3. «Сопротивление материалов»(36 час)
17
Тема 1. Основные понятия дисциплины (4 часа)
1.1Прочность, жесткость, устойчивость, выносливость (усталость) – как
понятия опреде-ляющие надежность конструкций в их сопротивлении
внешним воздействиям. Коэффициент запаса как количественный показатель
надежности и экономичности конструкций. Расчетные схемы (модели):
твердого
деформированного
тела,
геометрических
форм
элементов
конструк-ций, внешних и внутренних связей между ними, внешних
воздействий.
1.2. Внутренние силы в деформируемых телах и их количественные
меры: внутренние силовые факторы и напряжения. Метод сечений и
уравнения равновесия для определения внут-ренних силовых факторов.
Понятие «напряженное состояние». Геометрические искажения стержневых
элементов конструкций и их количественные меры: перемещения и
деформации. Понятие «деформированное состояние» в точке. Понятия
упругости, пластичности, хрупкости. Линейная упругость (закон Гука в общей
словесной
формулировке
и
математическом
выраже-нии).
Принцип
независимости действия сил (принцип суперпозиции). Понятия простого и
сложного (комбинированного) сопротивлений.
Тема 2. Растяжение и сжатие (8 часов)
2.1. Внутренние силы в поперечных сечениях стержня. Построение
диаграмм (эпюр) внутренних сил от действия сосредоточенных сил и
распределенных по длине стержня (собст-венного веса).
2.2. Деформации продольные и поперечные, коэффициент поперечной
деформации (ко-эффициент Пуассона). Напряжения в поперечных сечениях
стержня. Связь между напряже-ниями и деформациями (закон Гука). Модуль
упругости как жесткость материала. Определение перемещений поперечных
сечений стержня и изменения его длины под действием сосредото-ченных
сил, собственного веса, температуры. Формулировка условий прочности и
жесткости.
Разновидности
расчетов
18
и
их
содержание
(проектный,
проверочный, определение допускаемых нагрузок) на основе условий
прочности и жесткости.
2.3. Статически определимые стержневые системы с узловой нагрузкой.
Определение геометрии деформирования.
2.4. Статически неопределимые системы: особенности расчета,
монтажные и темпера-турные напряжения.
2.5.
Механические
свойства
материалов.
Типовые
диаграммы
деформирования пластич-ных и хрупких материалов при растяжении и
сжатии. Характеристики упругих, прочностных и деформационных свойств
материалов. Назначение допускаемых напряжений.
Тема 3. Сдвиг (срез), смятие (2 часа)
3.1. Понятие чистого сдвига. Элементы конструкций, работающих в
условиях чистого сдвига. Деформации, напряжения. Закон Гука при сдвиге.
Условие прочности при сдвиге (сре-зе). Изображение напряженного
состояния кругом Мора. Смятие. Условие отсутствия смятия контактирующих
поверхностей.
Тема 4. Кручение (4 часа)
4.1. Крутящие моменты (внутренний силовой фактор) в поперечных
сечениях стержня, построение диаграмм (эпюр) крутящих моментов.
4.2. Кручение стержней круглого поперечного сечения: деформации,
напряжения, углы закручивания. Условия прочности, жесткости. Кручение
стержней с прямоугольным сечением.
4.3. Расчет статически неопределимых систем
Тема 5. Геометрические характеристики плоских сечений стержня
(2 часа)
5.1.Математические
определения
геометрических
характеристик
плоских фигур: стати-ческие моменты, осевые моменты инерции и
центробежный, полярный момент инерции. Пре-образование характеристик
при
параллельном переносе осей. Центральные оси. Главные оси.
Определение
положения
центра
тяжести
19
элементарных
сечений
и
составленного из элементар-ных фигур. Нахождение геометрических
характеристик сечений относительно центральных осей. Преобразование
центробежного и осевых моментов инерции при вращении центральных осей.
Главные центральные оси. Главные осевые моменты инерции сечения.
Тема 6. Изгиб (6 часов)
6.1. Плоский поперечный изгиб прямых стержней (брусьев, балок).
Определение внут-ренних сил (поперечных сил и изгибающих моментов) в
произвольном поперечном сечении стержня и построение их диаграмм
(эпюр).
Дифференциальные зависимости между нагрузкой, поперечными
силами, изгибающими моментами, их использование при построении
диаграмм и контроля правильности построения.
6.2. Чистый изгиб: деформации, нейтральный слой, радиус кривизны,
кривизна, распре-деление линейных деформаций и нормальных напряжении
по высоте поперечного сечения стержня. Рациональные формы поперечных
сечений стержней из пластичных и хрупких мате-риалов. Прокатные профили
и составные.
6.3. Касательные напряжения при плоском поперечном изгибе
стержней. Распределение касательных напряжений по высоте поперечных
сечений различной формы (формула Журав-ского).
6.4.
Угловые
и
линейные
перемещения
поперечных
сечений.
Упрощенное дифференци-альное уравнение изогнутой оси стержня и его
интегрирование. Универсальные уравнения: уг-лов поворота сечений,
изогнутой оси. Статически неопределимые балки и их расчѐт.
Тема 7. Основы теории напряженного и деформированного
состояний (2 часа)
7.1. Напряжения в наклонных сечениях стержня при растяжении и
сжатии, закон парно-сти и касательных напряжений. Виды напряженных
состояний,
определение
главные
главных
напряжения,
главные
напряжений
и
20
их
площадки.
направлений
Аналитическое
при
плоском
напряженном состоянии. Деформированное состояние при растяжении и
сжатии. Связь между модулем нормальной упругости и модулем сдвига для
изотропного материала.
7.2. Связь напряженного и деформированного состояний, обобщенный
закон Гука. Объ-емная деформация. Удельная потенциальная энергия
деформации и ее составные части: энергия изменения объема и энергия
изменения формы. Теории прочности (предельного состояния). Критерии
эквивалентности напряженных состояний. Эквивалентное напряжение и его
опреде-ление по различным критериям. Формулировка условий прочности
при произвольном напря-женном состоянии для пластичных и хрупких
материалов.
Тема 8. Прочность при циклически изменяющихся напряжениях и
динамическое действие нагрузок (8 часов)
8.1. Стационарный режим, основные характеристики цикла. Явление
усталости, экспе-риментальные кривые усталости. Определение пределов
выносливости (усталости) при различ-ных циклах. Диаграмма предельных
амплитуд.
8.2. Определение предела выносливости для реальных деталей. Влияние
наличия кон-центраторов, качества обработки поверхности, масштабного
фактора. Коэффициент запаса ус-талостной прочности при переменных
нормальных, при касательных напряжениях, при их со-вместном действии
(изгиб с кручением).
8.3 Силы инерции. Расчѐты элементов конструкций с учѐтом сил
инерции при поступа-тельном движении и равномерном вращении.
8.4. Удар. Расчѐты конструкций при вертикальном и горизонтальном
ударах.
Коэффици-ент
динамичности.
Скручивающий
удар.
Упругие
колебания, степени свободы систем. Опреде-ление частоты собственных
колебаний системы с одной степенью свободы. Колебания при воз-мущающей
периодической нагрузке, коэффициент нарастания колебаний, коэффициент
дина-мичности. Формулировка условий прочности, жѐсткости.
21
Раздел 4. «Детали машин и основы конструирования». (36 час)
Тема 1. Основы проектирования деталей машин (6 часов)
1.1. Введение. Критерии работоспособности и расчета деталей машин.
1.2. Основы расчета на прочность при постоянных и переменных
нагрузках.
1.3. Факторы, влияющие на прочность деталей машин при переменных
напряжениях.
1.4. Предельные напряжения при переменных нагрузках. Диаграммы
предельных напря-жений. Приближенная диаграмма усталости
1.5.
Графическое
и
аналитическое
определение
предельного
напряжения и запаса проч-ности. Запас прочности при сложном напряженном
состоянии. Допускаемый коэффициент за-паса прочности.
1.6.
Технологические
и
конструктивные
методы
повышения
циклической прочности де-талей машин
Тема 2. Соединения деталей машин (6 часов)
2.1.
Общие
сведения.
Резьбовые
соединения.
Геометрические
параметры резьбы. Сило-вые соотношения в винтовой паре. КПД винтовой
пары.
2.2. Момент завинчивания. Распределение осевой нагрузки по виткам
резьбы. Расчет болтовых соединений при разных случаях нагружения:
а) на болт действует внешняя растягивающая нагрузка;
б) болт нагружен при завинчивании гайки;
в) болт нагружен напряжениями изгиба;
г) болт нагружен сдвигающей силой;
д) болт затянут, соединение нагружено внешней осевой растягивающей
силой.
2.3.
Коэффициент
внешней
нагрузки.
Податливость
соединения. Материал резь-бовых деталей
2.4. Методика расчета групповых болтовых соединений.
22
деталей
2.5. Заклепочные соединения. Методика конструирования и расчета.
2.6. Типы сварных соединений. Методика расчета.
Тема 3. Передачи (14 часов)
3.1.
Механические
передачи.
Основные
характеристики,
классификация.
3.2. Ременные передачи. Достоинства и недостатки. Кинематика,
геометрия передачи. Силы, действующие в ремне.
3.3. Скольжение ремня. Напряжения в ремне. Кривые скольжения и
КПД.
3.4. Расчет ременной передачи по тяговой способности. Нагрузка на
валы и подшипники. Расчет на долговечность ременной передачи.
3.5. Фрикционные передачи. Достоинства и недостатки. Скольжение в
передаче. Кон-тактная задача Герца.
3.6. Зубчатые передачи. Достоинства и недостатки. Классификация.
Виды разрушения зубьев зубчатых передач.
3.7. Расчет прямозубых цилиндрических передач на контактную
прочность. Допускае-мые контактные напряжения.
3.8. Модуль и числа зубьев зубчатых колес. Расчет зубьев прямозубых
цилиндрических колес на изгибную прочность. Допускаемые напряжения
изгиба при расчете на выносливость.
3.9. Цилиндрические косозубые передачи. Особенности геометрии
косозубого колеса. Зависимости для расчета на контактную и изгибную
прочности цилиндрических косозубых пе-редач.
3.10. Конические зубчатые передачи. Достоинства и недостатки.
Геометрия передачи. Зависимости для расчета на контактную и изгибную
прочность конических передач.
3.11.
Конические
передачи
с
непрямым
зубом.
Параметры
биэквивалентных цилиндри-ческих колес, усилия в зацеплении.
3.12. Червячные передачи. Достоинства и недостатки. Скольжение в
червячной передаче.
23
3.13. Передаточное число, КПД, самоторможение в червячной передаче.
Зависимости для расчета на контактную и изгибную прочности червячных
передач. Материалы червячной пары.
3.14. Цепные передачи. Общие сведения. Кинематика передачи,
критерии работоспособ-ности и расчета.
Тема 4. Валы, оси, подшипники, муфты (6 часов)
4.1. Валы и оси. Критерии работоспособности валов и осей;
проектировочный и прове-рочный расчеты. Конструирование валов и осей.
4.2. Опоры валов и осей. Подшипники скольжения. Достоинства и
недостатки. Область применения подшипников скольжения.
4.3.
Подшипники
качения
(ПК).
Достоинства
и
недостатки,
классификация.
4.4. Обозначения подшипников качения. Виды разрушения ПК. Основы
расчета ПК на долговечность.
4.5. Составление расчетных схем к проверке подшипников качения на
долговечность для разных случаев нагружения.
4.6.
Муфты
соединительные.
Общие
сведения.
Назначение.
Классификация.
Тема 5. Основы проектирования (4 часа)
5.1. Основные термины и определения. Этапы и стадии проектирования.
5.2. Конструирование - важный этап процесса проектирования. Стадии и
этапы разра-ботки конструкторской документации.
5.3. Типы, виды и комплектность конструкторских документов.
Обозначение изделий и конструкторских документов. Классификатор ЕСКД.
Система обозначения конструкторских документов.
Содержание практических занятий
Раздел 1. «Теоретическая механика» (18 часов)
№
п/п
1.
№
раздела Наименование практических работ
дисциплины
Статика
Определение центра тяжести тела произвольной длины. (2 часа)
24
2.
Динамика
3.
Динамика
4.
Динамика
5.
Динамика
6.
Динамика
7.
Динамика
8.
Динамика
9.
Динамика
Определение статического удлинения и жесткости пружины.
Определения периода гармонических колебаний груза,
подвешенного на пружине. (2 часа)
Определение
периода
затухающих
колебаний
груза,
подвешенного на пружине (в воздухе и жидкости). Определение
коэффициента затухания. Определение вязкости жидкости.
(2 часа)
Определение
периода
колебаний
математического
маятника. (2 часа)
Определение приведенной длины физического маятника и
ускорения силы тяжести. (2 часа)
Определение момента инерции маховика относительно
неподвижной оси методом падения груза. (2 часа)
Определение
момента
инерции
тела
способом
маятниковых колебаний. (2 часа)
Определение момента инерции твердых тел способом
крутильных колебаний. (2 часа)
Ознакомление с гироскопами. (2 часа)
Практикум по теоретической механике:
1. Плоская система сил. (М.: Решение задач - Мещерский И.В. Сборник
задач по теоретической механике. Задачи: 2.16, 2.31, 2.33, 2.39, 2.40, 4.11, 4.20,
4.26, 4.29).
2. Равновесие плоских составных конструкций. (М.: 4.33, 4.35, 4.36);
(К.:
Решение задач - Сборник задач по теоретической механике./ Под
редакцией К.С. Колесникова. - М: Наука, 1983. Задачи: 1.19,* 1.20, 1.24).
3. Произвольная пространственная система сил. (ML: 8.17, 8.24 8 28, 8
29 8 338.36).
4.Кинематика точки. (М.: 12.17, 12.18, 12.19, 12.21; К.: 3.17, 3.18, 3.21,
3.22,3.20).
5.Простейшие движения твердого тела. (М.: 13.18, 14.2, 14.4, 14.5, 14.10К.:4.5, 4.14, 4.15, 4.16, 4'. 17, 4.18, 4.27).
6.Плоскопараллельное движение твердого тела.. (М.: 16.16, 16.17, 16.18,
16.23. 16.26, 16.28, 16.38,18.8, 18.11, 1824, 18.37, 18.38, 18.26).
7.
Сферическое движение твердого тела. Определение скоростей и
ускорений. (М.: 19.4, 19.5, 19.6, 19.7, 19.8).
25
8.
Составное движение точки. (М.: 22.14, 22.17, 22.20, 22.21, 22.25,
22.26,23.5.23.7,
23.14, 23.17, 23.47, 23.48; К.: 7.1, 7.2, 7.6. 7.7).
9.Определение скоростей в редукторах методом Виллиса. (М.: 24.4,
24.6, 24.7,24.8,24.10. 24.11).
4-й семестр.
10.Динамика
точки.
(М.:
27.16,
27.18,
27.19,
27.20,
27.22,
27.27,27,50,27.53,27.54).
11.Свободные,
затухающие
и
вынужденные
гармонические
колебания материальной точки. (М.: 32.1, 32.4, 32.10, 32,53, 32.16, 32.25, 32.27,
32.29, 32.53, 32.54, 32.82, 32.85, 32.95).
12. Относительное движение материальной точки. (М.: 32.53,
32.54,
32.82, 32.85, 32.95; К.: 8.28, 3.29, 8.33, 8.41).
13.
Теорема об изменении кинетического момента. (М.: 37.6, 37.9,
37.10, 37.45, 37.52, 37.14, 37.44, 37.31).
14.
Теорема об изменении кинетической энергии. (М.: 38.20, 38.24,
38.27, 38.30, 38.38,38.40,38.44,38.46, 38.50, 47.6,47.12,47.15).
15.
Принцип Даламбера. (М.: 41.21, 41.20, 42.8, 42.9, 42.17, К.: 13.8,
13.13, 13.14, 13.24, 13.27, 13.29).
16. Уравнение Лагранжа
ВТОРОГО
рода. (М.: 48.1, 48.2, 48.4, 48.6, 48.7,
48.31,48.34,48.35,48.36,48.46; К.: 12.6, 12.10, 12.14, 12.24, 12.26, 12.27, 12.33).
17. Свободные колебания механической системы с 1 степенью свободы.
(М.: 54,2, 54,4; К.: 14.4, 14.5, 14.14, 14.17).
18.Явление удара. (М.: 62.4, 62,6).
19. Аудиторная работа по выполнению РГР и заданий курсовой работы.
Расчетно-графические работы:
- РГР №1 - ''Поизедение пооизвольной системы сил к простейшей
эквивалентной системе ". - Рабочий чертеж формата A3;
- РГР №2 - "Кинематика плоского многозвенного стержневого
механизма". - Рабочий чертеж формата A3;
26
- РГР №3 - "Применение теоремы об изменении кинетической энергии к
системе,состоящей из нескольких тел". - Рабочий чертеж формата А2;
Раздел 2. «Теория механизмов и машин» (18 часов)
студентов навыков само-стоятельного решения различных задач анализа и
синтеза механизмов, их систем и машин. Ре-шение примеров развивает
технику расчета, обогащает студента представлением о новых схе-мах
механизмов и их свойствах, расширяет его технический кругозор.
Тематика практических занятий:
1. Структурный анализ и классификация механизмов (1 час)
2. Синтез механизмов (2 часа)
3. Кинематический анализ механизмов (2 часа)
4. Трение в механизмах (1 час)
5. Силовой анализ механизмов (2 часа)
6. Динамический анализ механизмов (2 часа)
7. Анализ и синтез механизмов с высшими кинематическими парами:
а) теория зубчатых зацеплений и ее применение (1 час)
а) проектирование планетарных зубчатых передач (1 час)
б) проектирование кулачковых механизмов (1 час)
8. Составление кинематической схемы механизма и структурный анализ
(1 час)
9. Кинематическое исследование зубчатых механизмов (1 час)
10. Построение профилей зубьев методом огибания с помощью
учебных приборов и моделирования на ПК (1 час)
11. Статическая и динамическая балансировка неуравновешенных масс
(2 часа)
Раздел 3. «Сопротивление материалов» (18 часов)
1. Условия статического равновесия (0,5 часа)
2. Расчет реакции во внешних и внутренних связях. (0,5 часа)
27
3. Построение диаграмм для продольной силы и напряжений от
сосредоточенных и рас-пределенных нагрузок. (0,5 часа)
4.Расчет перемещений при растяжении-сжатии. (0,5 часа)
5.Расчет стержневых систем, работающих на растяжение – сжатие.
(0,5 часа)
6. Статически неопределимые системы при растяжении-сжатии.
(0,5 часа)
7. Сдвиг, срез. Смятие. Расчет на прочность. (0,5 часа)
8. Построение диаграмм для моментов при кручении (0,5 часа)
9. Расчет на прочность и жесткость при кручении. (0,5 часа)
10. Кручение стержней прямоугольной формы поперечного сечения.
(0,5 часа)
11. Построение диаграмм внутренних силовых факторов при изгибе.
(1 час)
12. Расчеты на прочность при изгибе. (1 час)
13.Расчет перемещений при изгибе. (1 час)
14. Косой изгиб. Расчет на прочность и жесткость. (1 час)
15. Внецентренное растяжение-сжатие. Расчет на прочность. (1 час)
16. Изгиб с кручением. (1 час)
17. Учет сил инерции. (1 час)
18. Удар. Колебания. (1 час)
19. Растяжение стального образца. (1 час)
20. Сжатие . (1 час)
21. Кручение стального образца. (1 час)
22. Изгиб деревянной балки. (1 час)
23. Распределѐнная и сосредоточенная нагрузка (1 час)
Раздел 4. «Детали машин и основы конструирования» (18 часов)
студентов навыков само-стоятельного решения различных задач Расчета и
конструирования соединений, передач, а так-же механизмов, их систем и
28
машин. Решение примеров развивает технику расчета, обогащает студента
представлением о новых схемах механизмов и их свойствах, расширяет его
техниче-ский
кругозор.
Использование
графических
редакторов
и
прикладных библиотек при проведе-нии работ выводит студентов на
современный уровень знаний и умений.
Тематика практических занятий:
1. Условия прочности и их связь с настоящим курсом (1 час)
2. Определение предельного напряжения, запаса прочности детали,
испытывающей переменные напряжения (1 час)
3. Конструирование и расчет на прочность резьбового соединения
(1 час)
4.
Расчет
на
прочность
напряженного
болтового
соединения,
нагруженного внешней растяги-вающей силой (1 час)
5. Конструирование и расчет на прочность сварного соединения (1 час)
6. Конструирование и расчет на прочность заклепочного соединения
(1 час)
7.Расчет и конструирование зубчатой цилиндрической передачи (1 час)
8. Расчет и конструирование зубчатой конической передачи (1 час)
9. Расчет и конструирование червячной передачи (1 час)
10. Расчеты передач с гибкой связью (ременной и цепной) (1,5 час)
11. Расчет и конструирование передачи винт-гайка (1,5 час)
12. Составление расчетных схем для проверки подшипников в
редукторе (1 час)
13.
Определение
вращающих
моментов
по
валам
редуктора,
определение усилий в зацеплениях передач (1 час)
14.
Испытание
конструкционных
материалов
при
переменных
напряжениях (1 час)
15. Определение коэффициентов трения в резьбовом соединении (1 час)
16. Исследование тяговой способности клиноременной передачи (1 час)
17. Изучение конструкции передаточного механизма (редуктора) (1 час)
29
Курсовое проектирование
Учебным планом специальности 280103.65 «Защита в чрезвычайных
ситуациях» предусмотрено выполнение курсовой работы
Содержание курсовой работы:
1. Анализ рычажного механизма:
а) структурное исследование механизма;
б) кинематический анализ механизма;
в) силовой анализ механизма c учетом потерь в кинематических парах;
г)
окончательное
оформление
графической
части
работы
и
пояснительной записки по дан-ному разделу.
2. Синтез и анализ сложного зубчатого механизма, содержащего
планетарные и рядовые механизмы:
а) оптимальная разбивка общего передаточного отношения механизма с
учетом выбранного критерия качества;
- б) оптимизационный синтез (подбор чисел зубьев колес) планетарных
механизмов;
в) определение чисел зубьев колес рядовых механизмов;
г) геометрический расчет эвольвентного зацепления выбранной пары
колес, обработанных со смещением и без смещения;
д) пользуясь результатами геометрического расчета построить профили
зубьев, а также по-строить графики качественных показателей зацепления и
провести анализ по получен-ным результатам;
е) завершение оформления графической части курсового проекта и
пояснительной записки по разделу.
3. Синтез кулачкового механизма:
а) построение графика перемещения толкателя, а также построение
графиков первой и вто-рой производных относительно параметра вращения
кулачка, пользуясь методом графи-ческого дифференцирования;
30
б) определение теоретического минимального радиуса кулачка из
условия ограничения минимального угла передачи;
в) построение теоретического, а затем рабочего профиля кулачка
предварительно определив радиус ролика;
г) определение зависимости угла передачи от положения кулачка;
д) анализ сил, приложенных на звенья кулачкового механизма;
е) окончательное оформление листа и пояснительной записки по
данному разделу
4. Окончательное оформление курсового проекта
Раздел «Детали машин и основы конструирования»
Курсовой
проект
выполняется
после
изучения
теоретического
материала и подразумевает его практическое применение при проектировании
механизмов.
В качестве задания на курсовой проект предлагается проектирование
механического привода общепромышленного назначения.
Содержание курсового проекта:
1. Ознакомление с заданием, подбор литературы; изучение аналогичных
приводов по литерату-ре. Определение необходимой мощности на рабочем
звене привода; выбор электродвигателя по каталогу (с учетом требуемой
мощности и частоты вращения)
2. Уточнение передаточных чисел ступеней и кинематический расчет
привода (определение частот вращения, угловых скоростей, мощностей и
крутящих моментов по всем валам при-вода). Выбор материала и
проектировочный расчет передач редуктора.
3. Уточнение и корректировка проведенных расчетов передач
редуктора, вычерчивание их в масштабе (желательно 1:1 в электронном
варианте). Согласование полученной компоновки с руководителем.
4. Ориентировочное определение диаметров валов. Вычерчивание валов
и конфигурации внутренней полости редуктора на эскизной компоновке.
31
Предварительный выбор подшипников качения в соответствии с размерами
валов.
5. Расчет передач гибкой связью (ременной, цепной), открытой зубчатой
передачи. Оформление пояснительной записки (ПЗ) по выполненной работе
(выбор электродвигателя, кинематический расчет привода, расчет передач
привода) в соответствии с ЕСКД и общепринятыми.
6. Составление расчетных схем валов и проверка выбранных
подшипников по динамической грузоподъемности.
7. Конструирование валов, зубчатых колес, корпуса редуктора, крышек
подшипников
и
других
деталей
(втулки
распорные,
кольца
мазеудерживающие, стаканы), необходимых для работы редуктора и его
эксплуатации (конструирование целесообразно проводить на трех основных
проекциях
–
горизонтальной,
фронтальной,
профильной-
одновременно).Завершение компоновки на миллиметровой бумаге, увязка ее
со всеми расчетами, обосновывающими работоспособность редуктора. Выбор
и простановка посадок. Оформление ПЗ по п.п. 5-7.
8.
Вычерчивание
сборочного
чертежа
редуктора,
составление
спецификации, технической характеристики редуктора, технических условий
на его сборку и эксплуатацию.
9. Выполнение, по указанию руководителя, рабочих чертежей 3-х
типовых деталей редуктора (вал, колесо зубчатое, корпус или крышка
редуктора) в соответствии со сборочным черте-жом редуктора.
10. Выбор соединительных муфт. Вычерчивание чертежа общего вида
привода,
составление
спецификации,
технической
характеристики
и
технических условий.
11. Разработка сборочного чертежа сварной рамы привода.
12. Завершение выполнения проекта и сдача его на просмотр
руководителю.
32
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
1.
Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики, Учебник для
ВТУЗОВ, 5е изд. стер.- М.,Высшая школа,2005,416с.
2.
Пульпинский Я.С. Теоретическая механика. Статика: Учебное
пособие. -Пенза: Изд. ПГУАС, 2004. - 128 с.
3.
Пульпинский Я.С. Теоретическая механика. Динамика: Учебное
пособие. -Пенза: Изд. ПГУАС, 2004. - 196 с.
Дополнительная литература
1.
Тарг СМ. Краткий курс теоретической механики. - М.: Высшая
школа, 1998; 2001.-416 с.
2.
Поляхов Н.Н. и др. Теоретическая механика: Учебник. Под ред.
П.Е. Товстика. - М.: Высшая школа, 2000. - 592 с.
3.
Сопротивление
материалов:
Уч.пос.Вуз./Под
ред.
Б.Е.Мельникова.-СПб.:Лань,2003.-528с.
4.
Бузин Е.М. Сборник задач по теоретической механике, решаемых
с примененитем ЭВМ, Уч. пособие для ВУЗОВ, СпбПолитехник, 2003г.
Интернет - источники
1. Техническая механика: Учебное пособие для вузов / В.Т. Батиенков,
В.А. Волосухин, С.И. Евтушенко, В.А. Лепихова. - М.: ИЦ РИОР: ИНФРА-М,
2011. - 384 с.
http://znanium.com/bookread.php?book=219137
2. Механика: Учебное пособие для вузов / В.Т. Батиенков, В.А.
Волосухин, С.И. Евтушенко, В.А. Лепихова. - М.: ИЦ РИОР: ИНФРА-М, 2011.
- 512 с.
http://znanium.com/bookread.php?book=219285
3. Прикладная механика: Учебное пособие для вузов / В.Т. Батиенков,
В.А. Волосухин, С.И. Евтушенко, В.А. Лепихова. - М.: ИЦ РИОР: ИНФРА-М,
2011. - 288 с
33
http://znanium.com/bookread.php?book=219428
4. Механика: Учебное пособие / В.Л. Николаенко. - М.: ИНФРА-М; Мн.:
Нов. знание, 2011. - 636 с.
http://znanium.com/bookread.php?book=220748
Контрольные задания и методические рекомендации по изучению
дисциплины
Занятия должны проводиться с учётом новейших достижений
научно-технического прогресса в этой области знаний в специализированной
аудитории, оснащённой современным оборудованием и необходимыми
техническими средствами обучения.
Для изучения и полного освоения программного материала по
дисциплине должна быть использована учебная, справочная и другая
литература, рекомендуемая настоящей программой, а также профильные
периодические издания.
Наиболее трудоемкие разделы дисциплины для лучшего усвоения
учебного
материала
рекомендуется
подкрепить
выполнением
расчетно-графических работ (РГР) и курсовой работы.
Технические и электронные средства обучения, иллюстрационные
материалы, в т.ч. специализированное и лабораторное оборудование.
1.Аудитория для проведения лекционных и практических занятий,
оборудованная
в
соответствии
с
нормативами,
утвержденными
Минобразования РФ.
2.Специализированная
лаборатория
с
набором
необходимых
демонстрационных
средств, обеспечивающих получение знаний.
Модели:
•Стационарных связей.
•Циклоидальных кривых.
•Кривошипно-ползунных
механизмов.
планетарного механизмов.
34
•Эпициклического
и
Приборы для демонстрации колебательных процессов и законов
сохранения энергии. Учебные плакаты по разделам механики.
Тесты
для
контроля
знаний
дисциплине.
Кинофильмы:
• Кинематика твёрдого тела.
• Сложение движений твёрдого тела.
• Вынужденные колебания.
• Движение центра инерции твёрдого тела.
• Общие теоремы динамики.
• Принцип независимости действия сил.
Формы и методы текущего контроля
Текущий контроль проводится в процессе выполнения практических
работ и в течение лекционных занятий. Итоговый контроль проводится в
форме зачета и экзамена. При этом учитываются результаты рейтинговой
оценки по дисциплине.
Перечень типовых вопросов к итоговому контролю.
1.
Аксиомы статики.
2.
Виды связей и их реакции.
3.
Система сходящихся сил. Геометрические и аналитические
условия равновесия.
4.
Теорема о равновесии трех параллельных сил.
5.
Момент силы относительно точки.
6.
Векторное выражение и изображение момента силы относительно
точки.
7.
Теорема Вариньона о моменте равнодействующей системы
сходящихся сил.
8.
Пара сил. Момент пары сил, как вектор.
9.
Теорема об эквивалентности пар.
10.
Сложение пар, произвольно расположенных в пространстве.
Условия равновесия системы пар.
35
11.
Теорема о параллельном переносе силы (метод Пуансо).
12.
Основная теорема статики о приведении системы сил к данному
центру. Главный вектор и главный момент системы сил.
13.
Вычисление главного вектора и главного момента произвольной
плоской системы сил. Частные случаи приведения.
14.
Аналитические
условия
равновесия
произвольной
плоской
системы сил. Три вида условий равновесия.
15.
Сила трения. Коэффициент трения. Предельная сила трения. Угол
и конус трения.
16.
Трение качения, коэффициент трения качения.
17.
Момент силы относительно оси.
18. Вычисление главного вектора и главного момента произвольной
пространственной системы сил.
19.
Аналитические
условия
равновесия
произвольной
пространственной системы сил.
20.
Теорема Вариньона о моменте равнодействующей относительно
оси.
21. Центр параллельных сил. Формулы для определения координат
центра параллельных сил.
22.
Центр тяжести твердого тела; формула для определения его
координат.
23. Векторный способ задания движения. Скорость точки как
производная ее радиуса-вектора по времени.
24.
Ускорение точки как производная от ее скорости по времени.
25.
Координатный способ задания движения точки. Определение
скорости и ускорения точки по их проекциям на координатные оси.
26.
Естественный способ задания движения точки. Алгебраическая
величина скорости точки. Нормальное и касательное ускорения точки.
27.
Вычисление касательного ускорения точки при координатном
способе задания движения.
36
28.
Поступательное движение твердого тела. Теорема о траекториях,
скоростях и ускорениях точек твердого тела при поступательном движении.
29.
Вращательное движение твердого тела вокруг неподвижной оси.
Угловая скорость и угловое ускорение.
30.
Скорость и ускорение точки тела, вращающегося вокруг
неподвижной оси.
31.
Плоское движение твердого тела и движение плоской фигуры в ее
плоскости. Уравнение движения плоской фигуры. Разложение движения
плоской фигуры: на поступательное вместе с полюсом и вращательное вокруг
полюса.
32.
Определение скорости любой точки плоской фигуры как
геометрической суммы скорости полюса и вращательной скорости.
33.
Теорема о проекциях скоростей двух точек плоской фигуры.
34.
Мгновенный центр скоростей. Определение скоростей точек
плоской фигуры с помощью мгновенного центра скоростей.
35.
Определение ускорения любой точки плоской фигуры как
геометрической суммы ускорения полюса и ускорения этой точки при
вращении фигуры вокруг полюса.
36.
Сложное движение точки. Теорема о сложении скоростей.
37.
Теорема Кориолиса о сложении ускорений. Модуль и направление
кариолисова ускорения.
38.
Законы классической механики.
39.
Дифференциальные
уравнения
движения
свободной
и
несвободной материальной точки в декартовых координатах.
40.
41.
42.
43.
Уравнения в проекциях на оси естественного трехгранника.
Принцип
Даламбера
для
материальной
точки.
Две основные задачи для материальной точки.
Теорема об изменении количества движения материальной точки.
37
Теорема об изменении момента количества движения
44.
материальной точки (теорема моментов). Сохранение момента количества
движения.
45.
Работа силы. Мощность.
46.
Работа силы тяжести.
47.
Работа силы упругости.
48.
Работа силы трения скольжения.
49.
Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки.
50.
Теорема о движении центра масс. Закон сохранения.
51.
Момент инерции тела относительно оси. Радиус инерции. Момент
инерции тела относительно параллельных осей (теорема Гюйгенса).
52.
Момент инерции однородного тонкого стержня.
53.
Момент инерции однородного круглого диска.
54.
Момент инерции однородного сплошного цилиндра.
55.
Теорема об изменении количества движения системы. Закон
сохранения.
56.
Теорема об изменении главного момента количеств движения
системы. Закон сохранения.
57.
Работа силы, приложенной к вращающемуся телу (работа
момента).
58.
Работа сил трения качения.
59.
Кинетическая энергия твердого тела при поступательном,
вращательном и плоском движениях.
60.
Теорема об изменении кинетической энергии системы.
61.
Дифференциальное уравнение вращательного движения твердого
тела вокруг неподвижной оси.
62.
Дифференциальные уравнения плоского движения твердого тела.
63.
Приведение сил инерции твердого тела к простейшему виду.
Главный вектор и главный момент.
38
64.
Приведение сил инерции твердого тела к простейшему виду при
поступательном, вращательном и плоском движениях.
65.
Принцип Даламбера для механической системы.
66.
Основное уравнение теории удара.
67.
Общие теоремы теории удара.
68.
Коэффициент
восстановления
при
ударе.
Удар
тела
о
неподвижную преграду.
69.
Прямой центральный удар двух тел (удар шаров).
70.
Потеря кинетической энергии при неупругом ударе двух тел.
Теорема Карно.
Рейтинговая оценка по дисциплине
Усвоение учебной дисциплины максимально оценивается в 100
рейтинговых баллов, которые распределяются по видам занятий в
зависимости от их значимости и трудоёмкости. По результатам текущей
работы по дисциплине в течение семестра студент может набрать не более 70
баллов. На итоговый контроль отводится 30 баллов. Посещаемость занятий
учитывается поправочным коэффициентом, равным отношению количества
часов посещённых занятий к плановым. При набранной общей сумме баллов
менее 40 по результатам третьей аттестации студент не допускается к
итоговой аттестации по дисциплине.
Распределение баллов по видам учебных работ.
№ Наименование работ
1
2
3
4
5
6
Распределение
баллов
Практические занятия
Домашние задания
Контрольные работы
Посещаемость
Итоговый контроль
Итого
14
20
36
30
100
Дополнительная информация, включающая в себя инновационные
образовательные технологии (дистанционные технологии, активные
методы обучения, интегрированные формы и т.д.).
39
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ
За __________ / ___________ учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения и
дополнения________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
______________________________________________________________
40
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. АРТЕМЕ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
По дисциплине «Механика»
Специальность 280103.65 – Защита в чрезвычайных ситуациях
специализация – Гражданская защита
г. Артем
2012
41
Формы и методы текущего контроля
Текущий контроль проводится в процессе выполнения практических
работ и в течение лекционных занятий. Итоговый контроль проводится в
форме зачета и экзамена. При этом учитываются результаты рейтинговой
оценки по дисциплине.
Тестовые задания
Раздел 1Теоретическая механика
1. Стенка движется со скоростью V. Навстречу ей со
скоростью u движется шарик. С какой скоростью отскочит шарик в
результате абсолютно упругого столкновения со стенкой:
1.1. 2u + V
1.2. u + 2V
1.3. 2u + 2V
1.4. u + V
2. Человек переходит с одного конца лодки длины L на другой. На
сколько сместится лодка относительно берега, если масса лодки равна
массе человека:
2.1. L
2.2. L/2
2.3. L/3
2.4. L/4
3. Космический корабль движется со скоростью V. Скорость истечения
газов относительно корабля - u. Расход топлива - μ. Какова сила тяги
двигателя?
3.1. μ(u+V)
3.2. μ(u-V)
42
3.3. μu
3.4. μ(dV/dt)
4. Какое тело скатится с горки быстрее: полая сфера или шар.
4.1 Полая сфера
4.2 Шар
4.3. Одинаково
4.4. Зависит от толщины стенки сферы
5. Какое из утверждений ниже является ложным:
5.1. Гравитационное поле внутри полой сферы равно нулю.
5.2. Две сферы притягиваются друг к другу так, как если бы их массы
были сосредоточены в центре сфер.
5.3. Если внутри однородного шара имеется сферическая полость, центр
которой не совпадает с центром шара, то гравитационное поле внутри такой
полости будет однородным.
5.4. Напряжённость гравитационного поля внутри сплошного шара
квадратично зависит от расстояния до его центра.
6. Какое из приведённых ниже уравнений вращательного движения
тела записано неверно (M-момент силы, N-момент импульса, I-момент
инерции, E-вращательная энергия):
6.1. M = I(dω/dt)
6.2. dN/dt = M
6.3. N = Iω
6.4. M = I(d²ω/dt²)
6.5. E = Iω²/2
43
7. Каков момент инерции кольца массы m и радиуса R относительно
оси, лежащей в плоскости кольца и проходящей через его диаметр:
7.1. mR²
7.2. 2mR²
7.3. mR²/2
7.4. mR²/4
8. Куда покатится катушка, если потянуть за нитку, как показано на
рисунке ниже:
8.1. Вправо
8.2. Влево
8.3. Будет вращаться на месте
8.4. Возникнут колебания.
9. Небольшое тело привязано к нитке, продетой через отверстие в
гладком горизонтальном столе, как показано на рисунке ниже. Тело
вращается со скоростью v на расстоянии r от отверстия и
одновременно нитку медленно тянут вниз. Как зависит скорость тела v
от радиуса r :
44
9.1. v ~ 1/r
9.2. v ~ 1/r2
9.3. v ~ r1/2
9.4. v не зависит от r
10. Небольшой лёгкий шарик упруго ударяется о массивный
неподвижный шар и отскакивает под углом 90° к направлению своего
первоначального движения. Под каким углом к направлению
начального движения лёгкого шарика будет двигаться массивный
шар, если трения между шарами в момент удара нет?
10.1. 0°
10.2. 90°
10.3. 45°
10.4. Тяжёлый шар не будет двигаться
11. Какое из приведённых ниже утверждений не является Законом
Кеплера:
11.1. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого
расположено Солнце.
11.2. Ускорение каждой из планет обратно пропорционально её
расстоянию до Солнца.
11.3. Радиус-вектор планеты в равные промежутки времени описывает
45
равные площади.
11.4. Квадраты времён обращений планет относятся как кубы больших
осей эллиптических орбит, по которым они движутся вокруг Солнца.
12. Какое из утверждений ниже неправильное:
12.1. Кинетическая энергия системы материальных точек равна сумме
кинетической энергии поступательного движения их общего центра масс и
кинетической энергии их относительного движения в системе отсчёта,
связанной с центром масс.
12.2. Работа гравитационных сил не зависит от пути перехода системы
из начального состояния в конечное - она определяется исключительно
самими конфигурациями начального и конечного состояния.
12.3. Момент инерции тела относительно какой-либо оси равен моменту
инерции его относительно параллельной оси, проходящей через центр масс,
плюс ma2, где a - расстояние между осями.
12.4. Два события, происходящие одновременно в двух разных точках
неподвижной системы отсчёта, будут происходить одновременно и в
системе отсчёта, движущейся относительно первой, с какой бы скоростью
она не двигалась.
13. Какая из формул НЕ работает для ультрарелятивистской частицы
(E - полная энергия частицы, p - импульс частицы, m - масса покоя) :
13.1. Е = mc2 + mv2/2
13.2. E2 = (mc2)2+p2c2
13.3. Е = mс2/(1-v2/с2)1/2
13.4. p = mv/(1-v2/с2)1/2
14. Обруч радиуса R и массой m, раскрученный до угловой скорости ω0,
поставили на землю. Требуется найти скорость обруча v, с которой он
46
покатится, когда проскальзывание прекратится. Какое из уравнений
позволяет это сделать?:
14.1. Iω0²/2 = Iω²/2 + mv²/2
14.2. Iω0 = Iω + mvR
14.3. Iω0²/2 = mv²/2
14.4. Iω0 = mvR
15. Шар массой m1, летящий со скоростью v, упруго ударяется о
покоящийся шар, масса которого m2=3m1. Найти скорости шаров после
удара, если в момент столкновения угол между линией, соединяющей
центры шаров, и скоростью налетающего шара до удара равен 60°. Эту
задачу удобно решать одним из двух графических способов,
изображённых на рисунке выше. Чему в этих графических схемах
равен параметр β?
15.1. β = 2m1/(m1+m2)
15.2. β = m2/(m1+m2)
15.3. β = 2m2/(m1+m2)
15.4. β = m2/m1
16. Два одинаковых гладких шара испытывают упругий
нецентральный удар. Один из шаров до соударения покоился.
Определите угол разлёта шаров:
47
16.1. Это зависит от прицельного параметра
16.2. 45°
16.3. 90°
16.4. 180°
17. Лазерный луч полностью сфокусирован на пылинке. Мощность
лазера подобрана таким образом, что в единицу времени на пылинку
падает N фотонов. В каком случае ускорение пылинки будет
максимальным:
17.1. Красный свет лазера полностью поглощается пылинкой
17.2. Красный свет лазера полностью отражается пылинкой
17.3. Зелёный свет лазера полностью поглощается пылинкой
17.4. Зелёный свет лазера полностью отражается пылинкой
18. В каком из изложенных ниже методов определения добротности
резонатора Q допущена ошибка?
18.1. Добротность показывает во сколько раз запасённая в контуре
энергия превосходит среднюю величину энергии, теряемой контуром за
время, в течение которого фаза колебаний меняется на 1 радиан
18.2. Q = ω0/Δω, где Δω-полная ширина резонансной кривой на уровне,
равном половине амплитуды резонансных колебаний.
18.3. Амплитуда резонансных колебаний высокодобротного резонатора
в Q раз больше амплитуды колебаний на низких частотах (квазистатика).
18.4. Добротность Q = π/γ, где γ = ln(xn/xn+1) – логарифмический
декремент затухания.
19. К чему приводят сила трения, действующая в точке опоры
механического волчка
48
19.1. Прецессии оси волчка
19.2. Нутации оси волчка
19.3. Поднятию оси волчка
19.4. Параметрическому движению волчка
20. При гармонических колебаниях возвращающая сила
20.1. Прямо пропорциональна смещению.
20.2. Обратно пропорциональна смещению.
20.3. Пропорциональна квадрату смещения.
20.4. Не зависит от смещения.
21. Как изменится период колебаний пружинного маятника, если массу
груза увеличить в 2 раза.
21.1. Увеличится в 2 раза
21.2. Увеличится в √2 раз
21.3. Уменьшится в √2 раз
21.4. Не изменится
22. На конце невесомого стержня длины l прикреплён сплошной диск
радиуса R и массы m. Определить период Tмалых колебаний стержня с
диском относительно точки подвеса, если диск может свободно
вращаться вокруг оси, проходящей через его центр.
49
22.1. T = 2π·√I/mgl, где I = ml²+mR²/2 - момент инерции диска
относительно точки подвеса.
22.2. T = 2π·√l/g, совпадает с периодом колебаний математического
маятника.
22.3. T = 2π·√I/mgl, где I = mR²/2 - момент инерции диска относительно
центра масс.
22.4. T = 2π·√(l2+R2)/gl
23. В резонансе смещения происходят со следующим сдвигом по фазе
относительно приложенной силы:
23.1. Колебания смещения происходят в одной фазе с силой
23.2. Сдвиг фаз составляет 45 градусов
23.3. Колебания смещения и сила находятся в противофазе
23.4. Колебания смещения отстают по фазе от силы на 90 градусов.
24. Две плоские монохроматические волны распространяются друг
навстречу другу.
24.1. Волны будут гасить друг друга
24.2. Волны будут усиливать друг друга
24.3. Будет образовываться стоячая волна
24.4. Колебания в каждой точке пространства будут происходить с
50
удвоенной частотой
25. Струна натянута между двух опор. Собственная частота
поперечных колебаний струны - ω. С какой частотой нужно менять
продольное натяжение струны (частота камертона), чтобы возбудить
её поперечные колебания?
25.1. ω/2
25.2. ω
25.3. 2ω
25.4. 4ω
26. Два одинаковых груза, связанных пружиной, совершают
продольные колебания. Как изменится частота колебаний, если один
из грузов закрепить.
26.1. Увеличится в 2 раза
26.2. Уменьшится в 2 раза
26.3. Увеличится в √2 раз
26.4. Уменьшится в √2 раз
27. Мы хотим вывести формулу прецессии гироскопа. Какое из
уравнений ниже нам НЕ пригодится для этого (L - момент количества
движения, М – момент сил, Ω - угловая скорость прецессии, a радиус-вектора, проведённый из центра гироскопа к точке
51
приложения силы F=mg, W – кинетическая энергия ротора, I – момент
инерции ротора)
27.1. W = L²/2I
27.2. dL/dt = [Ω, L]
27.3. М = [a, F]
27.4. dL/dt = M
28. Стальную линейку согнули в кольцо. В каком месте линейки
механическое напряжение будет минимальным:
28.1. На внешнем диаметре кольца.
28.2. На внутреннем диаметре кольца.
28.3. В середине толщины линейки.
28.4. Везде одинаковое.
29. На рисунке показан характер движения маятника Фуко. Каким
образом маятник был приведён в движение?
29.1. Маятник отклонили на максимальный угол, а затем отпустили его
без начальной скорости.
29.2. Маятник был приведён в движение коротким толчком из
положения равновесия.
29.3. Маятник начал колебания самопроизвольно.
29.4. Такие колебания невозможны, так как маятник Фуко никогда не
будет проходить точно через положение равновесия (центр круга).
30. Какой формулой выражается кориолисово ускорение?
30.1. [ω, [ω,r]]
52
30.2. [dω/dt, r]
30.3. 2·[ω, v]
30.4. dv/dt + [ω, [ω,r]]
31. На широте Москвы из ружья выстрелили вертикально вверх.
Какой эффект будет иметь действие на пулю кориолисовой силы?
31.1. Пуля будет отклоняться на запад.
31.2. Пуля будет отклоняться на север.
31.3. Пуля будет закручиваться.
31.4. Пуля упадёт в точке выстрела.
32. Каким коэффициентом определяется линейная деформация
прямоугольного параллелепипеда в направлении одной из граней, если
на эту грань перпендикулярно поверхности действует сила F.
32.1. Модулем сдвига
32.2. Модулем всестороннего сжатия
32.3. Коэффициентом Пуассона
32.4. Модулем Юнга
33. Грузик массы m колеблется на пружине с амплитудой A и угловой
частотой ω. Какова максимальная скорость грузика?
33.1. Aω2
33.2. ω2A/2
33.3. Aω
33.4. Aω2m
34. ρv²/2+P+ρgh=const - это:
34.1. Формула Пуазейля
53
34.2. Уравнение Бернулли
34.3. Формула Стокса
34.4. Формула Рейнольдса
35. Какое из утверждений ниже неправильное:
35.1. Во всяком бегущем упругом возмущении полная энергия
распределяется поровну между кинетической и потенциальной
35.2. Во всяком бегущем упругом возмущении плотность кинетической
энергии в любой точке равна плотности потенциальной энергии
35.3. В стоячей волне переноса энергии не происходит и плотность
кинетической энергии не совпадает с плотностью потенциальной энергии.
35.4. В бегущей синусоидальной волне средняя потенциальная энергия
равна средней кинетической энергии, а колебания плотности кинетической
и потенциальной энергии сдвинуты по фазе на π/2.
Раздел 2Теория механизмов и машин
1. Если левая шестерня поворачивается в указанном стрелкой
направлении, то в каком направлении будет поворачиваться правая
шестерня?
В направлении стрелки А;
В направлении стрелки В;
Не знаю.
54
2. Какая гусеница должна двигаться быстрее, чтобы трактор
поворачивался в указанном стрелкой направлении?
Гусеница А;
Гусеница В;
Не знаю.
3. Если верхнее колесо вращается в направлении, указанном стрелкой,
то в каком направлении вращается нижнее колесо?
В направлении А;
В обоих направлениях;
В направлении В.
4. В каком направлении будет двигаться зубчатое колесо, если ручку
слева двигать вниз и вверх в направлении пунктирных стрелок?
55
Вперед-назад по стрелкам А-В;
В направлении стрелки А;
В направлении стрелки В.
5. Если на круглый диск, указанный на рисунке, действуют
одновременно две одинаковые силы 1 и 2, то в каком направлении
будет двигаться диск?
В направлении, указанном стрелкой А;
В направлении стрелки В;
В направлении стрелки С.
6. Нужны ли обе цепи, изображенные на рисунке, для поддержки груза,
или достаточно только одной? Какой?
56
Достаточно цепи А;
Достаточно цепи В;
Нужны обе цепи.
7. В речке, где вода течет в направлении, указанном стрелкой,
установлены три турбины. Из труб над ними падает вода. Какая из
турбин будет вращаться быстрее?
Турбина А;
Турбина В;
Турбина С.
8. Какое из колес, А или В, будет вращаться в том же направлении, что
и колесо X?
Колесо А;
Колесо В;
Оба колеса.
9. Какая цепь нужна для поддержки груза?
57
Цепь А;
Цепь В;
Цепь С;
10. Какая из шестерен вращается в том же направлении, что и ведущая
шестерня? А может быть, в этом направлении не вращается ни одна из
шестерен?
Шестерня А;
Шестерня В;
Не вращается ни одна.
11. Какая из осей, А или В, вращается быстрее или обе оси вращаются с
одинаковой скоростью?
Ось А вращается быстрее;
58
Ось В вращается быстрее;
Обе оси вращаются с одинаковой скоростью.
12. Если нижнее колесо вращается в направлении, указанном
стрелкой, то в каком направлении будет вращаться ось X?
В направлении стрелки А;
В направлении стрелки В;
В том и другом направлениях.
13. Какая из машин с жидкостью в бочке тормозит?
Машина А;
Машина Б;
Машина В.
14. В каком направлении будет вращаться вертушка, приспособленная
для полива, если в нее пустить воду под напором?
59
В обе стороны;
В направлении стрелки А;
В направлении стрелки В.
15. Какая из рукояток будет держаться под напряжением пружины?
.
Не будут держаться обе;
Будет держаться рукоятка А;
Будет держаться рукоятка В.
16. В каком направлении передвигали кровать в последний раз?
В направлении стрелки А;
В направлении стрелки В;
Не знаю.
60
17. Колесо и тормозная колодка изготовлены из одного и того же
материала. Что быстрее износится: колесо или колодка?
Колесо износится быстрее;
Колодка износится быстрее;
И колесо, и колодка наносятся одинаково.
18. Одинаковой ли плотности жидкостями заполнены емкости или
одна из жидкостей более плотная, чем другая (шары одинаковые)?
Обе жидкости одинаковые по плотности;
Жидкость А плотнее;
Жидкость B плотнее.
19. В каком направлении будет вращаться вентилятор под напором
воздуха?
61
В направлении стрелки А;
В направлении стрелки B;
В том и другом направлениях.
20. В каком положении остановится диск после свободного движения
по указанной линии?
В каком угодно;
В положении А;
В положении B.
21. Какими ножницами легче резать лист железа?
Ножницами А;
Ножницами B;
Ножницами C.
22. Какое колесо кресла-коляски вращается быстрее при движении
коляски?
62
Колесо А вращается быстрее;
Оба колеса вращаются с одинаковой скоростью;
Колесо В вращается быстрее.
23. Как будет изменяться форма запаянной тонкостенной жестяной
банки, если ее нагревать?
Как показано на рисунке А;
Как показано на рисунке B;
Как показано на рисунке C.
24. Какая из шестерен вращается быстрее?
Шестерня А;
Шестерня B;
Шестерня C.
63
25. С каким шариком столкнется шарик X, если его ударить о преграду
в направлении, указанном сплошной стрелкой?
С шариком А;
С шариком B;
С шариком C.
26. Допустим, что нарисованные колеса изготовлены из резины, В
каком направлении нужно вращать ведущее колесо (левое), чтобы
колесо Х вращалось в направлении, указанном пунктирной стрелкой?
В направлении стрелки А;
В направлении стрелки В;
Направление не имеет значения.
27. Если первая шестерня вращается в направлении, указанном
стрелкой, то в каком направлении вращается верхняя шестерня?
64
В направлении стрелки А;
В направлении стрелки B;
Не знаю.
28. Вес фигур А, В и С одинаковый. Какую из них труднее опрокинуть?
Фигуру А;
Фигуру B;
Фигуру C.
29. Какими кусочками льда можно быстрее охладить стакан воды?
Куском на картинке А;
Кусочками на картинке В;
Куском на картинке C.
65
30. На какой картинке правильно изображено падение бомбы из
самолета?
На картинке А;
На картинке В;
На картинке С.
31. В какую сторону занесет эту машину, движущуюся по стрелке, на
повороте?
В любую сторону;
В сторону А;
В сторону В.
32. В емкости находится лед. Как изменится уровень воды по
сравнению с уровнем льда после его таяния?
66
Уровень повысится;
Уровень понизится;
Уровень не изменится.
33. Какой из камней, А или В, легче двигать?
Камень А;
Усилия должны быть одинаковыми;
Камень В.
34. Какая из осей вращается медленнее?
Ось А;
Ось В;
Ось С.
35. Одинаков ли вес обоих ящиков или один из них легче?
67
Ящик А легче;
Ящик В легче;
Ящики одинакового веса.
36. Бруски А и В имеют одинаковые сечения и изготовлены из одного и
того же материала. Какой из брусков может выдержать больший вес?
Оба выдержат одинаковую нагрузку;
Брусок А;
Брусок В.
37. На какую высоту поднимется вода из шланга, если ее выпустить из
резервуаров А и В, заполненных доверху?
Как показано на рисунке А;
Как показано на рисунке В;
68
До высоты резервуаров.
38. Какой из этих цельнометаллических предметов охладится быстрее,
если их вынести горячими на воздух?
Предмет А;
Предмет В;
Предмет С.
39. В каком положении остановится деревянный диск со вставленным
в него металлическим кружком, если диск катнуть?
В положении А;
В положении В;
В любом положении.
40. В каком месте переломится палка, если резко нажать на ее конец
слева?
69
В месте А;
В месте В;
В месте С.
41. На какой емкости правильно нанесены риски, обозначающие
равные объемы?
На емкости А;
На емкости В;
На емкости С.
42. На каком из рисунков правильно изображена вода, выливающаяся
из отверстий сосуда?
На рисунке А;
На рисунке В;
На рисунке С.
43. В каком пакете мороженое растает быстрее?
70
В пакете А;
В пакете В;
Одинаково.
44. Как будет двигаться подвешенный груз, если верхнее колесо
вращается в направлении стрелки?
Прерывисто вниз;
Прерывисто вверх;
Непрерывно вверх.
45. Какое из колес, изготовленных из одинакового материала, будет
вращаться дольше, если их раскрутить до одинаковой скорости?
71
Колесо А;
Колесо В;
Колесо С.
46. Каким способом легче везти камень по гладкой дороге?
Способом А;
Способом В;
Способом С.
47. В каком направлении будет двигаться вода в системе
шестерёнчатого насоса, если его шестерня вращается в направлении
стрелок?
В сторону А;
В сторону В;
В обе стороны.
72
48. При каком виде передачи подъем в гору на велосипед тяжелее?
При передаче типа А;
При передаче типа В;
При передаче типа С.
49. На дне емкости находится песок. Поверх него — галька (камешки).
Как изменится уровень насыпки в емкости, если гальку и песок
перемешать?
Уровень повысится;
Уровень понизится;
Уровень останется прежним.
50. Зубчатая рейка Х двигается полметра в указанном стрелкой
направлении. На какое расстояние при этом переместится центр
шестерни?
73
На 0,16м;
На 0,25м;
На 0,5 м.
51. Какая из шестерен, А или В, вращается медленнее, или они
вращаются с одинаковой скоростью?
Шестерня А вращается медленнее;
Обе шестерни вращаются с одинаковой скоростью;
Шестерня В вращается медленнее.
52. Какая из лошадок должна бежать на повороте быстрее для того,
чтобы ее не обогнала другая?
Лошадка А;
74
Обе должны бежать с одинаковой скоростью;
Лошадка В.
53. Из какого крана сильнее должна бить струя воды, если их открыть
одновременно?
Из крана А;
Из крана В;
Из обоих одинаково.
54. В каком случае легче поднять одинаковый по весу груз?
В случае А;
В случае В;
В обоих случаях одинаково.
55. Эти тела сделаны из одного и того же материала. Какое из них имеет
меньший вес?
75
Тело А;
Тело В;
Оба тела одинаковы по весу.
56. В какой точке шарик двигается быстрее?
В обоих точках, А и В, скорость одинаковая;
В точке А скорость больше;
В точке В скорость больше.
57. Какой из двух рельсов должен быть выше на повороте?
Рельс А;
Рельс В;
76
Оба рельса должны быть одинаковыми по высоте.
58. Как распределяется вес между крюками А и В?
Сила тяжести на обоих крюках одинаковая;
На крюке А сила тяжести больше;
На крюке В сила тяжести больше.
59. Клапаны какого насоса находятся в правильном положении?
Насоса А;
Насоса В;
Насоса С.
60. Какая из осей вращается медленнее?
77
Ось А;
Ось В;
Ось С.
61. Материал и сечения тросов А и В одинаковые. Какой из них
выдержит большую нагрузку?
Трос А;
Трос В;
Оба троса выдержат одинаковую нагрузку.
62. Какой из тракторов должен отъехать дальше для того, чтобы лодки
остановились у берега?
Трактор А;
78
Трактор В;
Оба трактора должны отъехать на одинаковое расстояние.
63. У какой из калиток трос поддержки закреплен лучше?
У обоих калиток закреплен одинаково хорошо;
У калитки А закреплен лучше;
У калитки В закреплен лучше.
64. Какой талью легче поднять груз?
Талью А;
Талью В;
Обеими талями одинаково.
65. На оси Х находится ведущее колесо, вращающее конусы. Какой из
них будет вращаться быстрее?
79
Конус А;
Оба конуса будут вращаться одинаково;
Конус В.
66. Если маленькое колесо будет вращаться в направлении, указанном
стрелкой, то как будет вращаться большое колесо?
В направлении стрелки А;
В обе стороны;
В направлении стрелки В.
67. Какой из тросов удерживает столб надежнее?
Трос А;
80
Трос В;
Трос С.
68. Какой из лебедок труднее поднимать груз?
Лебедкой А;
Обеими лебедками одинаково;
Лебедкой В.
69. Если необходимо поддержать стальным тросом построенный через
реку мост, то как целесообразнее закрепить трос?
Как показано на рис. А;
Как показано на рис. В;
Как показано на рис. С.
70. Какая из цепей менее напряжена?
81
Цепь А;
Цепь В;
Обе цепи напряжены одинаково.
82
Раздел 3 Сопротивление материалов
83
84
85
86
87
88
Раздел 4 Детали машин
Зубчатые передачи
1.01. Для каких целей нельзя применить зубчатую передачу?
1. Передача вращательного движения с одного вала на другой.
2. Дискретное изменение частоты вращения одного вала по сравнению с
другим.
3. Бесступенчатое изменение частоты вращения одного вала по сравнению
с другим.
4. Превращение вращательного движения вала в поступательное.
1.02. Можно ли при неизменной передаваемой мощности с помощью
зубчатой передачи получить больший крутящий момент?
1. Нельзя.
2. Можно, уменьшая частоту вращения ведомого вала.
3. Можно, увеличивая частоту вращения ведомого вала.
4. Можно, но с частотой вращения валов это не связано.
1.03. Ниже перечислены основные передачи зубчатыми колесами:
А) цилиндрические с прямым зубом;
Б) цилиндрические с косым зубом;
В) цилиндрические с шевронным зубом;
Г) конические с прямым зубом;
Д) конические с косым зубом;
Е) конические с круговым зубом;
Ж) цилиндрическое колесо и рейка.
Сколько из них могут быть использованы для передачи вращения между
пересекающимися осями?
1. Одна. 2. Две. 3. Три. 4. Четыре.
89
1.04. Сравнивая зубчатые передачи с другими механическими передачами,
отмечают:
А) сложность изготовления и контроля зубьев;
Б) невозможность проскальзывания;
В) высокий КПД;
Г) малые габариты;
Д) шум при работе;
Е) большую долговечность и надежность;
Ж) возможность применения в широком диапазоне моментов, скоростей,
передаточных отношений.
Сколько из перечисленных свойств можно отнести к положительным?
1. Три. 2. Четыре. 3. Пять. 4. Шесть.
1.05. Чтобы зубчатые колеса могли быть введены в зацепление, что у них
должно быть одинаковым?
1. Диаметры. 2. Ширина. 3. Число зубьев. 4. Шаг.
1.06. На каком рисунке правильно показан шаг зацепления (рис.1)?
Рис. 1
1.07. Полная высота зуба в нормальном (нарезанном без смещения)
зубчатом колесе равна 9 мм. Чему равен модуль?
1) 2 мм; 2) 2,5 мм; 3) 3 мм; 4) 4 мм.
90
1.08. Диаметр окружности выступов нормального прямозубого зубчатого
колеса равен 110 мм, число зубьев — 20. Чему равен диаметр делительной
окружности?
1) 110 мм; 2) 100 мм, 3) 90 мм; 4) 80 мм.
1.09. Сколько зубьев имеет это нормальное прямозубое зубчатое колесо
(рис 2)?
1) 80; 2) 85; 3) 90; 4) 95.
Рис. 2
1.10. Сколько, зубьев имеет нормальное прямозубое зубчатое колесо с
указанными размерами (рис. 3)?
Рис.3
1) 18; 2) 20; 3) 22; 4) 24.
1.11. Механизм имеет несколько последовательных передач; при вращении
ведущего вала со скоростью 1000 об/мин ведомый вращается со скоростью
80 об/мин. Как правильно назвать этот механизм?
1. Коробка скоростей;
2. Вариатор;
3. Мультипликатор;
91
4. Редуктор.
1.12. Зубчатое колесо имеет следующие характерные окружности:
1) впадин зубьев;
2) делительную;
3) выступов зубьев;
4) основную.
Какая из них имеет наименьший диаметр, если у колеса 20 зубьев и модуль
5 мм?
1.13. По заданным условиям определить частоту вращения на
выходе П5 (рис. 4).
Рис. 4.
1) 15 об/мин; 2) 20 об/мин; 3) 30 об/мин; 4) 40 об/мин.
1.14. Если в редукторе указанной схемы (рис. 5) в два раза уменьшить число
зубьев колеса Z4, то как изменится число оборотов в минуту на выходе N4?
92
Рис. 5.
1. Увеличится в четыре раза.
2. Увеличится вдвое.
3. Не изменится.
4. Уменьшится вдвое.
1.15. Обычно прямозубое цилиндрическое колесо характеризуется
следующими основными параметрами: Т—Модуль; D—делительный
диаметр; Р—Шаг; B—Ширина венца; Z—число зубьев;
— угол
зацепления (профиля).
Сколько из перечисленных параметров стандартизованы?
1. Один. 2. Два. 3. Три. 4. Четыре.
1.16. Передача цилиндрическими зубчатыми колесами характеризуется
следующими основными параметрами:Аω—Межосевое
расстояние; И—Передаточное число; Z1, z2—числа зубьев зацепляющихся
колес; ψва—коэффициент ширины зубьев.
Сколько из них должны назначаться с учетом стандартизованного ряда
чисел?
1. Один. 2. Два. 3. Три. 4. Четыре.
1.17. По какому принципу построены ряды стандартных значений
межосевых расстояний, передаточных чисел, коэффициента ширины
зубьев?
1. Ряд целесообразных чисел.
2. Арифметическая прогрессия.
3. Геометрическая прогрессия.
4. Логарифмический ряд.
93
1.18. Сколько из приведенных чисел 30; 25; 20; 17; 15; 12; 10; 8 могут быть
использованы для назначения числа зубьев нормального (не
корригированного) зубчатого колеса?
1. Все. 2. Шесть. 3. Четыре. 4. Два.
1.19. Приведен ряд чисел для назначения передаточных чисел зубчатых
передач: 1,0; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4,0; 4,5; 5,0;
5,6; 6,3; 7,1; 8,0; 9,0; 10; 11,2; 12,5; 14; 16; 18; 20.
До какого номера ряда стандартизованы передаточные числа зубчатых
передач?
1) 7; 2) 13; 3) 19; 4) 23.
1.20. Сколько из написанных соотношений соответствуют передаточному
числу редуцирующей зубчатой передачи (индекс 1 означает ведущий
элемент, индекс 2 — ведомый)?
;
Где
;
;
,
— диаметр делительной окружности;
—Частота вращения; T—момент;
— число зубьев;
— КПД.
1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.
1.21. Какая из написанных зависимостей между межосевым расстоянием (А)
и диаметрами зубчатых колес в редуцирующей передаче (D1, d2)
неправильная (и — передаточное число)?
1)
; 2)
; 3)
; 4)
.
1.22. Из приведенного значения коэффициента ширины зубьев какие
рекомендуются для передвижных шестерен коробок скоростей?
1) 0,125÷0,200;
94
2) 0,200÷0,400;
3) 0,400÷0,630;
4) 0,630÷1,0.
1.23. Отношение ширины зубчатой шестерни к ее диаметру допускают
наибольшим, когда шестерня расположена:
1) на консоли вала;
2) симметрично между опорами вала;
3) несимметрично между опорами вала;
4) указанное отношение не связывают с положением шестерни на валу.
1.24. С чем связывают выбор способа получения заготовки для зубчатого
колеса (точением из прутка, ковкой, штамповкой, литьем и т. п.)?
1. С шириной зубчатого венца.
2. С диаметром.
3. С положением зубчатого колеса на валу.
4. С точностью.
1.25. Каким материалам для изготовления небольших зубчатых колес
закрытых передач следует отдавать предпочтение?
1. Среднеуглеродистые стали обыкновенного качества без термообработки.
2. Среднеуглеродистые качественные и хромистые легированные стали
нормализованные, термически улучшенные.
3. Среднеуглеродистые качественные и легированные стали с объемной
закалкой.
4. Малоуглеродистые и легированные стали с поверхностной
химико-термической обработкой.
1.26. В каком количестве из перечисленных случаев сочетание материалов
для изготовления зубчатых колес нецелесообразно?
95
Шестерня Колесо
СЧ 21—40 Сталь 45 нормализованная
Сталь 40Х улучшенная СЧ 21—40
Сталь 45 улучшенная Сталь 45 закаленная
Сталь 45 закаленная Сталь 45 закаленная
Сталь 40Х закаленная Сталь 20Х цементированная
Сталь 18ХГТ цементированная Сталь 40Х закаленная
Сталь 38Х2Ю азотированная Сталь 18ХГТ цементированная
Текстолит ПТК Сталь 45 закаленная
1. В двух. 2. В трех. 3. В четырех. 4. В пяти.
1.27. В зависимости от чего назначается степень точности зубчатого колеса?
1. От окружной скорости (
2. От частоты вращения (
).
).
3. От передаваемой мощности (
).
4. От нагружающего момента (
).
1.28. В какой из передач указанной точности следует ожидать при прочих
равных условиях наибольшие динамические нагрузки?
1. Ст. 9Е; 2. Ст. 8Д; 3. Ст. 7С; 4. Ст. 6В.
1.29. Какой из приведенных возможных критериев работоспособности
зубчатых передач считают наиболее вероятным для передач в редукторном
(закрытом) исполнении?
1. Поломка зубьев.
2. Усталостное выкрашивание поверхностных слоев.
3. Абразивный износ.
4. Заедание зубьев.
96
1.30. Сравниваются два нормальных зубчатых колеса из одного материала,
одинаковой ширины, с одинаковым числом зубьев и с модулем первое—2
мм; второе — 4 мм. Какая нагрузочная способность по изгибной прочности
у этих колес?
1. Одинаковая.
2. Первого больше, чем второго.
3. Второго больше, чем первого.
4. От модуля не зависит.
1.31. Выяснилось, что при расчетах зубчатых колес на изгибную прочность
ошибочно передаваемый момент был занижен в четыре раза. Чтобы
передача была работоспособна, как надо увеличить модуль?
1. В четыре раза.
2. В два раза.
3. В раза.
4. В = 1,58 раза.
1.32. От чего не зависит коэффициент прочности зубьев по изгибным
напряжениям (формы зуба)?
1. Материала.
2. Числа зубьев.
3. Коэффициента смещения исходного контура.
4. Формы выкружки у основания зуба.
1.33. С увеличением диаметра зубчатого колеса за счет большего числа
зубьев при прочих равных условиях как изменится его изгибная
нагрузочная способность?
1. Растет пропорционально.
2. Растет, но не пропорционально.
3. Уменьшается пропорционально.
97
4. Уменьшается, но не пропорционально.
1.34. Как изменится напряжение изгиба, если нагрузка на передачу
увеличится в четыре раза?
1. Не изменится.
2. Возрастет в два раза.
3. Возрастет в четыре раза.
4. Возрастет в 16 раз.
1.35. Сколько из перечисленных сведений о зубчатом колесе надо знать,
чтобы назначить коэффициент формы зубьев по изгибным
напряжениям YF? Модуль (Т); диаметр (D); число зубьев (Z); коэффициент
смещения (Х); шаг (Р); угол наклона зуба (β)
1. Пять. 2. Четыре. 3. Три. 4. Два.
1.36. Как изменятся контактные напряжения, если нагрузка на зубчатую
передачу возрастет в четыре раза?
1. Не изменятся.
2. Возрастут в два раза.
3. Возрастут в четыре раза.
4. Возрастут в 16 раз.
1.37. Какой вид разрушения зубьев наиболее характерен для закрытых,
хорошо смазываемых, защищенных от загрязнений зубчатых передач?
1. Поломка зуба.
2. Заедание зубьев.
3. Истирание зубьев.
4. Усталостное выкрашивание поверхностного слоя на рабочей
поверхности зуба.
1.38. Нагрузочную способность зубчатого колеса можно повысить:
А) увеличивая модуль;
98
Б) улучшая материал;
В) увеличивая его ширину;
Г) увеличивая диаметр за счет увеличения числа зубьев;
Д) увеличивая угол зацепления.
Сколько из перечисленных действий повысят контактную нагрузочную
способность?
1. Два. 2. Три. 3. Четыре. 4. Пять.
1.39. Коэффициенты нагрузки при расчетах цилиндрических зубчатых
передач находят в основном как произведение трех коэффициентов:
;
.
Что учитывает коэффициент Кβ?
1. Возможные кратковременные перегрузки относительно номинальной,
принятой для расчета нагрузки.
2. Динамические нагрузки, связанные с неточностями изготовления
зубчатых колес.
3. Концентрацию нагрузки по ширине зубчатого венца.
4. Потерю прочности зуба в связи с утонением при износе.
1.40. Явление динамичности нагрузки при расчетах цилиндрических
зубчатых передач учитывают коэффициентом Кυ. С чем связывают выбор
или расчет его?
1. С окружной скоростью.
2. Размещением зубчатого колеса на валу относительно опор.
3. Точностью изготовления зубчатых колес.
4. Возможностью их прирабатываемости в передаче.
Какая запись сделана ошибочно?
99
1.41. Для какой из приведенных передач следует назначить самый большой
коэффициент распределения нагрузки по длине зуба (рис. 6)?
Рис.6.
1.42. Сравниваются передачи, у которых отношение ширины зубчатого
колеса (B) к диаметру (D1) составляет:
1)
; 2)
; 3)
; 4)
В каком случае коэффициент концентрации нагрузки будет наибольшим?
1.43. Сравниваются одинаковые зубчатые передачи, элементы которых
выполнены из материалов:
Шестерня Колесо
1. Сталь 45 улучшенная Сталь 45 нормализованная
2. Сталь 45 закаленная Сталь 40 улучшенная
3. Сталь 30Х закаленная Сталь 45 закаленная
4. Сталь 40Х улучшенная Сталь 40Х улучшенная
В каком случае коэффициент концентрации будет наибольшим?
1.44. Для уменьшения динамических нагрузок в зубчатой передаче
предложено:
1) сделать зуб бочкообразной формы;
2) снизить твердость колеса (HВ<350);
3) уменьшить размеры зубчатых колес;
4) уменьшить модуль при тех же размерах.
100
Какое из действий не дает положительного эффекта?
1.45. По какой из приведенных формул следует определять допускаемые
напряжения изгиба для расчета нереверсивной зубчатой передачи?
1)
; 2)
; 3)
;
4)
Где
,
,
,
— соответственно предел прочности, текучести,
выносливости (с учетом концентрации напряжений);
состояния поверхности;
— масштабный фактор;
—фактор
—Коэффициент
безопасности.
1.46. С чем связывают выбор допускаемых контактных напряжений для
расчета зубчатых передач?
1. С твердостью материала.
2. Характеристиками механической прочности.
3. Микроструктурой.
4. Характеристиками износостойкости.
1.47. Учет режима нагружения при расчетах зубчатых передач состоит в
том, что выбранные или рассчитанные допускаемые напряжения для не
меняющейся во времени длительной нагрузки умножают на коэффициент
режима (коэффициент долговечности)
Где NО—базовое число циклов перемены напряжений; Nе—Эквивалентное
число циклов перемены нагружений.
101
Чему равен показатель степени Т при расчетах на контактную прочность?
1) 9; 2) 8; 3) 7; 4) 6.
1.48. Коэффициент режима нагружения (коэффициент долговечности) КL, с
помощью которого учитывается переменность нагружения зубчатой
передача во времени, каким по величине может быть?
1. Меньше единицы.
2. И меньше, и равен, и больше единицы.
3. Больше единицы.
4. Равен или больше единицы, но с ограничением наибольшего значения.
1.49. При расчетах зубчатых передач на изгибную прочность с учетом
режима нагружения какая величина принимается в качестве базового числа
циклов перемены нагружений NО?
1)
; 2)
; 3)
; 4)
.
1.50. Для подлежащей проектированию закрытой зубчатой передачи
известно: момент на колесе Т2; частота вращения колеса N2; режим
нагружения. Достаточно ли этих сведений, чтобы выполнить ее расчет?
1. Достаточно.
2. Необходимо дополнительно знать число зубьев колеса Z2.
3. Необходимо дополнительно знать передаточное число И.
4. Необходимо дополнительно знать мощность на колесе
.
1.51. При проектировании закрытой зубчатой передачи выполняют
следующие основные расчеты:
1) рассчитывают и назначают модуль;
2) рассчитывают и назначают межосевое расстояние;
3) рассчитывают или назначают число зубьев зубчатых колес пары;
4) назначают ширину зубчатых венцов;
102
5) рассчитывают диаметры;
6) назначают степень точности.
В какой последовательности выполняют эти расчеты, если за критерий
работоспособности принята контактная прочность зубьев?
1) 1, 2, 3, 4, 5, 6;
2) 2, 1, 3, 5, 4, 6;
3) 3, 4, 1, 2, 5, 6;
4) 6, 4, 3, 2, 5, 3.
1.52. В расчетах зубчатых передач приходится сталкиваться со следующими
проверочными расчетами:
1. проверка на усталостную контактную прочность;
2. проверка на усталостную изгибную прочность;
3. проверка на отсутствие пластических поверхностных деформаций при
действии пиковых нагрузок;
4. проверка на объемную прочность зуба при действии пиковых нагрузок.
Применительно к зубчатой передаче в редукторе привода с известным
двигателем какие проверочные расчеты надо сделать?
1) все; 2) 1,2,4; 3) 1,2; 4) 2,3.
1.53. Какая схема действия сил и моментов в зубчатой паре верна (рис. 7)?
103
Рис. 7
1.54. Какие значения угла наклона зуба реальны в косозубых
цилиндрических зубчатых колесах?
1)
; 2)
3)
; 4)
1.55. Применительно к косозубому зубчатому колесу различают модуль
торцовый (Mt) и модуль нормальный (тп).Какая взаимосвязь между ними?
1. Не связаны друг с другом. 2. Равны. 3. Mt>Mn. 4. Mt<Mn.
1.56. По какой из формул рассчитывается делительный диаметр косозубого
зубчатого колеса с углом наклона зуба β, имеющего Z зубьев и нормальный
модуль Mn?
1)
; 2)
Перечень типовых вопросов к итоговому контролю.
1. Аксиомы статики.
104
2. Виды связей и их реакции.
3. Система сходящихся сил. Геометрические и аналитические условия
равновесия.
4. Теорема о равновесии трех параллельных сил.
5. Момент силы относительно точки.
6. Векторное выражение и изображение момента силы относительно
точки.
7. Теорема
Вариньона
о
моменте
равнодействующей
системы
сходящихся сил.
8. Пара сил. Момент пары сил, как вектор.
9. Теорема об эквивалентности пар.
10.Сложение пар, произвольно расположенных в пространстве. Условия
равновесия системы пар.
11.Теорема о параллельном переносе силы (метод Пуансо).
a. Основная теорема статики о приведении системы сил к данному
центру. Главный вектор и главный момент системы сил.
12.Вычисление главного вектора и главного момента произвольной
плоской системы сил. Частные случаи приведения.
13.Аналитические условия равновесия произвольной плоской системы
сил. Три вида условий равновесия.
14.Сила трения. Коэффициент трения. Предельная сила трения. Угол и
конус трения.
15.Трение качения, коэффициент трения качения.
16.Момент силы относительно оси.
17.Вычисление главного вектора и главного момента произвольной
пространственной системы сил.
18.Аналитические условия равновесия произвольной пространственной
системы сил.
19.Теорема Вариньона о моменте равнодействующей относительно оси.
105
20.Центр параллельных сил. Формулы для определения координат
центра параллельных сил.
21.Центр тяжести твердого тела; формула для определения его
координат.
22.Векторный
способ
задания
движения.
Скорость
точки
как
производная ее радиуса-вектора по времени.
23.Ускорение точки как производная от ее скорости по времени.
24.Координатный способ задания движения точки. Определение
скорости и ускорения точки по их проекциям на координатные оси.
25.Естественный способ задания движения точки. Алгебраическая
величина скорости точки. Нормальное и касательное ускорения
точки.
26.Вычисление касательного ускорения точки при координатном
способе задания движения.
27.Поступательное движение твердого тела. Теорема о траекториях,
скоростях и ускорениях точек твердого тела при поступательном
движении.
28.Вращательное движение твердого тела вокруг неподвижной оси.
Угловая скорость и угловое ускорение.
29.Скорость
и
ускорение
точки
тела,
вращающегося
вокруг
неподвижной оси.
30.
Плоское движение твердого тела и движение плоской фигуры в
ее плоскости. Уравнение движения плоской фигуры. Разложение
движения плоской фигуры: на поступательное вместе с полюсом и
вращательное вокруг полюса.
31.
Определение скорости любой точки плоской фигуры как
геометрической суммы скорости полюса и вращательной скорости.
32.
Теорема о проекциях скоростей двух точек плоской фигуры.
33.
Мгновенный центр скоростей. Определение скоростей точек
плоской фигуры с помощью мгновенного центра скоростей.
106
34.
Определение ускорения любой точки плоской фигуры как
геометрической суммы ускорения полюса и ускорения этой точки при
вращении фигуры вокруг полюса.
35.Сложное движение точки. Теорема о сложении скоростей.
36.Теорема Кориолиса о сложении ускорений. Модуль и направление
кариолисова ускорения.
37.Законы классической механики.
38.Дифференциальные уравнения движения свободной и несвободной
материальной точки в декартовых координатах.
39.Уравнения в проекциях на оси естественного трехгранника.
40.Принцип Даламбера для материальной точки.
41.Две основные задачи для материальной точки.
42.Теорема об изменении количества движения материальной точки.
43.Теорема об изменении момента количества движения материальной
точки
(теорема
моментов).
Сохранение
момента
количества
движения.
44.Работа силы. Мощность.
45.Работа силы тяжести.
46.Работа силы упругости.
47.Работа силы трения скольжения.
48.Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки.
49.Теорема о движении центра масс. Закон сохранения.
50.Момент инерции тела относительно оси. Радиус инерции. Момент
инерции тела относительно параллельных осей (теорема Гюйгенса).
51.Момент инерции однородного тонкого стержня.
52.Момент инерции однородного круглого диска.
53.Момент инерции однородного сплошного цилиндра.
54.Теорема об изменении количества движения системы. Закон
сохранения.
107
55.Теорема об изменении главного момента количеств движения
системы. Закон сохранения.
56.Работа силы, приложенной к вращающемуся телу (работа момента).
57.Работа сил трения качения.
58.Кинетическая
энергия
твердого
тела
при
поступательном,
вращательном и плоском движениях.
59.Теорема об изменении кинетической энергии системы.
60.Дифференциальное уравнение вращательного движения твердого
тела вокруг неподвижной оси.
61.Дифференциальные уравнения плоского движения твердого тела.
62.Приведение сил инерции твердого тела к простейшему виду. Главный
вектор и главный момент.
63.Приведение сил инерции твердого тела к простейшему виду при
поступательном, вращательном и плоском движениях.
64.Принцип Даламбера для механической системы.
65.Основное уравнение теории удара.
66.Общие теоремы теории удара.
67.Коэффициент восстановления при ударе. Удар тела о неподвижную
преграду.
68.Прямой центральный удар двух тел (удар шаров).
69.Потеря кинетической энергии при неупругом ударе двух тел. Теорема
Карно.
108
109
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. АРТЕМЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
по дисциплине «МЕХАНИКА»
Специальность 280103.65 – Защита в чрезвычайных ситуациях
специализация – Гражданская защита
г. Артем
2012
109
110
Основная литература
1. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики, Учебник для ВТУЗОВ,
5е изд. стер.- М.,Высшая школа,2005,416с.
2. Пульпинский Я.С. Теоретическая механика. Статика: Учебное пособие.
-Пенза: Изд. ПГУАС, 2004. - 128 с.
3. Пульпинский Я.С. Теоретическая механика. Динамика: Учебное пособие.
-Пенза: Изд. ПГУАС, 2004. - 196 с.
Дополнительная литература
1. Тарг СМ. Краткий курс теоретической механики. - М.: Высшая школа,
1998; 2001.-416 с.
2. Поляхов Н.Н. и др. Теоретическая механика: Учебник. Под ред. П.Е.
Товстика. - М.: Высшая школа, 2000. - 592 с.
3. Сопротивление
материалов:
Уч.пос.Вуз./Под
ред.
Б.Е.Мельникова.-СПб.:Лань,2003.-528с.
4. Бузин Е.М. Сборник задач по теоретической механике, решаемых с
примененитем ЭВМ, Уч. пособие для ВУЗОВ, СпбПолитехник, 2003г.
Интернет - источники
1. Техническая механика: Учебное пособие для вузов / В.Т. Батиенков,
В.А. Волосухин, С.И. Евтушенко, В.А. Лепихова. - М.: ИЦ РИОР: ИНФРА-М,
2011. - 384 с.
http://znanium.com/bookread.php?book=219137
2. Механика: Учебное пособие для вузов / В.Т. Батиенков, В.А.
Волосухин, С.И. Евтушенко, В.А. Лепихова. - М.: ИЦ РИОР: ИНФРА-М, 2011.
- 512 с.
http://znanium.com/bookread.php?book=219285
3. Прикладная механика: Учебное пособие для вузов / В.Т. Батиенков,
В.А. Волосухин, С.И. Евтушенко, В.А. Лепихова. - М.: ИЦ РИОР: ИНФРА-М,
2011. - 288 с
http://znanium.com/bookread.php?book=219428
4. Механика: Учебное пособие / В.Л. Николаенко. - М.: ИНФРА-М; Мн.:
110
111
Нов. знание, 2011. - 636 с.
http://znanium.com/bookread.php?book=220748
111