- •I. Основы теоретической механики
- •1. Статика
- •Основные понятия
- •1.2. Аксиомы статики
- •3. Аксиома параллелограмма сил.
- •4. Аксиома о равенстве сил действия и противодействия.
- •5. Аксиома связей.
- •1.3. Теоремы статики
- •2. Теорема о трех силах.
- •1.4. Система сходящихся сил
- •1.5. Момент силы относительно точки и оси
- •Алгебраический момент силы относительно точки.
- •3. Момент силы относительно оси.
- •1.6. Приведение системы сил к простейшей системе
- •1.7. Условия равновесия систем сил Пространственная система сил
- •Кинематика
- •2.1. Основные понятия
- •2.2. Кинематика точки. Скорость и ускорение точки в декартовых координатах
- •2.3. Скорость и ускорение точки в естественной системе координат
- •2.4. Скорость и ускорение точки в полярных координатах
- •2.5. Скорость и ускорение точек в цилиндрических координатах
- •2.6. Сложное движение точки
- •2.7. Поступательное движение твердого тела
- •2.8. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси
- •2.9. Плоское движение твердого тела
- •2.10. Скорость точек тела при плоском движении Мгновенный центр скоростей
- •2.11. Ускорения точек при плоском движении тела Мгновенный центр ускорений
- •3. Динамика
- •3.1. Основные понятия
- •3.2. Классификация сил. Динамика материальной точки
- •3.3. Дифференциальные уравнения движения материальной точки. Две основные задачи динамики точки
- •3.4 Основные виды прямолинейного движения точки. Криволинейное движение
- •3.5. Простейшие свойства внутренних сил системы Механической системой называется любая совокупность материальных точек.
- •3.6. Дифференциальные уравнения движения системы
- •3.7. Теоремы об изменении количества движения и о движении центра масс Количество движения точки и системы
- •Теорема об изменении количества движения системы
- •В проекциях на оси координат
- •3.8. Теорема об изменении кинетической энергии Работа силы.
- •3.9. Потенциальное силовое поле и потенциальная энергия
- •3.10. Закон сохранения механической энергии
- •II. Основы теории механизмов и машин
- •1. Структура механизмов и машин
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Структура механизмов
- •1.3. Принцип образования механизмов. Группа Ассура
- •1.4. Структурный анализ плоских рычажных механизмов
- •2. Кинематический анализ плоских рычажных механизмов
- •2.1. Задачи и методы
- •2.2. Графоаналитический метод
- •3.Силовой анализ плоских рычажных механизмов
- •3.1. Силы, действующие в машинах
- •3.2 Силовой расчет
- •3.3. Трение в механизмах
- •1.2. Моделирование и схематизация объектов и свойств материалов
- •1.3. Внутренние силовые факторы. Метод сечений. Виды деформаций
- •1.4. Понятие о деформациях
- •1.5. Понятие о напряжениях
- •1.6. О физической взаимосвязи напряжений и деформаций
- •1.7. Общие принципы расчёта элементов конструкций
- •2. Растяжение и сжатие
- •2.1.Определение продольной силы
- •2.2. Определение напряжения
- •2.3. Определение деформаций. Закон Гука
- •2.4. Испытание материалов на растяжение и сжатие
- •2.5. Коэффициент запаса, допускаемое напряжение
- •2.6. Проверочный и проектировочный расчёты на прочность и жёсткость
- •3. Геометрические характеристики плоских сечений
- •3.1. Статические моменты площади
- •3.2. Моменты инерции сечения
- •3.3. Моменты сопротивления сечений
- •3.4. Геометрические характеристики некоторых сечений
- •3.4.1. Сечение в форме прямоугольника
- •3.4.2. Сечение в форме полукруга и круга
- •4. Изгиб
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Внутренние силовые факторы при изгибе
- •4.3. Теорема д. И. Журавского
- •4.4. Нормальные напряжения при изгибе
- •4.5. Перемещения при изгибе. Дифференциальное уравнение упругой линии балки
- •5. Сдвиг и кручение
- •5.1. Сдвиг
- •5.2. Кручение
- •5.2.1. Определение крутящего момента
- •5.2.2. Перемещения при кручении
- •5.2.3. Напряжение
- •5.2.4. Условия прочности и жёсткости
- •6. Напряжённое и деформированное состояние в точке
- •6.1. Напряжённое состояние в точке
- •6.2. Напряжённое состояние при растяжении (сжатии)
- •6.3. Напряжения в наклонных сечениях при растяжении в двух направлениях
- •6.4. Определение напряжений на площадке произвольного положения
- •6.4. Теории прочности
- •III. Основы деталей машин и конструирования.
- •1. Общие вопросы проектирования и конструирования машин и механизмов
- •1.1. Основные элементы конструкций и их критерии работоспособности
- •1.2. Проектирование
- •1.3. Конструирование и стадии разработки конструкторской документации
- •1.4. Система автоматизированного производства
- •1.5. Взаимозаменяемость и стандартизация
- •1.6. Номинальные размеры и точность изготовления деталей
- •Вопросы для самопроверки
- •2. Соединения деталей машин
- •2.1.Неразъёмные соединения
- •2.1.1.Сварные соединения
- •2.1.2. Заклёпочные соединения
- •2.2. Разъёмные соединения
- •2.2.1. Резьбовые соединения
- •2 .2.2. Шпоночные и шлицевые соединения
- •Вопросы для самопроверки
- •Валы и оси. Опоры валов и осей
- •3.1. Назначение и классификация
- •3.2. Конструктивные элементы валов и осей, применяемые материалы.
- •3.3. Общие сведения об опорах валов и осей
- •3.4. Подшипники скольжения
- •3.4.1. Общие сведения
- •3.4.2. Конструкции подшипников скольжения
- •3.4.3. Расчёт и проектирование подшипников скольжения
- •3.5. Подшипники качения
- •3.5.1. Устройство подшипников качения и их классификация
- •3.5.2. Подбор подшипников качения
- •3.5.3. Определение коэффициентов X и y
- •Вопросы для самоконтроля
- •4.1. Назначение и классификация
- •4.2. Подбор муфт
- •4.3. Муфты постоянного сцепления
- •4.4. Муфты сцепные управляемые
- •4.5. Муфты сцепные самоуправляющиеся
- •Вопросы для самопроверки
- •5. Пружины и уплотнительные элементы
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Основные параметры витых пружин.
- •5.3. Расчёт цилиндрических витых пружин сжатия и растяжения
- •5.3.1. Определение диаметра проволоки пружины
- •5.3.2. Податливость и жёсткость пружины
- •Вопросы для самопроверки
- •6. Зубчатые передачи
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Требования, предъявляемые к зубчатым зацеплениям
- •6.3. Основной закон зацепления
- •6.4. Эвольвента окружности и её свойства. Уравнения эвольвенты
- •6.5. Эвольвентное зацепление
- •6.6. Геометрические параметры эвольвентных прямозубых передач
- •6.7. Коэффициент торцового перекрытия
- •6.8. Материалы зубчатых колёс
- •Вопросы для самопроверки
- •Содержание
III. Основы деталей машин и конструирования.
1. Общие вопросы проектирования и конструирования машин и механизмов
1.1. Основные элементы конструкций и их критерии работоспособности
Машины, механизмы, приборы, аппараты и т. д. изготовляют из деталей. Деталью называют элемент конструкции, изготовленный из материала одной марки без применения сборочных операций (например, болт, гайка, вал и т. д.).
Совокупность деталей, соединённых на предприятии-изготовителе сборочными операциями (сваркой, завинчиванием, запрессовкой и т. д.) и предназначенных для совместной работы, называют сборочной единицей (узлом).
Простейший узел является составной частью более сложного узла, который, в свою очередь, оказывается узлом изделия, комплекса и т.п.
Изготовление конструкций и узлов из деталей позволяет использовать различные материалы, облегчает их изготовление, эксплуатацию и ремонт, обеспечивает возможность их нормализации и стандартизации, изготовление на специализированных заводах.
В каждой машине число деталей исчисляется десятками, сотнями и тысячами, а может и миллионами (например, в самолете).
Несмотря на различное конструктивное оформление и назначение машин, детали и узлы в них в основном типовые (типовые, нормальные и стандартные). К их числу относятся различные соединения (резьбовые, сварные, шлицевые и др.) и их детали, валы, муфты и опоры, уплотнения и устройства для смазывания, пружины и др.
Работоспособность является одним из важнейших требований, предъявляемых к деталям и узлам машин. Под работоспособностью понимают такое состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Она характеризуется определёнными условиями-критериями: прочностью, жёсткостью, устойчивостью, износостойкостью и др.
Разработка новых изделий осуществляется инженерно-техническим персоналом путём проектирования и конструирования.
1.2. Проектирование
Проектирование предшествует конструированию и представляет собой поиск научно обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений.
Процесс проектирования начинается с идеи, которая порождается желанием выпускать новую продукцию. При проектировании необходимо обеспечить выполнение ряда условий, связанных с таким фактором, как финансовые затраты, время, критерии отбора, техническая осуществимость, рабочие характеристики, производство, техническая эстетика. На последовательность и содержание проектирования существенно влияет предполагаемый объём выпуска изделий. При проектировании для серийного производства имеются более широкие возможности в использовании самых передовых научно-технических достижений.
Основными видами работ, выполняемых при создании изделий, являются: научно-исследовательские работы (НИР) и опытно-конструкторские работы (ОКР). Проведение НИР необходимо при создании новых машин и механизмов, при этом НИР направлены на поиск принципиально новых решений в части их структуры и принципа действия. ОКР выполняют только в том случае, если принципиальная техническая возможность создания изделия установлена, либо в результате проведения НИР, либо как результат накопленного опыта разработки и эксплуатации изделий-прототипов.