ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Методические рекомендации по организации самостоятельной работы для студентов специальностей 250401 «Технология деревообработки» и 250407 «Технология лесозаготовок»


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ
И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ
ГОУ СПО «Читинский политехнический колледж»
ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
Методические рекомендации
по организации самостоятельной работы
для студентов специальностей
250401 «Технология деревообработки» и
250407 «Технология лесозаготовок»
Чита, 2014 г.
Утверждаю:
Руководитель УМО
ГОУ СПО ЧПТК
_____________Е.Н.Соломирская
«__16___»____12___2014г.
Рассмотрено и одобрено
на заседании МЦК
«___15___»____12_____2014г.
Протокол № __3____
Председатель МЦК
______ Т.А.Давыдова
Автор: Беломестнова Наталья Владимировна – преподаватель ГОУ СПО «Читинский политехнический колледж»
Методические рекомендации предназначены для организации самостоятельной работы студентов II курса по дисциплине «Техническая механика». Содержат задания согласно рабочей программе, разработанной по ФГОС СПО.
Введение
В настоящее время актуальными становятся требования к личным качествам современного студента – умению самостоятельно пополнять и обновлять знания, вести самостоятельный поиск необходимого материала, быть творческой личностью.
Самостоятельность обозначает не только самостоятельное добывание знаний, но и самостоятельное принятие решений.Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы разработаны в соответствии с рабочей программой дисциплины ОП.02 «Техническая механика».
Содержание методических рекомендаций по выполнению самостоятельной работы соответствует требованиям ФГОС СПО по специальностям 250401 «Технология деревообработки» и 250407 «Технология лесозаготовок».
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
- выполнять несложные расчеты элементов конструкций и деталей машин, механических передач и простейших сборочных единиц.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
- законы статики, кинематики, динамики;
- основы расчетов элементов конструкций и деталей машин;
- основы расчетов механических передач и простейших сборочных единиц общего назначения.
Для систематизации и закрепления полученных теоретических знаний и практических умений студентам предлагаются следующие виды самостоятельной работы:
- Решение примеров и задач;
- Составление конспекта;
- Составление отчета. Расчет и построение графической части в расчетно-графических и расчетно-проектировочных работах
- Работа с нормативной документацией и учебной литературой.
1. Методические рекомендации по видам и формам самостоятельной работы студентов
1.1 Решение примеров и задач
Примеры и задачи для развития различных (исполнительских) навыков – закрепление повторяющихся целеполагающих исполнительских действий, способствующих приобретению и усовершенствованию традиционных умений и навыков.
Требования к выполнению примеров и задач:
Содержательные: выполнение в соответствии с заданием, освоение алгоритма выполнения упражнений, самоконтроль в процессе выполнения заданий, корректировка исполнительских действий.
Технические: обеспечение инструментами, оборудованием, прикладными программами и др.
Оформление: процесс предъявления результатов и продуктов.
1.2 Составление конспектов
Конспект– это краткое, связное и последовательное изложение констатирующих и аргументирующих положений текста.
Рекомендации по составлению конспектов:
1. Составить план – основу конспекта.
2. Читая текст в первый раз, необходимо подразделить его на основные смысловые части, выделить главные мысли, выводы.3. Если составляется план-конспект, сформулируйте его пункты и определите, что именно следует включить в план-конспект для раскрытия каждого из них.4. Наиболее существенные положения изучаемого материала можно последовательно и кратко изложить своими словами или привести в виде цитат.5.Необходимо соблюдать правила цитирования – цитату заключать в кавычки, давать ссылку на источник с указанием страницы.
6. Составляя конспект, можно отдельные слова и целые предложения писать сокращённо, выписывать только ключевые слова, вместо цитирования делать лишь ссылки на страницы конспектируемой работы, применять условные обозначения.7. Можно применять определённую систему подчёркивания, сокращений, условных обозначений.
1.3 Отчет
Отчет– это форма самостоятельной работы студента в виде письменного или устного сообщения о своих действиях (например, отчет по лабораторным или практическим занятиям).
Требования к отчету:
1. Содержательные: содержит собственные суждения студента о результатах решения поставленных перед ним задач.
2. Технические: описания должны быть сжатыми, ясными и сопровождаться цифровыми данными, эскизами, схемами, эпюрами.
3. Оформление в соответствии с требованиями.
1.4Таблица, схема
Таблица – текстовый способ представления информации в систематизированном (классифицированном, структурированном) виде.
Схема– графически представленная информация, отображающая логические взаимосвязи между элементами.
Требования к содержанию и оформлению таблиц и схем предъявляются в соответствии с изучаемой дисциплиной.
1.5 Работа с нормативной документацией и учебной литературой
Работа с нормативной документацией и учебной литературой требует не механического заучивания, а приводит к формированию у студентов умения самостоятельно размышлять о прочитанном.
При самостоятельном изучении ГОСТов студентам необходимо обратить внимание на условные обозначения и размеры. Для этого следует внимательно ознакомиться с содержанием первоисточника.Обязательный элемент самостоятельной работы студентов с первоисточниками – ведение необходимых записей. Общепринятыми формами записей являются конспект, выписки, тезисы, цитаты.
Обзор информационных источников (учебники, статьи, монографии, электронные интернет - источники) - всесторонний анализ информации, полученной из различных источников, объединённых общей темой явлений, проблем, тенденций.
Требования к обзору:
Самостоятельный поиск информации в соответствии с выбранной тематикой и временным периодом.
Анализ полученной из различных источников информации, систематизация представленных данных.
Аргументированная оценка информации.
Оформление соответствует требованиям к оформлению письменных работ.
2. Задания для самостоятельной работы по учебной дисциплине «Техническая механика»
Раздел 1. Теоретическая механика
Тема 1.2 Плоская система сходящихся сил
Решение примеров на определение проекций сил на оси координат
Решение задач на условия равновесия ПССС. Рациональный выбор координатных осей.
Задание:
Задача №1
Определить проекции заданных сил на оси координат xи y (в буквенных выражениях, без подстановки числовых значений).
F
R
Q
N
α
β

Рисунок 1
Задача № 2
Определить реакции стержней заданного кронштейна, если F1= 28кН, F2=45кН.
F1
F2
40°
50°


Рисунок 2
Тема 1.3 Пара сил и момент сил
Решение примеров по определению моментов сил относительно точки.
Задание:
Определить момент сил относительно точек А, В и С.
F5
α
β
F1
F2
F3
F4
a
b
c
d
A
B
C
D
E

Рисунок 3
Тема 1.4 Плоская система произвольно расположенных сил
Расчетно-графическая работа №1 по теме: «Определение главного вектора и главного момента произвольной плоской системы сил».
Задание:
Определить главный вектор и главный момент заданной системы сил. Задание выбрать согласно варианту (таблица 1).
A
F5
F4
B
C
D
E
β
F1
a
b
c
d
F3
α
F2

Рисунок 4
Таблица 1 – Данные к расчетно-графической работе № 1
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F1, кН 12 8 5 9 21 15 24 18 16 15
F2, кН 7 5 10 22 25 12 27 22 8 22
F3, кН 14 25 10 19 7 27 4 12 16 18
F4, кН 24 32 18 6 14 8 28 10 15 24
F5, кН 26 17 35 29 11 10 12 14 28 35
a, м 2 3 1 7 5 4 3 2 6 2
b, м 5 4 5 2 1 7 6 3 2 5
c, м 4 6 8 7 3 2 1 5 4 7
d, м 5 3 5 1 2 5 6 4 2 8
α, град. 30 40 50 60 15 75 20 70 30 40
β, град. 40 60 70 15 75 20 30 50 60 50
Центр моментов A B C D E A B C D Е
Расчетно-графическая работа № 2 по теме: «Определение реакций балочных опор».
Задание:
Определить реакции опор балки. Задание выбрать согласно варианту (таблица 2).
F
q
а
b
c
m

Рисунок 5
Таблица 2 – Данные к расчетно-графической работе № 2
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F, кН 25 15 30 42 34 24 45 28 19 15
q, кН/м 2 3 4 2 5 6 4 5 2 6
m, кНм 15 22 34 35 26 18 32 35 20 24
a, м 2 4 5 6 3 1 2 4 3 4
b, м 4 2 3 4 3 1 2 2 1 5
c, м 4 2 6 2 4 8 4 4 6 4
α, град. 15 20 30 40 50 60 70 30 75 20
Составление конспекта по теме: «Коэффициент трения, конус трения, условие самоторможения»
Тема 1.5 Центр тяжести
Составление конспекта по теме: «Положение центра тяжести простых геометрических фигур. Методы определения положения центра тяжести».
Решение задач на определение координат центров тяжести сечений, составленных из прокатных профилей. Работа с таблицами ГОСТа.
Задание:
Задача № 1
Определить координаты центра тяжести заданного сечения.
Размер уголка и номер профиля двутавра выбрать самостоятельно.

Рисунок 6
Задача № 2.
Определить координаты центра тяжести заданного сечения.
Номера профилей двутавра и швеллера выбрать самостоятельно.

Рисунок 7
Тема 1.7 Простейшие движения твердого тела
Составление конспекта по теме: «Виды вращательного движения твердого тела. Формулы, графики».
Решение задач на определение кинематических параметров движения тела.
Задание:
Задача № 1
Шкив диаметром 400мм в течение 10 секунд вращался с постоянной угловой скоростью ωо = 8 рад/с. Затем стал вращаться равноускоренно и через 12 секунд равноускоренного вращения его угловая скорость достигла 14 рад/с.
Определить: 1) число оборотов и среднюю угловую скорость за все время вращения; 2) окружную скорость точек, расположенных на ободе шкива, через 6 секунд после начала равноускоренного вращения.
Задача № 2
Точка, двигаясь прямолинейно и равноускоренно из состояния покоя, прошла путь в 100м и приобрела скорость 20 м/с. С этой скоростью точка продолжала прямолинейное движение в течение 5 секунд. После этого точка начала двигаться по окружности радиусом 40м и 20 секунд двигалась равнозамедленно до полной остановки.
Определить: 1) среднюю скорость движения точки на всем пути; 2) полное ускорение точки через 10 секунд после начала ее равнозамедленного движения по окружности.
Задача № 3
Маховое колесо начинает вращаться равноускоренно из состояния покоя. Через 20 минут после начала движения колесо имело угловую скорость, соответствующую 240 об/мин. Сколько оборотов сделало колесо за эти 20 минут.
Задача № 4
Колесо, вращающееся вокруг неподвижной оси с угловой скоростью 4π рад/с, было затем отключено от привода, поддерживавшего заданную рабочую скорость вращения. Сделав 25 оборотов, колесо вследствие трения в подшипниках остановилось. Полагая вращение равнозамедленным, определить угловое ускорение колеса.
Задача № 5.
Маховое колесо радиусом 2 метра вращается равноускоренно из состояния покоя и через 10 секунд точки, лежащие на ободе колеса приобретают линейную скорость 50 м/с. Найти скорость, нормальное и касательное ускорения точек обода колеса через 25 секунд вращения.
Раздел 2 Сопротивление материалов
Тема 2.2 Растяжение-сжатие
Расчетно-графическая работа № 3 по теме: «Построение эпюр продольных сил и нормальных напряжений. Определение удлинения (укорочения) бруса».
Задание:
Построить эпюру продольных сил, нормальных напряжений, определить абсолютное удлинение (укорочение) бруса и проверить прочность. Задание выбрать согласно варианту (таблица 3).
F1
F2
A1
A2
а
b
с
d
F3


Рисунок 8
Таблица 3 – Данные к расчетно-графической работе № 3
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F1, кН 25 33 45 15 10 22 34 19 15 25
F2, кН 10 18 22 44 25 48 52 45 35 30
F3, кН 15 12 14 18 40 30 20 25 46 42
A1, см2 1,1 1,2 1,5 1,8 1,9 1,3 1,4 1,5 1,2 1,5
A2, см2 1,7 1,9 2,1 2,2 2,5 1,6 1,9 2,1 1,5 1,8
a, м 0,2 0,3 0,1 0,4 0,5 0,2 0,6 0,5 0,4 0,2
b, м 0,1 0,4 0,5 0,2 0,3 0,5 0,4 0,2 0,1 0,4
с, м 0,3 0,2 0,5 0,4 0,2 0,3 0,6 0,5 0,2 0,5
d, м 0,4 0.3 0,3 0.1 0,5 0,3 0,2 0,4 0,6 0,3
[σ], МПа. 160 140 150 150 160 140 120 130 150 160
Составление конспекта по теме: «Диаграмма растяжения, сжатия. Механические характеристики прочности и пластичности».
Расчетно-проектировочная работа № 4 по теме: «Подбор сечений из расчета на прочность».
Задание:
Задача № 1
Из расчета на прочность при растяжении подобрать сечение,
состоящее из двух равнополочных уголков, если F = 180кН, [σ] = 140 МПа.
Задача № 2.
Из расчета на прочность при растяжении подобрать круглое сечение, если F = 190кН, [σ] = 150 МПа.
Задача № 3
Проверить прочность круглого стержня на растяжение, если N = 34 кН, [σ] = 150 МПа.
Задача № 4
Проверить прочность квадратного сечения на растяжение, если F = 22кН, [σ] = 120 МПа.
Задача № 5.
Проверить прочность сечения на растяжение, если сечение состоит из двух уголков с размерами 80х50х5, F = 180кН, [σ] = 160 МПа.
Тема 2.3 Срез и смятие
Расчет на срез и смятие соединений деталей машин.
Задание:
Задача № 1
Определить количество заклепок из расчета срез и смятие, если, Q = 34 кН, [σ] см = 220 МПа, [τ] см = 120 МПа, δ1 = 12мм, δ2 = 10мм, d = 26мм.
Задача № 2
Определить диаметр заклепки из расчета срез и смятие, если, Q = 25 кН, [σ] см = 200 МПа, [τ] см = 100 МПа, δ1 = 12мм, δ2 = 8мм, n = 5.
Задача № 3
Проверить прочность заклепочного соединения на срез и смя
тие, если, Q = 34 кН, [σ] см = 220 МПа, d = 24мм, [τ] см = 120
МПа, δ1 = 12мм, δ2 = 10мм, n = 8.
Тема 2.5 Кручение
Построение эпюр крутящих моментов.
Задание:
Построить эпюру крутящих моментов для вала, изображенного на рисунке, если шкивы передают вращающие моменты M1 = 350 Нм, M2 = 230 Нм, M3 = 540 Нм.
M 3
M 4
M 2
M 1

Рисунок 9
Расчетно-проектировочная работа № 5 по теме: «Определение диаметров многоступенчатого вала».
Задание:
Задача № 1
Проверить прочность вала на кручение, если d =45мм, Мк = 250Нм, [τ] = 30 МПа.
Задача № 2
Из расчета на прочность при кручении определить диаметр вала, если Мк = 500Нм, [τ] = 30 МПа.
Задача № 3
Проверить жесткость вала, если Мк = 250Нм, d = 65мм, [φо] = 0,02рад/м.
Задача № 4
Из расчета на жесткость при кручении определить диаметр вала, если Мк = 500Нм, [φо] = 0,02рад/м.
Тема 2.6 Изгиб
Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов.
Задание:
Задача № 1
Построить эпюру поперечных сил и изгибающих моментов для заданной балки.

F1 = 12 кН
F2 = 14 кН
M = 8 кНм
3 м
3 м
4 м
2 м

Рисунок 10
Задача № 2
Построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Задание выбрать согласно варианту (таблица 4).
Таблица 4 – Данные к задаче № 2 темы 2.6
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F1, кН 12 15 8 10 20 25 21 17 14 18
F2, кН 8 10 15 25 18 22 15 20 25 22
M, кНм 12 8 25 10 15 24 7 9 12 15
a, м 3 4 5 6 5 3 6 2 1 2
b, м 4 4 1 1 2 1 2 4 5 4
c, м 2 2 2 1 2 4 2 6 4 5
F1
а
b
c
m
F2



Рисунок 11
Расчетно-проектировочная работа № 6 по теме: «Подбор рациональных сечений из расчета на прочность». Работа с таблицами ГОСТа.
Задание:
Задача № 1.
По результатам предыдущей задачи подобрать сечение балки в двух вариантах: круг и двутавр, если [σ] = 150 МПа. Определить соотношение масс выбранных сечений.
Задача № 2.
Проверить прочность двутавровой балки № 24 на изгиб, если Мх = 34 кНм, [σ] = 150 МПа.
Задача № 3.
Подобрать сечение двутавровой балки из расчета на прочность при изгибе, если Мх = 25 кНм, [σ] = 140 МПа, если балка составлена из двух швеллеров.
Раздел 3. Детали машин
Тема 3.1 Основные положения. Общие сведения о передачах
Расчетно-графическая работа № 7 по теме: «Определение соотношений в механических передачах».
Задание:
Произвести кинематический и силовой расчеты привода, приведенного на кинематической схем, если даны: Мощность электродвигателя Рэ, угловая скорость его вала ωэ, угловая скорость рабочей машины ωр и характеристики звеньев передачи. Требуется определить: общий КПД привода, передаточные числа его передач, мощности, угловые скорости и вращающие моменты для всех его валов. Кроме того, надо дать характеристику привода и его отдельных передач, а также сделать вывод, сопоставив результаты расчетов.
М
2
d2
1
d1
3
М
Z3
4
Z4
5
Z5
6
Z6
ωр
Рэ
ωэ

Рисунок 12
Рэ = 15 кВт d1 = 100 мм z3 = 4
ωэ = 306 рад/с d2 = 250 мм z4 = 48
ωр = 3,4 рад/с
Тема 3.4 Зубчатые передачи
Подготовка сообщения по теме: «Краткие сведения об изготовлении зубчатых колес. Материалы и конструкции зубчатых колес. Виды разрушения зубьев».
Определение геометрических параметров зубчатых передач.
Задание:
Задача № 1.
Определить основные размеры шестерни и колеса прямозубой цилиндрической передачи, если число зубьев колеса 44, передаточное число передачи – 3, модуль зацепления – 2мм.
Задача № 2
Определить основные геометрические параметры конической зубчатой передачи, если число зубьев шестерни – 21, передаточное число передачи – 2, внешний окружной модуль зацепления – 3,5мм.
Задача № 3
Для прямозубой цилиндрической зубчатой передачи известно:
а ω = 200мм, m = 4 мм,z1 = 20,i = 4. Определить основные размеры зубчатых колес, а также угловую скорость колеса, если угловая скорость шестерни – 100 рад/с.
Составление конспекта по теме: «Передачи с зацеплением Новикова. Планетарные зубчатые передачи. Волновые передачи».
Тема 3.5 Червячные передачи
Определение геометрических параметров червячных передач
Задание:
Определить основные геометрические соотношения червяка и червячного колеса, если модуль зацепления – 4 мм, коэффициент диаметра червяка – 12, число витков червяка – 3, передаточное число – 40.
Тема 3.6 Ременные передачи
Составление конспекта по теме: «Детали ременных передач: типы ремней, шкивы, натяжные устройства».
Тема 3.7 Цепные передачи
Расчетно-проектировочная работа № 8 по теме: «Расчет цепной передачи на долговечность».
Задание:
Рассчитать цепную передачу в приводе ленточного транспортера. Нагрузка спокойная, работа двухсменная. Смазка цепи периодическая. Наклон линии центров звездочек к горизонту – 30 градусов. Регулирование натяжения цепи производится нажимным роликом. Задание выбрать согласно варианту (таблица 5).
Таблица 5 – Данные к расчетно-графической работе № 8
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
P1, кВт 5 5,5 4,5 4 6 6,5 4 5 5,5 4,5
ω1, рад/с 28 45 40 35 45 40 30 38 42 45
ω2, рад/с 5,2 7 8 7 9 8 6 7 8 5,5
Тема 3.9 Подшипники
Сравнительный анализ подшипников качения и скольжения.
Расчетно-проектировочная работа № 9 по теме: «Расчет подшипников качения на долговечность»
Задание:
Подобрать подшипники качения для вала редуктора. Нагрузка нереверсивная, постоянная. Рабочая температура подшипникового узла не должна превышать 65 градусов. Данные выбрать согласно варианту (таблица 6).
Таблица 6 – Данные к расчетно-графической работе № 9
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
d, мм 40 35 30 45 55 50 60 65 50 55
ω, рад/с 25 30 35 40 45 40 50 55 45 40
Тема 3.10 Муфты
Составление конспекта по теме: «Применение сцепных и предохранительных муфт»
Тема 3.11 Соединения деталей машин
Сравнительная характеристика сварных и заклепочных соединений.
Расчет шпонок на срез и смятие.
Задание:
Задача № 1.
Для соединения стального зубчатого колеса с валом выбрать тип стандартного шпоночного соединения и подобрать размеры шпонки. Проверить шпоночное соединение на срез смятие. Задание выбрать согласно варианту (таблица 7).
Таблица 7 – Данные к задаче № 1 темы 3.11
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Т, Нм 150 205 180 232 175 215 190 170 210 220
d, мм 40 45 35 55 40 50 35 45 60 50
L, мм 50 55 45 60 55 40 70 65 45 75
[σсм], МПа 140 155 150 150 140 145 150 140 145 140
[τср], МПа 80 60 75 60 55 50 60 80 75 70
Составление конспекта по теме: «Основные геометрические параметры резьбы».

Библиографический список
Основные источники:
Эрдеди А.А. Техническая механика: Теоретическая механика. Сопротивление материалов: учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по машиностроительным специальностям / А. А. Эрдеди, Н. А. Эрдеди - Москва: Академия, 2012. – 296с.
Аркуша, А. И. Техническая механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов./ А. И.Аркуша. - Москва: Высшая школа, 2011. – 352с.
Олофинская В.П. Детали машин: Краткий курс и текстовые задания: [учебное пособие для СПО]. / В.П.Олофинская. – М.: ФОРУМ – ИНФРА-М, 2012.-208с.
Дополнительные источники:
Сетков, В. И. Сборник задач по технической механике: учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальностям строительного профиля / В. И. Сетков - Москва: Академия, 2013. – 222 с.
Техническая механика: учебник для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальностям технического профиля / Л. И. Вереина, М. М. Краснов - Москва: Академия, 2012. – 322 с.
Бородин, Н. А. Сопротивление материалов: учебное пособие для использования в учебном процессе образовательных учреждений, реализующих программы среднего профессионального образования / Н. А. Бородин - Москва: Дрофа, 2010 – 204 с.
Интернет-ресурс:
Образовательная баннерная сеть = Education Banner Network, [электрон. ресурс] – Режим доступа: http://www.toehelp.ru
Содержание
Введение 5
Методические рекомендации по видам и 6
формам самостоятельной работы студентов
Задания для самостоятельной работы студентов по 8
дисциплине «Техническая механика»
Библиографический список 22

Приложенные файлы

  • docx 29ZX
    Размер файла: 79 kB Загрузок: 1