ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ и УПРАВЛЕНИЯ

________________________________________________________________

Кафедра «Теоретической механики и инженерной графики»

Буторин Л.В., Вахтанов С.И., Шевелев И.А.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА

Учебно – практическое пособие для

студентов специальности 080401

всех форм обучения

www.msta.ru.

Москва 2009

УДК - 531

© Буторин Л.В., Вахтанов С.И., Шевелев И.А. Теоретическая и прикладная механика. Учебно – практическое пособие. – М.: МГУТУ, 2009

Настоящее учебно-практическое пособие предназначено для студентов специальности 080401 заочной формы обучения и содержит в кратком изложении теоретические материалы, примеры решения задач, контрольные вопросы и тесты по разделам: “Теоретическая механика”, ”Сопротивление материалов”, “Детали машин”.

Авторы: Буторин Л.В., Вахтанов С.И., Шевелев И.А.

Рецензенты: проф., д.т.н. Бардовский А.Д. каф. Ти ПМ, МГГУ;

доц. Щеглов С.В., каф. ИГ и П, МГВМИ.

Редактор Свешникова Н.И.

© Московский государственный университет технологий и управления, 2009,

109004, Москва, Земляной вал, 73.

Введение

Введение……………………………………………………………………… 4

Раздел 1.Теортическая механика……………………………………………… 4

1.1.Статика твердого тела……………………………………………………… 5

1.2. Кинематика………………………………………………………………… 10

1.3. Динамика………………………………………………………………….. 15

Раздел 2.Сопротивление материалов…………………………………………. 20

2.1Основные понятия………………………………………………………….. 20

2.2. Внутренние силы и напряжения…………………………………………. 20

2.3. Эпюры внутренних сил, напряжений, перемещений…………………… 22

2.4. Типы деформаций…………………………………………………………. 23

2.5. Принципы расчета на прочность…………………………………………. 25

2.6. Механические характеристики материалов……………………………... 26

2.7. Геометрические характеристики плоских сечений…………………….. 28

2.8. Определение напряжений и деформаций при статическом нагружении 29

2.9. Устойчивость сжатых стержней…………………………………………. 31

2.10. Определение напряжений и деформаций при циклических нагрузках. 32

Раздел 3. Детали машин………………………………………………………. 35

3.1. Основные критерии работоспособности………………………………. 35

3.2. Виды нагрузок……………………………………………………………. 35

3.3. Соединения деталей……………………………………………………… 36

3.4. Соединение типа «Вал-ступица»……………………………………….. 37

3.5. Резьбовые соединения ………………………………………………….. 39

3.6. Механические передачи ………………………………………………… 40

3.7. Подшипники …………………………………………………………….. 47

3.8. Муфты …………………………………………………………………… 48

3.9. Вопросы для самоконтроля ……………………………………………. 48

3.10. Тесты по теме ………………………………………………………….. 49

4. Решение тренировочных заданий ……………………………………….. 50

5. Тесты по дисциплине …………………………………………………….. 74

6. Список рекомендуемой литературы ……………………………………. 77

Введение

Современная техника ставит перед инженерами задачи, решение которых связано с исследованием механического движения и механического взаимодействия материальных тел. Наука о механическом движении и механическом взаимодействии называется механикой.

Учебный курс «Теоретическая и прикладная механика» структурно состоит из трех разделов, включающих основы знаний теоретической механики, сопротивления материалов и деталей машин.

Теоретическая механика изучает принципы и методы, общие для всех областей механики.

Сопротивление материалов – наука о прочности и деформируемости элементов сооружений, машин и механизмов.

Детали машин – дисциплина о расчете и конструировании деталей машин.

Задачи изучения дисциплины:

- иметь представление об объективных законах движения и взаимодействия материальных тел, методах их моделирования, изучения и решения задач анализа и синтеза механических систем и их элементов;

• уметь использовать основные понятия, законы, принципы и методы механики; методы теоретических и экспериментальных исследований механизмов;

• иметь опыт решения конкретных задач исследования статических, кинематических и динамических характеристик конструкций машин, механизмов и их элементов.

Раздел 1. Теоретическая механика Основное содержание теоретической механики

Т еоретическая механика – наука об общих законах механического движения и механического взаимодействия материальных тел.

Механическим движением называется изменение с течением времени взаимного положения в пространстве материальных тел. Механическим взаимодействием – такое взаимодействие, в результате которого изменяется механическое движение или изменяется взаимное положение частей тела.

По характеру рассматриваемых задач теоретическую механику принято делить на статику, кинематику и динамику.

В статике изучаются условия равновесия материальных тел и методы тождественного преобразования системы сил. Равновесие – это состояние, при котором тело при действии сил остается неподвижным или движется равномерно прямолинейно.

В кинематике рассматриваются общие геометрические характеристики движения тел. Действующие на тело силы не рассматриваются. Закон движения задается. Закон движения тела – это зависимость положения тела в пространстве от времени.

В динамике изучают общие законы движения тел под действием сил.