Изгиб с кручением. Условия прочности при изгибе с по теориям прочности. Определение величины коэффициента запаса прочности (коэффициента безопасности) при изгибе с кручением по теориям прочности.

Местные напряжения.

Виды местных напряжений. Концентрация напряжений. Концентраторы напряжений. Номинальное напряжение. Коэффициенты концентрации - теоретический и эффективный. Концентрация напряжений при растяжении (сжатии). Концентрация напряжений при изгибе. Концентрация напряжений при кручении. Контактные напряжения. Формулы для определения контактных напряжений для случаев сжатия двух сферических тел и сжатия двух цилиндров.

Прочность материалов при переменных напряжениях.

Основные понятия об усталостной прочности. Циклические нагрузки. Характер разрушения материала при циклических нагрузках.

Усталость материала. Выносливость (циклическая прочность). Предел выносливости. Основные параметры цикла. Виды циклов. Предел выносливости при симметричном цикле. Кривая выносливости (кривая Веллера). Базовое число циклов. Долговечность. Ограниченный предел выносливости. Диаграмма предельных циклических напряжений. Факторы, влияющие на величину предела выносливости (концентрация напряжений, размеры детали и состояние поверхности). Общий коэффициент изменения предела выносливости при симметричном цикле. Действительный предел выносливости детали при симметричном цикле.

Расчеты на прочность при переменных напряжениях. Методика определения величины коэффициента запаса прочности (коэффициента безопасности) при симметричном цикле при симметричном и ассимметричном циклах нагружений.

4.1.4. Передаточные механизмы

Зубчатые передачи.

Общие сведения. Основная теорема зацепления. Следствие из основной теоремы зацепления. Виды разрушений зубьев.

Материалы зубчатых колес. Углеродистые и легированные стали. Виды термообработки сталей и их характеристики. Допускаемые напряжения. Взаимосвязь между допускаемыми контактными напряжениями, твердостью и пределом выносливости. Допускаемые напряжения изгиба для нереверсивной передачи и для реверсивной передач. Взаимосвязь между допускаемыми напряжениями изгиба и пределом выносливости.

Плоские зубчатые передачи.

Эвольвентное зацепление.

Эвольвента окружности. Эволюта. Свойства эвольвенты. Зацепление двух эвольвентных профилей. Обеспечение эвольвентным зацеплением постоянства передаточного отношения. Невлияние изменения межцентрового расстояния в эвольвентной передаче на величину передаточного отношения.

Эвольвентная прямозубая цилиндрическая передача.

Параметры эвольвентной передачи с круглыми цилиндрическими колесами. Взаимосвязь между параметрами передачи.

Силовой расчет цилиндрической эвольвентной прямозубой передачи. Нормальная сила в зацеплении. Определение составляющих силы в зацеплении - окружной и радиальной. Расчетная нагрузка. Коэффициент нагрузки.

Расчет эвольвентной цилиндрической прямозубой передачи по контактным напряжениям. Расчет зубьев эвольвентной цилиндрической прямозубой передачи по изгибным напряжениям. Случаи, когда изгибная прочность является основным критерием работоспособности зубчатой передачи.

Особенности расчетов цилиндрических косозубых, ортогональных конических прямозубых и червячных передач по сравнению с цилиндрическими прямозубыми.

Эвольвентные цилиндрические косозубые передачи.

Эквивалентное прямозубое цилиндрическое колесо и определение его геометрических параметров.

Силовой расчет косозубой цилиндрической эвольвентной передачи. Нормальная сила в зацеплении. Составляющие нормальной силы в зацеплении – окружная, радиальная, осевая. Определение их величин.

Расчеты эвольвентной цилиндрической косозубой передачи по контактным напряжениям (проверочный и проектный).

Расчет эвольвентной цилиндрической косозубой передачи по изгибным напряжениям.

Ортогональные конические передачи. Геометрия конических прямозубых передач. Взаимосвязь между геометрическими параметрами.

Силовой расчет конической прямозубой эвольвентной передачи. Составляющие нормальной силы, действующей на колесо со стороны сопряженного колеса - окружная, радиальная и осевая. Эквивалентное прямозубое цилиндрическое колесо и его геометрические параметры.

Расчеты ортогональной конической прямозубой эвольвентной передачи по контактным напряжениям.

Расчеты конической прямозубой передачи по изгибным напряжениям.

Ортогональная червячная передача с архимедовым червяком. Геометрия ортогональной червячной передачи с архимедовым червяком. Передаточное число червячной передачи, особенности определения его величины по сравнению с цилиндрическими и коническими передачами. Силовой расчет червячной передачи. Составляющие нормальной силы, действующей в зацеплении на червяк со стороны червячного колеса - окружная, радиальная и осевая. Составляющие нормальной силы, действующие в зацеплении на червячное колесо со стороны червяка. Определение величины нормальной силы в зацеплении червячной передачи. Материалы элементов червячной передачи. Расчеты червячной передачи по контактным напряжениям.

Расчет червячной передачи по напряжениям изгиба.

КПД червячной передачи. КПД червячной передачи при ведущем червяке. КПД червячной передачи при ведомом червяке.

Явление самоторможения. Тепловой расчет червячной передачи.

Особенности расчета и проектирования открытых зубчатых передач по сравнению с закрытыми.

Фрикционные механизмы. Условие надежной работы фрикционного механизма. Определение силы прижатия катков фрикционной пары. Материалы катков фрикционных передач. Кинематические зависимости для фрикционных передач и их взаимосвязь с геометрическими и силовыми параметрами. Расчет фрикционных передач по контактным напряжениям.

Ременные передачи. Геометрия ременной передачи. Начальное натяжение ремня. Натяжение ветвей ремня под нагрузкой. Упругое проскальзывание ремня по шкивам. Напряжения в ремнях при холостом ходе и под нагрузкой. Кинематика ременных передач. Взаимосвязь геометрических, кинематических и силовых параметров ременной передачи. Критерии работоспособности ременных передач. Расчет клиноременных передач по тяговой способности ремня.

Цепные передачи. Параметры звездочки и взаимосвязь между ними. Материалы цепей и звездочек. Контактные напряжения, возникающие на поверхности зацепления зубьев звездочек. Смазка цепных передач. Передаточное отношение цепной передачи. Особенности его определения (по сравнению с передаточным числом ременной передачи). Натяжение цепи. Нормальные условия работы цепной передачи (по межосевому расстоянию). Давления на валы цепной передачи. Проектирование цепной передачи.

4.1.5. Детали машин

Валы и оси.

Вал. Ось. Их назначение. Разновидности валов и осей (по геометрическим характеристикам оси вала или оси и по назначению). Материалы валов и осей.

Критерии работоспособности валов – тихоходных (или статически нагруженных) и быстроходных.

Определение минимально допустимого диаметра вала (ориентировочный расчет вала). Назначение диаметров на различных участках вала. Назначение осевых размеров различных участков вала.

Определение нагрузок, действующих на вал (в том числе и реактивных, действующих со стороны опор. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов, действующих на вал. Построение эпюры суммарного изгибающего момента. Определение опасных сечений вала.

Определение эквивалентных напряжений в опасных сечениях по третьей (или по четвертой – в зависимости от материала вала) теории прочности. Проверочный и проектный расчеты вала по статической прочности (для тихоходных или статически нагруженных валов). Проверочные расчеты валов и осей на усталостную прочность (для быстроходных валов). Запас усталостной прочности вала, его рекомендуемые величины.

Соединения.

Виды соединений – неразъемные и разъемные. Требования, предъявляемые к соединениям.

Неразъемные соединения.

Соединения заклепками.

Разновидности стандартных заклепок. Материалы заклепок. Области применения заклепочных соединений. Виды заклепочных соединений. Расчет заклепочного шва на срез по поперечным сечениям заклепок. Расчет заклепочного шва по смятию боковых поверхностей заклепок. Расчет соединяемых заклепками листов на разрыв по наиболее нагруженным сечениям. Достоинства и недостатки заклепочных соединений.

Сварные соединения. Разновидности сварки. Разновидности сварных швов по конструкции сварных узлов. Разновидности сварных швов по их расположению относительно действия нагрузки. Характеристики сварных швов различных их видов. Достоинства и недостатки сварных соединений. Области их применения. Материалы свариваемых деталей при различных видах сварки. Расчеты на прочность типовых сварных соединений.

Разъемные соединения.

Резьбовые соединения. Основные понятия. Подвижные и неподвижные соединения. Образование винтовой поверхности. Параметры резьбы. Классификация резьб по форме бокового профиля резьбы, по числу заходов, по направлению винтовой линии, по назначению. Классификация треугольных резьб – метрические, дюймовые, трубные и их характеристики. Напряженные и ненапряженные болтовые соединения. Расчет на прочность элементов резьбы на срез и на смятие при действии осевой нагрузки. Основные случаи нагружения и расчета болтовых соединений – напряженное и ненапряженное соединения под действием осевой нагрузки; напряженное и ненапряженное болтовое соединение под действием поперечной нагрузки.

Шпоночные соединения. Назначение шпоночного соединения. Разновидности шпоночных соединений (с призматическими, с сегментными и с клиновыми шпонками). Области их применения. Выбор поперечного сечения шпонки. Материалы шпонок. Расчеты шпоночных соединений по напряжениям смятия и по напряжениям среза.

Шлицевые соединения. Назначение шлицевого соединения. Разновидности шлицевых соединений. Параметры шлицевого соединения. Способы центрирования шлицевых соединений. Расчет на смятие шлицевого соединения.

Штифтовые соединения. Назначение штифтовых соединений. Виды штифтов. Материалы штифтов. Расчеты штифтовых соединений на срез и на смятие.

Подшипники качения. Назначение подшипников качения. Их проверка по динамической грузоподъемности. Смазка подшипниковых узлов. Конструирование опор.

Допуски и посадки. Система отверстия. Система вала. Внесистемные посадки. Анализ, подбор и назначение посадок.

Шероховатость поверхностей деталей машин. Простановка шероховатости на рабочих чертежах деталей.

4.2. Структура дисциплины

Структура дисциплины «Прикладная механика» по разделам и видам учебной деятельности с указанием временного ресурса в часах представлена в табл. 1.

Таблица 1

Структура дисциплины «Прикладная механика»
по разделам и формам организации обучения

5. Образовательные технологии

Для достижения планируемых результатов обучения, в дисциплине «Прикладная механика» используются различные образовательные технологии:

1. Информационно-развивающие технологии, направленные на формирование системы знаний, запоминание и свободное оперирование ими.

Используется лекционно-семинарский метод, самостоятельное изучение литературы, применение новых информационных технологий для самостоятельного пополнения знаний, включая использование технических и электронных средств информации.

2. Деятельностные практико-ориентированные технологии, направленные на формирование системы профессиональных практических умений при проведении экспериментальных исследований, обеспечивающих возможность качественно выполнять профессиональную деятельность.

Используется анализ, сравнение методов проведения расчетов и проектирования, выбор метода, в зависимости от объекта исследования в конкретной производственной ситуации и его практическая реализация.

3. Развивающие проблемно-ориентированные технологии, направленные на формирование и развитие проблемного мышления, мыслительной активности, способности видеть и формулировать проблемы, выбирать способы и средства для их решения.

Используются виды проблемного обучения: освещение основных проблем механики на лекциях, учебные дискуссии, коллективная мыслительная деятельность в группах при выполнении лабораторных работ, решение задач повышенной сложности. При этом используются первые три уровня (из четырех) сложности и самостоятельности: проблемное изложение учебного материала преподавателем; создание преподавателем проблемных ситуаций, а обучаемые вместе с ним включаются в их разрешение; преподаватель лишь создает проблемную ситуацию, а разрешают её обучаемые в ходе самостоятельной деятельности.

4. Личностно-ориентированные технологии обучения, обеспечивающие в ходе учебного процесса учет различных способностей обучаемых, создание необходимых условий для развития их индивидуальных способностей, развитие активности личности в учебном процессе.

Личностно-ориентированные технологии обучения реализуются в результате индивидуального общения преподавателя и студента при выполнении домашних индивидуальных заданий, подготовке индивидуальных отчетов по лабораторным работам, решении задач повышенной сложности, на еженедельных консультациях.

Для целенаправленного и эффективного формирования запланированных компетенций у обучающихся, выбраны следующие сочетания форм организации учебного процесса и методов активизации образовательной деятельности, представленные в табл. 2.

Таблица 2

Методы и формы организации обучения (ФОО)

6. Организация и учебно-методическое обеспечение

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3