Тамбовское областное государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«Железнодорожный колледж»
Рабочая программа
учебной дисциплины «Техническая механика»
для специальности Техническая эксплуатация подвижного состава
Разработал:
преподаватель
Мичуринск-наукоград РФ
Рабочая программа учебной дисциплины «Техническая механика» составлена в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников для специальности Техническая эксплуатация подвижного состава
Рабочая программа учебной дисциплины «Техническая механика» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности Техническая эксплуатация подвижного состава
Учебная дисциплина «Техническая механика» является о6щепрофессиональной, устанавливающей базовые знания для освоения специальных дисциплин.
В результате изучения дисциплины студент должен:
иметь представление о роли и месте учебной дисциплины в профессиональной деятельности техника;
знать основные положения и аксиомы статики, кинематики, динамики и деталей машин;
уметь использовать методы проверочных расчетов на прочность, совместное действие изгиба и кручения; выбирать вид передачи вращательного момента и производить ее геометрический расчет.
Рабочая программа рассчитана на 144 часов (из них 80 часов лабораторные занятия) для базового уровня среднего профессионального образования.
Изучение дисциплины основывается на знаниях, умениях и навыках, полученных при изучении математики и тесно связана с дисциплинами: «Технические средства железных дорог», «Системы регулирования движения поездов».
При изучении дисциплины обращается внимание на её прикладной характер, показываются, где и когда изучаемые теоретические положения могут быть использованы в дальнейшей практической деятельности.
Программа
предмета «Техническая механика»
Введение
Содержание и структура учебной дисциплины «Техническая механика», её значение в развитии техники, связь с другими дисциплинами. Роль механики в профессиональной деятельности техника.
Понятие о материи, механическом движении, равновесии. Краткая историческая справка.
Раздел 1. Статика
Тема 1.1. Основные понятия и аксиомы статики
Студент должен:
знать определения материальной точки, абсолютно твердого тела, силы и системы сил; основные аксиомы статики; типы связей, принцип освобождения от связей;
уметь определить тип связи, находить направления реакций идеальных связей.
Содержание учебного материала
Материальная точка. Абсолютно твердое тело. Сила и ее характеристики. Система сил, эквивалентные Системы. Равнодействующая и уравновешивающая силы. Аксиомы статики. Свободное и несвободное тело. Связи, их реакции; принцип освобождения от связей.
Тема 1.2. Плоская система сил
Студент должен:
знать графический и аналитический методы определения равнодействующей плоской системы сходящихся сил, условие и уравнения ее равновесия; определения и свойства пар сил и момента силы относительно точки; метод приведения плоской системы произвольно расположенных сил к заданному центру, условия и уравнения равновесия плоской системы сил; основные виды нагрузок, типы опор и схемы балочных конструкций;
уметь решать задачи, сводящиеся к равновесию плоской системы сходящихся и произвольно расположенных сил; определять опорные реакции и проверять правильность их определения; рационально выбирать направление координатных осей и положение центра моментов.
Содержание учебной дисциплины
Геометрический метод определения равнодействующей плоской системы сходящихся сил. Условие равновесия. Проекции силы и суммы сил на координатные оси. Аналитический метод определения равнодействующей плоской системы сходящихся сил. Условие и уравнения равновесия. Рациональный выбор координатных осей.
Пара сил и ее характеристика. эквивалентные пары. Свойства пар. Условие равновесия системы пар. Момент силы относительно точки.
Параллельный перенос силы. Приведение плоской системы произвольно расположенных сил к заданному центру; главный вектор и главный момент системы. Теорема Вариньона. Условия и уравнения равновесия плоской системы произвольно расположенных сил. Рациональный выбор центров моментов.
Тема 1.3. Пространственная система сил
Студент должен:
знать принципы разложения пространственной силы гга три составляющие и определения ее модуля и направления по известным проекциям; условие и уравнение равновесия пространственной системы сходящихся сил; определение момента силы относительно оси, условие и уравнение равновесия пространственной системы произвольно расположенных сил;
уметь решать задачи, сводящиеся к равновесию пространственной системы сходящихся и произвольно расположенных сил.
Содержание учебного материала
Параллелепипед сил. Условие и уравнение равновесия пространственной системы сходящихся сил. Момент силы относительно осы. Понятие о главном векторе и главном моменте системы пространственных сил. Условие и уравнение равновесия пространственной системы произвольно расположенных сил.
Тема 1.4. Центр тяжести
Студент должен:
знать определение центра тяжести, формулы для определения положения центра тяжести плоских тел (сечений), порядок определения положения центра тяжести плоских сечений, состоящих из простых геометрических фигур и прокатных профилей;
уметь находить положение центра тяжести плоских сечений, состоящих из простых геометрических фигур и стандартных прокатных профилей.
Содержание учебного материала
Центр параллельных сил и его свойства. Центр тяжести. Координаты центра тяжести плоских тел (сечений). Положение центра тяжести простых геометрических фигур и стандартных прокатных профилей. Порядок определения положения центра тяжести составных сечений.
Раздел 2. Элементы кинематики и динамики
Тема 2.1. Кинематика
Студент должен:
знать основные способы задания движения точки; определение скорости и ускорения точки при естественном способе задания движения; виды движения точки в зависимости от ускорения; особенности поступательного и вращательного движения тел; определение угловой скорости и частоты вращения;
уметь решать несложные задачи на определение: пройданного пути, скорости и ускорения (касательного и нормального) точки, движущейся но заданной траектории, углового перемещения, угловой скорости и ускорения вращающегося тела, скорости, касательного и нормального ускорения любой точки вращающегося тела.
Содержание учебного материала
Основные понятия кинематики и параметры механического движения. Способы задания движения точки. Скорость и ускорение точки при естественном способе задания движения. Виды движения точки в зависимости от ускорения.
Поступательное движение твердого тела. Вращательное движение твердого тела вокруг неподвижной оси, его виды. Угловые скорость п ускорение тела, частота вращения. Скорости и ускорения точек вращающегося тела.
Тема 2.2. Динамика
Студент до. лжен:
знать задачи и аксиомы динамики; силы инерции и метод кинетостатики; определение работы постоянной силы и мощности при поступательном и вращательном движении, механического КПД; основной закон трения скольжения; определение импульса постоянной силы, количества движения и кинетической энергии тела при поступательном движении;
уметь применять методы кинетостатики при решении задач на поступательное движение тела, в том числе и с учетом силы трения; решать несложные задачи с использованием понятия работы, мощности и КПД при поступательном и вращательном движении тела.
Содержание учебного материала
Задачи и аксиомы динамики. Силы инерции, метод кинетостатики.
Работа постоянной силы и мощность при поступательном и вращательном движении. Механический КПД. Трение скольжения, самоторможение.
Понятие об импульсе постоянной силы, количестве движения и кинетической энергии тела при поступательном движении.
Раздел 3. Основы сопротивления материалов
Тема 3.1.Основные положения
Студент должен:
знать основные задачи, гипотезы и допущения сопромата; классификацию нагрузок, метод сечений, внутренние силовые факторы, виды простейших нагружений; виды механических напряжений;
уметь применять метод сечений; по внутренним силовым факторам определять вид нагружения.
Содержание учебного материала
Деформируемое тело; упругость и пластичность. Задачи сопромата. Реальный объект и расчетная схема. Гипотезы и допущения сопромата. Внешние и внутренние силы. Метод сечений. Внутренние силовые факторы. Виды простейших нагружений. Напряжение полное, нормальное и касательное.
Тема 3.2. Растяжение и сжатие
Студент должен:
знать продольные силы в любом поперечном сечении бруса, характер распределения нормальных напряжений по поперечному сечению и определение их величины; закон Гука и смысл модуля продольной упругости, расчет абсолютного удлинения бруса; основные механические характеристики материалов; сущность расчетов на прочность;
уметь строить эпюры продольных сил и нормальных напряжений; выполнять проверку прочности и проектный расчет бруса при растяжении и сжатии.
Содержание учебного материала
Продольные силы и нормальные напряжения в поперечных сечениях, их зазоры.
Продольная деформация. Закон Гука. Модуль продольной упругости. Определение абсолютного удлинения бруса под нагрузкой.
Испытание материалов на растяжение и сжатие, основные механические характеристики материалов. Предельное и допускаемое напряжение, коэффициент запаса прочности, условие прочности. Три вида расчетов на прочность.
Тема 3.3. Срез и смятие
Студент должен:
знать условности и допущения расчетов на срез и смятие; формулы для выполнения проверочных расчетов;
уметь выполнять проверочные расчеты на срез и снятие для болтовых, штифтовых и заклепочных соединений.
Содержание учебного материала
Понятие о деформации среза и смятия. Основные допущения при расчетах. Формулы для выполнения проверочных расчетов на прочность.
Тема 3.4. Геометрические характеристики плоских сечений
Студент должен:
знать смысл осевых и полярных моментов инерции, связь между ними; сущность моментов инерции простых геометрических фигур и прокатных профилей;
уметь определять положение главных центральных осей и осевые моменты инерции для составных сечений, имеющих две оси симметрии.
Содержание учебного материала
Осевой и полярный моменты инерции, зависимость между ними. Понятие о главных центральных осях сечения. Связь между моментами инерции относительно параллельных осей, одна из которых главная. Моменты инерции простых геометрических фигур и стандартных прокатных профилей. Главные центральные моменты инерции составных сечений, имеющих две оси симметрии.
Тема 3.5. Кручение
Студент должен:
знать основы теории кручения бруса круглого сечения; крутящие моменты и касательные напряжения в поперечных сечениях круглого бруса (вала);
уметь строить эпюры крутящих моментов; выполнять проверку прочности и проектный расчет бруса круглого сечения (вала) при кручении.
Содержание учебного материала
Чистый сдвиг при кручении. Закон Гука при сдвиге. Модуль сдвига. Крутящие моменты и их эпюры.
Касательные напряжения в поперечных сечениях круглого бруса. Полярный момент сопротивления круга и кольца. Рациональная форма поперечных сечений. Расчеты на прочность.
Тема 3.6. Изгиб
Студент должен:
знать виды изгиба; внутренние силовые факторы при прямом поперечном изгибе; методику определения поперечной силы и изгибающего момента в сечениях балок; расчеты на прочность;
уметь строить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов при прямом поперечном изгибе; выполнять проверку прочности и проектный расчет балок.
Содержание учебного материала
Основные понятия, классификация видов изгиба. Поперечные силы и изгибающие моменты при прямом поперечном изгибе, их эпюры.
Нормальные напряжения в поперечных сечениях балок. Основные моменты сопротивления простых сечений. Рациональные формы поперечных сечений балок. Расчеты балок на прочность.
Тема 3.7. Устойчивость сжатых стержней
Студент должен:
знать физическую сущность устойчивости упругих конструкций; методику определения критической силы и напряжения для стержневых конструкций; область применения формулы Эйлера;
уметь выполнять проверку устойчивости сжатых стержней.
Содержание учебного материала
Понятие о продольном изгибе и устойчивости стержневым конструкций. Критическая сила. Условие устойчивости. Формула Эйлера. Понятие о гибкости стержня. Рациональные формы поперечных сечений. Расчеты на устойчивость.
Раздел 4. Детали машин
Тема 4.1. Основные понятия и определения
Студент должен:
знать классификацию машин, основные требования к ним и их структуру; уметь пояснять структурную схему машин.
Содержание учебного материала
Машина, классификация машин. Основные требования к машинам. Краткие сведения о стандартизации и взаимозаменяемости.
Звено, кинематическая пара, механизм. Классификация механизмов.
Тема 4.2. Соединения деталей
Студент должен:
знать классификацию соединений, их достоинства, недостатки и область применения;
уметь выполнять проверочные расчеты сварных соединений; подбирать шпонки по стандарту.
Содержание учебного материала
Неразъемные и разъемные соединения. Сварочные соединения, их и достоинства и недостатки, основные виды. Расчёты на прочность. Резьбовые соединения. Виды резьб, конструктивные формы соединений, способы стопорения. Шпоночные соединения, их назначение и основные виды. Подбор призматических шпонок по стандарту.
Тема 4.3. Передачи вращательного движения, редукторы и элементы приводов подвижного состава
Студент должен:
знать классификацию н основные параметры передач, конструкцию основных видов, кинематические и геометрические расчеты; конструкцию и область применения валов, осей, опор скольжения и качения; назначение и устройство основных типов муфт;
уметь определять передаточное отношение, угловые скорости, вращающие моменты и мощности на валах передач; выполнять геометрический расчет и определять силы в зацеплении зубчатых передач.
Содержание учебного, материала
Назначение, классификация и основные параметры передач вращательного движения.
Фрикционные передачи; устройство, принцип работы, область применения. Понятие о вариаторах. Ременные передачи; основные виды и область применения. Зубчатые передачи; устройство, классификация и область применения. Основные параметры эвольвентного зацепления.
Прямозу6ая цилиндрическая передача. Кинематический и геометрический расчеты: Силы в зацеплении.
Косозу6ые, конические, червячные и цепные передачи; устройство и область применения.
Редукторы; основные типы, устройство, область применения. Валы и оси, их назначение и конструкция.
Опоры скольжения и качения; назначение, конструкция, сравнительная оценка.
Муфты, их назначение и конструкция основных типов.
