Раздел 1 Теоретическая механика

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

по выполнению практических работ

 

Дисциплина: ОП.02 Техническая механика

 

 

Согласовано:	Разработали:
Руководитель методической службы ____________ Н.В. Дмитриева «___»__________2020	Преподаватель ____________ А.Н. Иванов «___»__________2020
Председатель ПЦК 23.02.04 ____________ А.Н. Иванов «___»__________2020	Преподаватель ____________ О.Л. Семёнова «___»__________2020

 

 

2020

Содержание

Введение	3
Практическая работа № 1 Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил.	5
Практическая работа № 2 Определение опорных реакций балок.	10
Практическая работа № 3 Определение центра тяжести сечения.	14
Практическая работа № 4 Расчет материалов на прочность при растяжении и сжатии.	19
Практическая работа № 5 Расчет соединения на срез и смятие.	25
Практическая работа № 6 Расчет на прочность и жесткость при кручении.	28
Практическая работа № 7 Расчет на прочность при изгибе.	31
Практическая работа № 8 Расчет разъемных и неразъемных соединений на срез и смятие.	35
Практическое занятие № 9 Кинематический и силовой расчет передачи.	41
Практическое занятие № 10 Расчет зубчатой передачи.
Практическая работа № 11 Расчет передачи винт-гайка.
Практическая работа № 12 Расчет клиноременной передачи.
Практическая работа № 13 Расчет цепной передачи.
Практическая работа № 14 Расчет вала на прочность по эквивалентным напряжениям
Список литературы
Приложения

Введение

Методическое пособие по выполнению практических работ по общепрофессиональной дисциплине ОП.02 Техническая механика» предназначено для обучающихся по специальности 23.02.04 Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям).

Дисциплина ОП.02 Техническая механика состоит из трех разделов: «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов» и «Детали машин». По рабочей программе учебной дисциплине предусмотрено на практические занятия 28 часов. И охватывают все разделы и темы дисциплины ОП.02 Техническая механика.

Данное методическое пособие способствует освоению  обучающимися умений и знаний, а так-же формированию общих и профессиональных компетенций:

Код ПК, ОК	Умения	Знания
ОК 01, ОК 02, ОК 04, ПК 2.3, ПК 3.2, ПК 3.3,	- выполнять основные расчеты по технической механике; - выбирать материалы, детали и узлы, на основе анализа их свойств, для конкретного применения; - выполнять испытания материалов и конструкций	- основы теоретической механики, сопротивления материалов, деталей машин; - основные положения и аксиомы статики, кинематики, динамики и деталей машин; - элементы конструкций механизмов и машин; - характеристики механизмов и машин

Методическое пособие позволяет выполнять практические работы, как в рамках учебного урока, так и дома, самостоятельно. Для этого в приложениях приведена вся необходимая справочная информация: Сортамент прокатной стали, Параметры электродвигателей, Механические характеристики сталей, Размеры и значения мощности и коэффициентов для клиновых ремней. Для более полного ознакомления с темами учебного курса приведен список рекомендуемой литературы.

Работа выполняется обучающимися в соответствии с индивидуальным вариантом, в ученической тетради для практических работ или с использованием ПК. Вариант состоит из двух цифр – порядкового номера обучающегося в журнале. По одной цифре выбирается схема, а по другой числовые значения параметров. После выполнения каждая практическая работа защищается преподавателю. Схемы вычерчивается с помощью карандаша и линейки с соблюдением масштаба.

При оформлении работы необходимо соблюдать принятые обозначения и последовательность записей, руководствуясь действующим стандартом предприятия и требованиями ЕСКД.

 

 

Раздел 1 Теоретическая механика

Практическая работа № 1

Практическое занятие № 2

Практическая работа № 3

Определение центра тяжести сечения

Цель работы:

1 Научиться анализировать конструкции и производить разбивку сложносоставленной фигуры на простые.

2 Научить определять центр тяжести сложных сечений.

 

Порядок выполнения работы:

1 В соответствии с заданием начертить чертеж фигуры сложной формы в масштабе и проставить ее размеры.

2 Разбить чертёж фигуры на простейшие составные части, показать центр тяжести каждой из них.

3 Провести оси координат так, чтобы они охватывали всю фигуру (если фигура не симметричная, желательно располагать плоскую фигуру в первой четверти системы координатных осей).

4 Используя знания по определению центра тяжести простейших плоских фигур (рисунок 8), заполнить таблицу 5

Рисунок 8 Центры тяжести простейших плоских фигур

Таблица 5 Сводная ведомость результатов

№ п/п	Простейшая фигура	Площадь сечения А, см2	Расстояние до центра тяжести простой фигуры
			по оси Xi, см	по оси Y, см
1
2
…
n

5 Вычислить координаты центра тяжести всей фигуры аналитическим способом.

Координаты центра тяжести всей фигуры Х _с и У_с определяют по формулам:

         (5)

где Х ₁, Х ₂….Х _i - расстояние от оси У до центра тяжести простой фигуры, см;

У ₁, У ₂….У _i - расстояние от оси Х до центра тяжести простой фигуры, см;

А ₁, А ₂….А _i - площадь простой фигуры, см ².

Если сложная фигура имеет отверстие в виде геометрических фигур, то эти площади необходимо ввести в формулу со знаком «минус». Этот метод называется методом отрицательных площадей.

6 Проверить правильность решения задачи, используя другой метод разбивки.

Пример 3 Определить координаты центра тяжести плоской фигуры, изображённой на рисунке 9, если известно a = 40 см, b =100 см, r = 20 см.

Рисунок 9 Схема задачи

 

Решение:

1 Разбиваем чертёж фигуры на простейшие составные части: прямоугольник, треугольник, полукруг, обозначаем центр тяжести каждой из них и располагаем чертёж фигуры в первой четверти координатных осей (рисунок 10).

Рисунок 10 Разбиение на части

2 Заполняем таблицу

№ п/п	Простейшая фигура	Площадь сечения А, см2	Расстояние до центра тяжести простой фигуры
			по оси Xi, см	по оси Y, см
1	прямоугольник	2400	30	20
2	треугольник	800	73,3	13,3
3	полукруг	- 628	40	31,5

а) Площади сечения простейших фигур

для прямоугольника А₁ = 40 × 60 = 2400 см²

для треугольника А₂ = 40 × 40 / 2 = 800 см²

для полукруга А₁ = p × 20² / 2 = 628 см²

б) Центры тяжестей рассматриваемых частей фигуры имеют следующие координаты:

для прямоугольника х₁ = 30 см, y₁ = 20 см;

для треугольника х₂ = 60+40/3=73,3 см, y₂ = 40/3=13,3 см;

для полукруга х₃ = 40 см, y₃ = 40-4·20/(3·π) =31,5 см.

3 Вычисляем координаты центра тяжести фигуры по формулам

Х_с = (2400×30 + 800×73,3 - 628×40) / (2400 + 800 - 628) = 41 см

Y_c = (2400×20 + 800×13,3 - 628×31,5) / (2400 + 800 - 628) = 15,1 см

Ответ: С (41;15,1)

 

Контрольные вопросы:

1 Можно ли рассматривать силу тяжести тела как равнодействующую систему параллельных сил?

2 Может ли располагаться центр тяжести все самого тела?

3 В чем сущность опытного определения центра тяжести плоской фигуры?

4 Как определяется центр тяжести сложной фигуры, состоящей из нескольких простых фигур?

5 Как следует рационально производить разбиение фигуры сложной формы на простые фигуры при определении центра тяжести всей фигуры?

6 Какой знак имеет площадь отверстий в формуле для определения центра тяжести?

7 На пересечении каких линий треугольника находится его центр тяжести?

8 Если фигуру трудно разбить на небольшое число простых фигур, какой способ определения центра тяжести может дать наиболее быстрый ответ?

 

 

Таблица 6 Схемы фигуры (вторая цифра варианта)

0	4	7
1	5	8
2	6	9
3	Значение размера «a» по первой цифре варианта, мм
	0	45
	1	50
	2	55
	3	60

 

Практическая работа № 4

Построение эпюры N

Решение задачи начинается от свободного конца бруса. Это позволяет на­чать построение эпюры N без определения реакции опоры. Эпюра N строится методом сечений. Разделяем брус на участки. Границами участков являются точки приложения внешних сил, перемена сечения бруса и опора.      

Рисунок 12 Расчетная схема бруса

Границы участков обозначим буквами а, b, c, d, е.

I участок (аb)

N_I=Р₁=5кН (растяжение)

II участок (bc)

N_II=Р₁+2Р₂=5+2×2=9кН (растяжение)

III участок (cd)

N_III=Р₁+2Р₂=9кН (растяжение)

IV участок (de)

N_IV=Р₁+2Р₂-Р₃=-1кН (сжатие)

Строим эпюру продольной силы. Для этого:

1 Проводим ось, параллельную оси бруса

2 Откладываем в масштабе значения продольной силы по участкам.

3 Ставим знак усилия и штрихуем перпендикулярно оси бруса

Построение эпюры s

Значение нормальных напряжений на участке получаем как отношение продольной силы к площади поперечного сечения участка по формуле:

                                                                                   (1)

I участок (аb):

II участок (bc):

III участок (сd):

IV участок (de):

Строим эпюру нормальных напряжений

Практическая работа № 5

Практическая работа № 6

Первая цифра