Основні вимоги до підсумків навчання

Після вивчення статики студенти повинні вміти:

1. Визначати точки прикладання і напрям реакцій в’язей. Проектувати сили на осі. Графічно і аналітично знаходити рівнодійну довільної кількості збіжних сил. Знаходити зусилля в стержнях, опорні реакції балок. Робити перевірку правильності розв’язку задач. Знаходити координати центру ваги тіла, поперечний переріз якого складений з простих геометричних фігур (прямокутник, трикутник, круг). Мати поняття про рівняння рівноваги для просторової системи сил, про види тертя, коефіцієнт тертя, умову самогальмування. Визначити реакції опор з урахуванням тертя.
2. Знаходити координати центра ваги тіла, поперечний переріз якого складений з профілів стандартного прокату (двотавр, швелер).
3. Пов’язувати розв’язки модельних задач з відповідними задачами для конструкцій, що застосовуються в підприємствах конкретної галузі. Визначити реакції в опорних підшипниках просторово-навантажених валів.

 

Після вивчення кінематики і динаміки

1. Мати поняття про поступальний і обертальний рух тіла. Знати залежність між кутовою швидкістю і частотою обертання. Мати поняття про коефіцієнт корисної дії та залежність між обертальним моментом, кутовою швидкістю і потужністю.
2. Розв’язувати складні задачі на визначення:

а) пройденого шляху, швидкості та прискорення (повного, дотичного і нормального) точки;

б) кутового переміщення, кутової швидкості та прискорення тіла, що обертається;

в) лінійної швидкості та прискорення точок тіла, що обертається. Розв’язувати нескладні задачі на визначення роботи і потужності під час поступального і обертального руху тіла.

1. Розв’язувати задачі з використанням методу кінетостатики, теорем про зміну кількості руху та зміну кінетичної енергії.

Після вивчення опору матеріалів студенти повинні вміти:

1. Визначити внутрішні силові чинники і від деформації в довільному поперечному перерізі конструкції при різних способах навантаження. Будувати епюри поздовжніх сил, нормальних напружень, крутних та згинальних моментів. Визначати зміну довжини бруса. Виконувати проектні, перевірочні розрахунки на основі умов міцності за розтягу-стиску,, кручення та прямого згину конструкції. Мати поняття про дотичні напруження при згині, гнучкість стержня та критичну силу.
2. Вміти визначити вид деформації і розрахувати нескладні деталі конструкцій устаткування цехів конкретної галузі. Вміти визначити критичну силу, допустиме навантаження і перевірити стійкість стиснутих стержнів. Мати поняття про контактні напруження і деформації. Про розрахунки на витривалість, про розрахунки на міцність балок з урахуванням сил інерції, про еквівалентні напруження за критеріями найбільших дотичних напружень та енергії формозміни.
3. Вміти розраховувати міцність валу за сумісної дії згину з крученням. Виконувати розрахунки гвинтової циліндричної пружини

Після вивчення деталей механізмів і машин:

1. Скласти кінематичні схеми механізмів. Визначити передаточне число, кутові швидкості, потужності і обертальні моменти на валах багатоступінчастої передачі. Знати будову, принцип роботи, переваги й недоліки фрикційних, пасових, ланцюгових, зубчастих та черв’ячних. передач. Мати поняття про роз’ємні і нероз’ємні з’єднання, про застосування кривошипно-шатунних, кулачкових та гвинтових механізмів, про вали і осі, добір підшипників і муфт для різних механізмів машин. Знати будову редуктора. Мати поняття про пружні елементи, мембрани, сильфони.
2. Вміти розраховувати заклепкові, зварні та найпростіші випадки різьбових з’єднань. Виконувати геометричний і силовий розрахунок прямозубих циліндричних і черв’ячних передач..Вміти накреслити кінематичну схему приладів і знати призначення всіх видів передач, що застосовуються в обладнанні конкретної галузі. Знати основні вимоги до машин та їх деталей. Вміти визначати кількість ступенів вільності механізмів. Мати поняття про регулювання швидкостей руху машин, про резонансні коливання.
3. Визначати швидкості та прискорення ланок механізмів. Добирати і виконувати перевірочні розрахунки підшипників кочення, муфт. Вибирати типорозміри вібраторів та мотор-вібраторів. Мати практичні навики.

Рекомендована тематика лабораторно-практичних робіт

1. Визначення рівнодійної плоскої системи збіжних сил.
2. Розкладання сили на дві складові.
3. Розрахункові схеми балок і визначення реакції їх опор.
4. Визначення розташування центра ваги плоских фігур.
5. Визначення модуля поздовжньої пружності і коефіцієнта Пуассона під час випробування на розтяг.
6. Визначення модуля зсуву при випробуванні на кручення.
7. Визначення нормальних напружень у поперечному перерізі балки за прямого згину.
8. Визначення прогину статично визначеної балки.
9. Визначення критичної сили для стиснутого гнучкого стержня.
10. Складання кінематичних схем найпростіших механізмів.
11. Визначення параметрів зубчастих коліс.
12. Ознайомлення з конструкцією одноступеневого зубчастого або черв’ячного редуктора.

Перелік додаткових тем і питань

1. Розклад сили за трьома взаємоперпендикулярними напрямками.
2. Елементи векторної алгебри.
3. Тертя на похилій площині; тертя у гвинтовій парі; тертя в п’ятах.
4. Кінематика і динаміка коливного руху.
5. Стійкість тіла на площині.
6. .Поняття косого згину.
7. Потенціальна енергія деформації за розтягу-стиску, кручення прямого згину.
8. Варіатори.
9. Поняття про глобоїдні, хвильові, планетарні та зубчасто-пасові передачі.
10. Регулювання машин.

 

Рекомендована література

1. Никитин Е.М. Теоретическая механика для техникумов. М.,1988

2. Ицкович Г.М. Сопротивление материалов. М.,1988

1. Березовский Ю.М. Детали машин. М.,1987

4. Устюгов І.І. Деталі машин. К.,1984

5. Федуліна А.І. Теоретична механіка. Київ, ВШ, 2005

1. Аркуша А.И., Фролов М.И. Теоретическая механика. М.,1983
2. Файн А.М. Сборник задач по теоретической механике. М.,1987
3. Аркуша А.И. Руководство к решению задач по теоретической механике. М.,1976
4. Ицкович Г.М. и др. Сборник задач по сопротивлению материалов. М.,1985
5. Аркуша А.И., Фролов М.И. Техническая механика. М.,1987
6. Методические указания и контрольные задания. Техническая механика. В.Ш.1990

Завдання

До домашньої контрольної роботи

Мета виконання завдань:

• закріпити теоретичні основи в розв’язуванні задач;
• навчитись логічно мислити;
• розвивати просторову уяву;
• придбати навички математичних обчислень;
• розвивати навички користування обчислювальною технікою;
• розвивати науково-технічне мовлення.

 

Загальні вказівки та вимоги до оформлення домашніх контрольних робіт.

 

Контрольні завдання – це задачі, які виконуються в міру послідовного проходження курсу «Технічної механіки», або одного з її розділів: теоретична механіка, опір матеріалів та деталі машин.

Завдання індивідуальні, подані у 100 варіантах.

 

Примітка: номер варіанту завдання відповідає номеру шифру, присвоєного учбовою частиною технікуму.

 

 

Вимоги до оформлення контрольних робіт

 

Кожна контрольна робота виконується в окремому шкільному зошиті у клітинку. На обкладинці зошита пишеться: назва технікуму, назва навчальної дисципліни, номер контрольної роботи, номер варіанту, прізвище, ім’я та по-батькові студента, його шифр.

 

Примітка: зразок аркуша на обкладинку зошита знаходиться в учбовій частині технікуму.

 

Роботи виконуються охайно, з інтервалом між рядками в одну клітинку. Тексти умов задач писати обов’язково, рисунки виконуються олівцем. Розв’язування задач супроводжується поясненням. Обчислення виконується за допомогою електронного мікрокалькулятора.

Відповідно до ГОСТ 8.417-81 в розв’язуванні задач застосовується тільки Міжнародна система одиниць вимірювання фізичних величин - СІ.

В разі повернення роботи з поміткою «не зараховано», згідно вказівкам викладача вона виконується знову повністю або частково.

 

Номера задач відповідно індивідуального шифру:

Табл.1.

№ варианта	Номера задач

 

№ варианта	Номера задач

 

 

№ варианта	Номера задач

 

 

№1

Задачі 11- 20 Визначити реакції опор двоопорної балки. (рис. 1). Данні для свого варіанту візьміть з таблиці 2.

 

Рис. 1

 

 

 

Табл.2. (до задач 11-20)

 

№ зад., сх.	Варіант	q. Н\м	F, Н	М, Н*м		№ зад, сх..	Варіант	q. Н\м	F, Н	М, Н*м
11;1					12;2
					4,5
	1,5					2,5
					3,5
	4,5				1,2
13;3					14;4
	2,5
	4,5
	3,5
15;5					16;6
	4,5				3,5
					0,5
	1,5
	2,5
					4,5
	5,5				8,5

 

 

№ зад., сх.	Варіант	q. Н\м	F, Н	М, Н*м		№ зад, сх..	Варіант	q. Н\м	F, Н	М, Н*м
17;7						18;8
					6,5
					2,5
					1,5
19;9					20;
	1,5

 

№2.

Задачі 21- 30. На вал жорстко насаджені шків і колесо, навантажені так, як показано на рис. 2. Визначити сили F2 Fr2=0.4F2, а також реакції опор, якщо значення сили F1 задано. Данні для свого варіанту візьміть з таблиці 3.

 

Рис. 2

 

 

 

Табл.3. (до задач 21-30)

№ зад., сх.	Варіант	F1, Н		№ зад, сх..	Варіант	F1, Н		№ зад., сх.	Варіант	F1, Н
21;1			22;2			23;3
24;4			25;5			26;6
27;7			28;8			29;9
30;			30;			30;

 

 

№ 3 (31-40).

Задача 31. Точка почала рівноприскорений рух зі стану спокою по прямій і через 5с набула швидкості 10 м\с. З цієї миті точка почала рухатися по колу радіусом 50 м. Рухаючись по колу, точка перші 15 с рухалася рівномірно, а потім на протязі 10 с рухалася рівносповільнено до зупинки. Визначити: 1) середню швидкість руху точки на всьому шляху; 2) значення повного прискорення точки через 5с після початку рівносповільненого руху.

 

Задача 32. Шків діаметром 400мм на протязі 10с обертається з постійною кутовою швидкістю 8 рад\с. Потім став обертатися рівноприскорено і через 12с рівноприскореного обертання його кутова швидкість досягла 14 рад\с. Визначити: 1) число обертів і середню кутову швидкість за весь час обертання; 2) окружну швидкість точок, розташованих на ободі шківа, через 6с після початку рівноприскореного руху.

 

Задача 33. Точка почала рухатися рівноприскорено зі стану спокою по колу радіусом 100м і через 10с набула швидкості 20 м\с. З цього моменту точка 15с рухалася рівномірно по колу, після чого стала рухатися по прямій і через 5с рівносповільненого руху по прямій зупинилася Визначити: 1) середню швидкість руху точки на всьому шляху; 2) повне прискорення точки через 5 с після початку руху.

 

Задача 34. Вал діаметро500мм на протязі 5с обертається з постійною кутовою швидкістю 20 рад\с, після чого став сповільнювати свє обертання с постійним кутовим прискоренням. Через 10с після початку рівносповільненого обертання кутова швидкість вала стала 10 рад\с. Визначити: 1) число обертів і середню кутову швидкість вала за весь час обертання; 2) окружну швидкість точок, розташованих на поверхні вала, через 4с після початку рівносповільненого обертання.

 

Задача 35. Точка почала рухатися рівноприскорено по дузі радіусом 50м зі стану спокою і через 20с набула швидкості 20 м\с. З цього часу точка рухалась прямолінійно, при цьому перші 5с рівномірно, а наступні 5с – рівносповільнено до зупинки. Визначити: 1) середню швидкість руху точки на всьому шляху;) повне прискорення точки через 10с після початку руху.

Задача 36. Тіло, обертаючись рівносповільнено с постійним кутовим прискоренням 2 рад\с² через 14с знизило свою кутову швидкість до 12 рад\с, після чого оберталось рівномірно з цією кутовою швидкістю продовж 10с. Визначити: 1) кількість обертів і середню кутову швидкість за весь час обертання; 2) окружну швидкість точок тіла, розташованих на відстані 1м від його осі обертання за 4 с до початку рівномірного обертання.

 

Задача 37. Перші 5с точка рухалася рівномірно по колу радіусом 50м зі швидкістю 20м\с. В наступні 10с, рухаючись рівносповільнено по тому ж колу, знизило свою швидкість до 10 м\с і з цією швидкістю точка почала рухатися рівносповільнено по прямій до повної зупинки. Визначити: 1) середню швидкість руху точки на всьому шляху; 2) повне прискореня точки після початку рівносповільненого руху.

 

Задача 38. Ротор діаметром 200мм почав обертатися зі стану спокоя з постійним кутовим прискоренням 4 рад\с² і через деякій час досяг кутової швидкості 40 рад\с, після чого з цією кутовою швидкістю зробив 510 обертів. Визначити: кількість обертів і середню кутову швидкість за весь час обертання; 2) окружну швидкість точок, розташованих на поверхні ротора, через 8с після початку обертання.

 

Задача 39. Точка, рухаючись прямолінійно і рівноприскорено зі стану спокою, пройшла шлях 100м і набула швидкості 20 м\с. З цією швидкість точка продовжувала прямолінійний рух на протязі 5с. Після цього точка почала рухатися по колу радіусом 40м і 20с рухалася рівносповільнено до повної зупинки. Визначити: 1) середню швидкість руху точки на всьому шляху; 2) повне прискорення точки через 10с після початку рівносповільненого руху по колу.

 

Задача 40. Двигун, ротор якого обертався з частотою 430 об\хв, був відключений від джерела живлення і через 40с знову підключений. За цей час при рівносповільненому обертанні ротора його кутова швидкість знизилась до 5 рад\с. Після підключення електроенергії ротор двигуна, обертаючись рівноприскорено, через 10с знову мав частоту обертання 430 об\хв. Визначити: 1) кількість обертів і середню кутову швидкість за весь час рівносповільненого і рівноприскореного обертання ротора двигуна; 2) окружну швидкість точок, розташованих на поверхні ротора, через 30с після вимкнення джерела струму, якщо діаметр ротора 200мм.

№ 4. (41-50).

Задача 41. Вантаж масою 200кг за допомогою похилої площини з кутом нахилу 30⁰ піднімають на висоту 1,5м силою, яка діє паралельно похилій площині (рис.3, сх. І) зі сталою швидкістю. При переміщенні вантажу по похилій площині коефіцієнт тертя ковзання 0,4. Визначити роботу діючий сили.

Рис 3

Задача 42. Поїзд рухається зі швидкістю 36 км\год. Потужність потяга 300 кВт. Сила тертя становить 0,0005 ваги поїзда. Визначити вагу всього поїзда.

Задача 43. По похилій площині з кутом підйому 30⁰ рівномірно закочують каток масою 400 кг і діаметром 0,4 м (рис. 3, сх.ІІ). Визначити висоту, на яку буде піднято каток, якщо витрачена робота сили тяги 400 Дж, коефіцієнт тертя кочення 0,08 см. Сила тяги прикладена до осі катка паралельно похилій площині.

 

Задача 44. За допомогою пасової передачі (рис.3, сх.. ІІІ) передається потужність 25 кВт. Діаметр пасового шківу 80 см, частота обертання шківу становить 390 об\хв. Визначити силу натягу ведучої S1 і веденої S2 ланки, якщо врахувати що S1= 2 S2.

 

Задача 45. Динамометр, встановлений між теплоходом та баржею показує силу тяги 30 кН, швидкість буксировки 18 км\год, потужність двигуна 550 кВт. Визначити силу опору води корпусу буксира, якщо ккд установки та гвинта дорівнює 0,4.

 

Задача 46. Для підйому 5000 м³ води на висоту 3м поставлений насос з двигуном потужністю 2 кВт. Скільки часу необхідно для перекачки води, якщо ккд насоса 0,8?

 

Задача 47. Транспортер піднімає вантаж масою 200кг за 1 с. Довжина стрічки транспортера 3 м, а кут нахилу 30⁰. ККД транспортера становить 85%. Визначити потужність електродвигуна транспортера.

 

Задача 48. Точильний камінь діаметром 0,5 м робить 120 обертів за хвилину. Деталь притискується до каменя з силою 10 Н. Яка потужність витрачається на шліфовку, якщо коефіцієнт тертя каменя об деталь 0,2?

 

Задача 49. Яку роботу необхідно зробити, щоб підняти рівноприскорено вантаж масою 50 кг на висоту 20м за 10 с? Якой потужності двигун необхідно поставити для цього підйому, якщо ККД 80%.?

 

Задача 50. Визначити роботу сили тертя ковзання при гальмуванні обертаючого диску діаметром 200мм, який зробив до зупинки два оберти, якщо гальму вальна колодка притискується до диску з силою 400 Н. Коефіцієнт тертя ковзання колодки по диску 0,35.

№5

Задача 51-60. Двохступеневий сталевий брус, довжини якого показані на рис 4, навантажений силами F1,F2,F3. Побудувати епюри поздовжніх сил і нормальних напружень по довжині бруса. Визначити переміщення вільного кінця бруса, прийняв Е=2*10⁵ МПа. Числові значення F1,F2,F3, а також площі поперечного перерізу ступенів А1 та А2 для свого варіанту візьміть з таблиці 4.

 

Рис.4

 

Табл.4

 

 

№ зад,схеми	Варіант	F1 кН	F2 кН	F3 кН	A1 см²	A2 см²
51;1					1,8	2,6
				1,1	1,8
				1,0	2,1
				0,9	1,8
				1,7	2,8
				1,3	2,3
				1,1	1,7
				1,6	2,3
				2,5	3,4
				1,8	2,5
52;2					1,2	1,8
				1,0	1,2
				1,2	1,8
				0,8	1,2
				1,2	1,5
				1,1	1,7
				0,9	1,4
				0,9	1,5
				1,1	1,6
		3,5		0,6	1,2
53;3					1,2	1,8
			14,5	0,6	1,2
				1,3	2,9
				0,8	1,4
				1,6	3,1
				1,9	3,5
				0,9	1,5
				1,0	1,7
				1,5
				1,2	1,8
54;4					1,9	1,6
				1,0	0,7
				2,0	1,7
				1,1	0,9
				2,1	1,8
				2,0	1,8
№ зад,схеми	Варіант	F1 кН	F2 КН	F3 кН	A1 см²	A2 см²
54;4					0,9	0,6
				0,8	0,5
				2,2	1,9
				2,4	2,0
55;5					2,1	1,9
				2,4	2,1
				2,5	2,2
				2,0	1,7
				2,3	1,9
				2,4	2,1
				2,0	1,8
				0,9	0,7
				2,1	1,8
				1,9	1,7
56;6					2,8	2,6
				2,4	2,1
				2,6	2,2
				1,9	1,7
				2,6	2,4
				2,0	1,7
				2,3	1,8
				2,2	2,0
				2,1	1,9
				2,7	2,4
57;7					1,1	1,5
				1,3	1,9
				1,1	1,3
				1,0	1,6
				0,8	1,2
				1,3	1,8
				0,8	1,4
				1,2	1,5
				1,3	1,8
				0,9	1,6
№ зад,схеми	Варіант	F1 кН	F2 КН	F3 кН	A1 см²	A2 см²
58;8