Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Физика и теоретическая механика»

решениЕ задач

по теоретической механике

с использованием Mathcad

Под редакцией кандидата технических наук,

профессора Н.М. Рачека

В трех частях

Часть 2

КИНЕМАТИКА

Рекомендовано

Методическим советом по качеству

образовательной деятельности ДВГУПС

в качестве учебного пособия

Хабаровск

Издательство ДВГУПС

2014

УДК 531(075.8)

ББК В21я73

Р 470

Рецензенты:

Кафедра «Теоретическая механика» ТОГУ

(заведующий кафедрой кандидат технических наук,

доцент М.В. Лейбович)

Доктор физико-математических наук,

заведующий кафедрой «Физика» ДВГГУ,

профессор В.И. Крылов

Р 470

Решение задач по теоретической механике с использованием MathCAD : учеб. пособие. В 3 ч. Ч. 2. Кинематика / под ред. Н.М. Рачека. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2014. – 93 с. : ил.

Предлагаемое учебное пособие соответствует ФГОС ВО по специальностям 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог», 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства», 08.05.02 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей», 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений», по направлениям 08.03.01 «Строительство», 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», 21.03.01 «Нефтегазовое дело».

Пособие состоит из 3 частей. В части 2 изложены вопросы применения интегрированных математических программных систем для решения задач по теоретической механике, приведено краткое описание основных методов решения задач по кинематике механизмов с использованием персонального компьютера, рассмотрены примеры решения указанных задач с использованием пакета MathCAD.

Предназначено для студентов 1-го и 2-го курсов всех форм обучения, изучающих дисциплину «Теоретическая механика».

Авторы пособия: ст. преп. А.А. Кузин (введение, разд. 1); доцент О.А. Нератова (разд. 2); проф. Н.М. Рачек (разд. 3, 4).

УДК 531(075.8)

ББК В21я73

© ДВГУПС, 2014

Введение

Кинематическое исследование механизмов выполняется на первых этапах проектирования новой или изучения действующей машины. От точности и полноты кинематического исследования механизма зависят результаты изучения динамики машины и в дальнейшем расчет на прочность ее деталей.

Методы кинематического анализа рычажных механизмов основаны на общих положениях раздела «Кинематика» дисциплины «Теоретическая механика», достижениях вычислительной техники и вычислительной математики.

В пособии рассматриваются плоские рычажные механизмы с одной степенью свободы. Закон движения ведущего звена задан. Необходимо для ряда положений механизма вычислить параметры, определяющие положение звеньев механизма, их угловые скорости и ускорения, а также скорости и ускорения характерных точек звеньев. Исследование механизмов ведется с применением математической программной системы MathCAD.

Результатом освоения раздела «Кинематика» с использованием возможностей математической системы MathCAD должно стать приобретение следующих навыков.

Студент должен знать:

– основные положения кинематики точки и твердого тела;

– методы расчета кинематических параметров рычажных механизмов;

– возможности математической системы MathCAD;

уметь:

– составлять системы уравнений, определяющих основные параметры движения механизмов;

– применять средства MahtCAD для решения этих уравнений;

владеть:

– основными современными методами постановки и решения задач механики.