Буторин Л.В., Вахтанов С.И., Шевелев И.А. Механика. Учебно – практическое пособие. – М.: МГУ ТУ, 2011

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 «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

Теоретическая 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.

Cтатика твердого тела

Аксиомы статики

Типы связей и их реакции

Рис.1.12 Рис. 1.13 Рис.1.14 Рис.1.15 Рис.1.16

Тождественное преобразование систем сил

Рис.1.17 Рис.1.18

Аналитически равнодействующая сила может быть определена через ее проекции на оси координат

, (1.3)

Согласно теореме: проекция равнодействующей на ось равна сумме проекций слагаемых сил на эту ось (рис.1.18). .R_x = F_{1 x} + F_{2 x} +F_{3 x} , или в общем виде R_x = å F_kx (1.4)

С учетом ( 1.4) равнодействующая определяется выражением

, (1.5)

Преобразование произвольной системы сил. Применить правило параллелограмма сил непосредственно к произвольной системе сил нельзя, так как линии действия сил не пересекаются в одной точке. Предварительно систему сил приводят к одному центру на основании теоремы о параллельном переносе силы.

Теорема. Силу, приложенную к твердому телу, можно, не изменяя оказываемого ею действия, перенести параллельно в другую точку тела, прибавляя при этом пару сил с моментом, равным моменту переносимой силы относительно точки, в которую она переносится.

В результате указанного преобразования получается сходящаяся система сил и сумма моментов пар сил. Действие сходящейся системы сил заменяют действием суммарной силы, действие моментов - суммарным моментом. Суммарный вектор ^* называют главным вектором системы сил, суммарный момент ^*- главным моментом системы сил.

Вывод. Произвольная система сил в результате тождественного преобразования приводится к главному вектору ^* и главному моменту ^*системы сил.