Современное производство, определяющееся высокой механизацией и автоматизацией, предлагает использование большого количества разнообразных машин, механизмов, приборов и других устройств. Конструирование, изготовление, эксплуатация машин невозможна без знаний в области механики.
К основным задачам механики относится изучение:
- общих законов равновесия материальных тел;
- методов расчета элементов конструкций и машин на прочность, жесткость и устойчивость;
- законов движения материальных тел;
- устройства машин и механизмов, их деталей и области их применения.
Методы и приемы технической механики вырабатывает навыки для постановки и решения прикладных задач.
Механическим движением тела называется изменение его положения относительно другого тела, происходящее в пространстве с течением времени.
Механическим взаимодействием называются такие взаимодействия материальных тел, которые изменяют или стараются изменить характер их механического движения или формы (создать деформацию).
Техническая механика – дисциплина, вмещающая в себя основные механические дисциплины: теоретическую механику, сопротивление
материалов, теорию машин и механизмов, детали машин и основы конструирования.
Теоретическая механика – это наука, изучающая общие законы механического движения и механического взаимодействия материальных тел.
Теоретическая механика принадлежит к фундаментальным дисциплинам и создает основу многих инженерных дисциплин. В основе теоретической механики лежат законы, которые называются законами классической механики или законами Ньютона, которые установлены путем обобщения результатов большого количества экспериментов и наблюдений. Их справедливость проверена многовековой практической деятельностью человека.
Таблица 1. Основные параметры механизмов и машин и их обозначение в механике
Параметр | Обозначение |
Ведущие звенья: (диаметр, окружная скорость, угловая скорость,
мощность, вращающий момент на ведущем валу) |
d1, v1, ω1, Р1, M1 |
Ведомые звенья (те же) на ведомом валу | d2, u2, ω2, Р2, M2 |
Коэффициент полезного действия (КПД) одного звена
Общий КПД механизма с n звеньями |
η = Р2/Р1
ηобщ = η1 η2 … ηn, |
Окружная скорость ведущего или ведомого звена (м/с) | v = ωd/2 |
Угловая скорость (рад/с) | ω = πn30 = 2v/d |
Окружная сила передачи (Н) | Ft = Р/v |
Вращающий момент Т (Н·м) | Т = Р/ω = Ft d/2 = 9,55Р/n |
Передаточное отношение механической передачи | u12 = ω1/ω2 = n2/n1
u12 = Т2/Т1 = Р2ω1/Р1ω2 = Т2/(ηТ1). |
Передаточное число цепной передачи | u = ω1/ω2 = z2 /z1 |
Передаточное отношение механизма с п передачами | uобщ = u1 u2 … un, |
Передаточное число зубчатой передачи | u = z2/z1 |
Диаметр делительный прямозубого колеса | d2= z2m |
Диаметр делительный косозубого колеса | d2= z2m/соsβ |
Диаметр делительный окружности звездочки | d2 = t/sin (180/z) |
Мощность электродвигателя (Вт) | Рд ≥ Р = Тω/η = Fv/η |
Таблица 2. Параметры движения в механике
Прямолинейное |
|
Обозначения: s — путь, м; t — время, с; vt — скорость, м/с; а — ускорение, м/с2; g — ускорение свободного падения, м/с2; v0 — начальная скорость, м/с |
|
Параметры | Формулы |
равномерное | ![]() |
равномерно-ускоренное (v0 = 0) | ![]() |
равномерно-ускоренное (v0 ≠ 0) | ![]() |
равномерно-замедленное | ![]() |
Свободное падение —
(равномерно-ускоренное) |
![]() |
Вращательное |
|
Обозначения: аt — угловой путь, пройденный радиусом r за время t, рад; t — время, с; ωt — угловая скорость, 1/с; ε — угловое ускорение, 1/с2; n — частота вращения, мин-1; v — линейная скорость на радиусе r, м/с; ω0 — начальная угловая скорость, 1/с |
|
равномерное | ![]() |
равномерно-ускоренное (v0 = 0) | ![]() |
равномерно-ускоренное (v0 ≠ 0) | ![]() |
равномерно-замедленное | ![]() |
Таблица 3. Расчет сил простейших механизмов (без учета трения)
Рычаги и блоки |
|||
![]() |
|||
Эскизы | Механизмы | Формулы | |
Силы | Перемещения | ||
1 | Рычаг первого рода | ![]() |
![]() |
2, 3 | Рычаг второго рода | ![]() |
![]() |
4 | Ворот | ![]() |
![]() |
5 | Блоки | ![]() |
![]() |
6 | ![]() |
![]() |
|
7 | ![]() |
![]() |
Таблица 4. Расчет сил простейших механизмов (без учета трения)
Винтовые и клиновые механизмы | |||
![]() |
|||
Эскизы | Формулы | Эскизы | Формулы |
1 | ![]() |
4 | ![]() |
2 | ![]() |
5 | ![]() |
3 | ![]() |
6 | ![]() |
Таблица 5. Расчет балок под нагрузкой
Схема нагружения | Реакции опор
Изгибающий момент |
Допускаемая
нагрузка |
Максимальный
прогиб |
Опасное
сечение |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
А |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
А |
![]() |
![]() |
— | ![]() |
А |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
C |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
C |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
C |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
А |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
B |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
А,B,C |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
А,B,C |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Все сечения |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
D |