программа работы кружка
материал

Областное  государственное бюджетное  профессиональное образовательное  учреждение

« Смоленский автотранспортный колледж имени Е.Г.Трубицына»

        Программа

 работы кружка по  решению задач по дисциплине         «Техническая механика»

        Смоленск 2015 г.

Введение

Качество образования сегодня рассматривается как важнейший фактор устойчивого развития страны. Модификация социально-экономических условий диктует системе среднего профессионального образования необходимость обеспечения высокого качества подготовки специалистов. Инновационный подход в образовании требует от преподавателя постоянно искать способы роста результативности обучения. Для этого используются в разных видах учебной деятельности инновационные методы, которые активизируют студентов, повышают интерес к занятиям, понимание и усвоение учебного материала.

При изучении технической механики решаются задачи:

- изучение общих принципов определения силовых нагружений, которые воспринимают элементы конструкции;

- овладение методами расчета конструкций, механизмов и узлов машин на прочность, жесткость, устойчивость;

- расчет деталей и узлов, осуществляющих передачу движения в машинах.

Одно из требований ФГОС и рабочей программы по дисциплине - умение выполнять основные виды расчетов.  

 Программа работы кружка предназначена для проведения занятий  ч в группах студентов, обучающихся по специальностям 23.02.07  Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей, 23.02.04 Техническая эксплуатация подъемно- транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям)

Для лучшего усвоения программы по дисциплине «Техническая механика» создан кружок по решению задач.

 Умения решать задачи, полученные на занятиях, помогут будущим специалистам качественно организовать техническое обслуживание и ремонт автотранспортных средств        

Цель работы кружка:

Совершенствование познавательной сферы и обеспечение таких условий, где студенты смогут достигнуть максимально возможного для них уровня развития.

Задачи работы кружка:

1.Обучения студентов оптимальным методам и приемам решения задач и умению представлять результаты

2. Сформировать умения работать с различными источниками информации

3. Выработать исследовательские умения

4. Углубить интерес к предмету за счет применения деятельностного подхода в изучении дисциплины «Техническая механика» и подборке задач с практическим содержанием.

 Формы организации обучения:

-фронтальная;

- групповая;

- индивидуальная.

Виды деятельности:

- практикумы по решению задач;

-  подготовка мини-проектов и их защита;

- подготовка тестовых заданий.

Формы контроля:

- письменный контроль (самостоятельная работа по решению задач);

- устный контроль (сообщения по результатам выполнения домашнего задания);

-презентация мини-проектов;

- контрольная работа.

Планируемые результаты:

- Углубление и развитие навыков решения задач;

- опыт работы в коллективе;

- получение опыта дискуссий, проектирование учебной деятельности;

- систематизация знаний;

- возникновение потребности читать дополнительную литературу;

- умение искать, отбирать, оценивать информацию.

Тематический план

Приложения

        Задача

Определить полное удлинение жёстко заделанного круглого стержня  от воздействия сил Р и напряжение растяжения в сечении стержня диаметром 0,8d. Принять следующие исходные данные: l=1м, d=0,02 м.

Модуль упругости материала стержня  Мпа. Варианты значений силы Р приведены в таблице.

Задачу решить по одному из вариантов.

Порядок решения:

Полное удлинение стержня по закону Гука

.

Напряжение в сечении стержня диаметром  0,8d

Задача

Определить необходимые  диаметр и длину срезного пальца в, показанной на рис., муфте предельного момента  исходя из следующих условий: диаметр D=200мм., количество пальцев n=4, допускаемое напряжение среза материала пальца ср=100 Мпа., напряжение смятия см=200 Мпа.

Величина крутящего момента Т приведена в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

Порядок решения:

Напряжение среза по сечению пальца  , отсюда  .

Напряжение смятия на поверхности пальца ,  где  L - длина пальца.

.

Задача

Определить внутренний диаметр заклёпки из условия её прочности на срез и проверить заклёпку на смятие.

Исходные данные: S1=S2=8 мм., диаметр заклёпки 15 мм., =120 Мпа, =70 Мпа. Значение силы  Р  приведено в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

Порядок решения:

Напряжение среза в заклёпке   (имеем две площадки среза),

отсюда  .  Напряжение смятия в заклёпке  .

Задача

Определить наименьший наружный диаметр глухой муфты при следующих исходных данных: внутренний диаметр  d =100 мм., допускаемое напряжение на кручение материала муфты и шпонки =50 Мпа, внешний крутящий момент  Т, запас прочности по крутящему моменту Кз=1,2. Определить требуемую длину шпонки, если её ширина b=28 мм, высота h=16 мм, допускаемое напряжение смятия  =200 Мпа. Ослаблением сечения муфты из-за шпоночного паза пренебречь. Величина крутящего момента приведена в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

Порядок решения:

Напряжение кручения в сечении муфты от действия крутящего момента

,

где  - полярный момент сопротивления сечения без учёта шпоночного паза. Решая, получим:     .

 Длина шпонки из условия смятия ,

Длина шпонки из условия среза .

Сечение стандартной шпонки   мм.

Задача

Круглый брус длиной L=1300 мм. Нагружен силой Р=1000 Н и силой Р1 = 1500 Н. Расстояние  a= 300 мм, расстояние b =500 мм. Допускаемое напряжение изгиба материала бруса  Мпа. Определить диаметр стержня в месте приложения силы Р1 и момента М. Варианты величины момента М приведены в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

Порядок решения:

Напряжение изгиба бруса в сечении, где приложены сила  Р1  и момент М.

,   ;

.   

.

Определяем большее из этих значений ; .

Диаметр бруса  .

Задача

Кронштейн приварен к стенке двумя угловыми швами. На кронштейн воздействуют силы Р и Р1. Определить необходимую величину катета сварного шва. Допускаемое напряжение в сварном шве  = 60 МПа. Определить толщину кронштейна  из условия, что допускаемое напряжение материала кронштейна = 100 МПа. Значения сил  Р и Р1  приведены в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.

Порядок решения:

Суммарное напряжение в сварном шве  ;

;      ;  где: - напряжение от изгибающего момента (от силы Р), - напряжение от силы Р1,  k - искомый катет шва.

Толщина кронштейна  определится из условия его прочности.

Суммарное напряжение в кронштейне ; отсюда

.

Задача

 Определить силу, которую необходимо приложить к ключу длиной 300 мм при завинчивании болта с резьбой М162 по приведенному рисунку, до появления в резьбе болта напряжений смятия и напряжений среза. Трением на торце болта пренебречь.

Исходные данные: средний диаметр резьбы d2 = 15 мм, предел текучести материала болта по напряжениям смятия =250 Мпа, по напряжениям среза = 150 Мпа, коэффициент трения болта по гайке f= 0,15; угол профиля резьбы – 600, коэффициент неравномерности распределения нагрузки по виткам резьбы k= 0,87; коэффициент заполнения резьбы km= 0,65.  Высота витка резьбы h= 1 мм. Высота гайки “H”  приведена в таблице. Задачу решить по одному из вариантов.     

Порядок решения:

Напряжение среза в резьбе болта   ;  напряжение смятия .

где Р - осевая сила при затяжке болта, t - шаг резьбы.

;  где Тзав =Рзавl - завинчивающий момент и  Рзав - искомая сила.

  Решая, получим  ;

 ;

  ;    .

Задача

Определить завинчивающий момент, который необходимо приложить к, показанному на рисунке болтовому соединению, чтобы стягиваемые детали не разошлись от воздействия сил Р. Исходные данные: средний диаметр резьбы d2=15мм, угол подъёма резьбы = 2,4310; угол трения в резьбе =9,650; коэффициент трения в резьбе f= 0,15. Трением на торце гайки пренебречь. Значение силы Р приведено в таблице.

Порядок решения:

Необходимое усилие затягивания деталей ;

Момент, прилагаемый к болтовому соединению, для получения Рзат

; где - угол подъёма резьбы, t -шаг резьбы.

 - приведенный угол трения в резьбе. 

Совместное решение: .

Задача 12

Определить усилие затяжки болтов крышки резервуара из условия нераскрытия стыка, при следующих исходных параметрах: - диаметр резервуара D1= 200 мм; давление внутри резервуара постоянное  (МПа); коэффициент запаса по затяжке k=1,5; коэффициент внешней нагрузки  =0,5. Задачу решить по одному из вариантов.

Порядок решения:

Для обеспечения нераскрытия стыка сила, сжимающая детали в стыке всегда должна быть больше нуля. В данном случае часть нагрузки от внутреннего давления, равная , дополнительно нагружает крепёжные болты, а остальная часть, равная , идёт на разгрузку стыка. Данное условие выражается в виде .  Сила от внутреннего давления .

Задача 13

По рисунку и условиям задачи 12 определить диаметр болтов, стягивающих крышку и корпус резервуара, принимая количество болтов  n= 8 шт и допускаемое напряжение на растяжение материала болтов равное 180 МПа. Задачу решить по одному из вариантов.

Порядок решения:

Для обеспечения нераскрытия стыка сила, сжимающая детали в стыке всегда должна быть больше нуля. В данном случае часть нагрузки от внутреннего давления, равная , дополнительно нагружает крепёжные болты, а остальная часть, равная  , идёт на разгрузку стыка. Данное условие выражается в виде . Сила от внутреннего давления . Осевая, растягивающая сила, действующая на затянутые болты равна .

Осевое растягивающее напряжение в сечении болта .

Диаметр болта 

  .

   .