Занятие № 4 Кинематика вращательного движения тела

Цель: научить студентов находить кинематические параметры вращающегося твердого тела и его точек, а также умению классифицировать передачи и вычислять их передаточные отношения.

Содержание задания:

- решение исследовательской задачи;

- решить задачи из [2] № 13.18, 14.1, 14.5;

- решить индивидуальную задачу на кинематический расчет передачи.

Ход занятия.

1. Путем устного опроса проверяется знание теоретического материала, необходимого для решения задач.

2. На доске решаются типовые задачи на определение кинематических параметров вращающегося тела и его точек.

3. Исследовательская задача. Студентам предлагается установить, какой тип передач имеет бόльшие возможности в получении значительных передаточных отношений: рядовая или ступенчатая. Для этого предлагается вычислить передаточные отношения в общем виде для двух четырехколесных передач указанных типов. При затруднении в ответе подставить конкретные числа.

После получения вывода о преимуществе ступенчатой передачи предлагается выяснить, какие достоинства есть и у рядовой передачи. Проверить ответ на моделях передач.

4. Разделить группу студентов на 2 − 3 подгруппы и провести соревнование: какая из них укажет наибольшее число машин, в которых применяются рассматриваемые виды передач.

5. Самостоятельно, но под контролем преподавателя студенты решают указанные задачи из [2].

6. Решение индивидуальной задачи, выдаваемой на карточке.

Порядок решения типовых задач:

При вращении одного тела применить формулы угловой скорости и углового ускорения тела, скорости и ускорения точки тела. Если присутствует передача – установить ее тип и применить одну из формул передаточного отношения.

Основной теоретический материал (контрольные вопросы):

• Формула скорости точки вращающегося тела.

• Связь между частотой вращения и угловой скоростью тела.

• Дать определение передаточного отношения и как вычислить его для простых передач? Виды простых передач.

• Передаточное отношение многозвенных передач с неподвижными осями колес.

• Как вычислить угловую скорость и угловое ускорение тела?

• Формулы ускорения точки вращающегося тела.

Занятие № 5 Кинематика плоскопараллельного движения тела

Цель: научить студентов находить кинематические параметры твердого тела и его точек при плоскопараллельном движении.

Содержание задания:

- решение типовых задач на доске;

- решить задачи из [2] № 16.29, 16.34, 16.15, 16.14; 18.11;

Ход занятия.

1. Путем устного опроса проверяется знание теоретического материала, необходимого для решения задач.

2. На доске решаются типовые задачи на определение кинематических параметров тела и его точек.

3. Шуточные задачи. Задачу № 16.29 из [2] предварить вопросом: в какую сторону покатится катушка, если потянуть за нитку, проходящую ниже оси? Перед решением задачи № 16.34 спросить, где на поезде находятся точки, которые едут в противоположную сторону в данный момент.

4. Исследовательская задача. Познакомить студентов с кривошипно-ползунным механизмом, применяемым в поршневых насосах и компрессорах, ДВС, и начертить его кинематическую схему. Предложить студентам установить, в каком положении механизма скорость поршня максимальна (при постоянной угловой скорости кривошипа). Способ решения выбирается самостоятельно (см. ниже).

5. Самостоятельно, но под контролем преподавателя студенты решают указанные задачи из [2]. В задаче 16.15 также исследуется кинематика кривошипно-ползунного механизма.

Порядок решения типовых задач на отыскание скоростей:

1-й способ. Найти положение мгновенного центра скоростей и применить одну из формул для скорости, измеряя или вычисляя расстояния до МЦС.

2-й способ. Построить вектор скорости точки тела с помощью теоремы о скоростях точек тела и найти модуль искомой скорости, измеряя или вычисляя его.

3-й способ. Применить следствие из теоремы о скоростях точек тела (если не требуется искать угловую скорость тела).

Порядок решения типовых задач на отыскание ускорений:

- вычислить ускорение какой-либо точки тела (и угловое ускорение тела, если оно катится по неподвижной поверхности);

- записать векторные формулы для ускорений указанных точек тела;

- вычислить и построить составляющие этих ускорений;

- измерить или вычислить методом проекций ускорения указанных точек тела и угловое ускорение тела.

Основной теоретический материал (контрольные вопросы):

• Дать определение МЦС. Способы его отыскания.

• Две формулы для отыскания скорости точки тела с помощью МЦС.

• Сформулировать теорему о скоростях точек тела при плоском движении.

• Следствие из теоремы о скоростях точек тела.

• Сформулировать теорему об ускорениях точек твердого тела при плоском движении.