Il manuale contiene i concetti e i termini di base di una delle principali discipline del blocco tematico “Meccanica Tecnica”. Questa disciplina comprende sezioni come "Meccanica teorica", "Resistenza dei materiali", "Teoria dei meccanismi e delle macchine".
Il manuale metodologico ha lo scopo di assistere gli studenti nell'autoapprendimento del corso “Tecnico Meccanico”.
Meccanica teorica 4
I. Statica 4
1. Concetti fondamentali e assiomi della statica 4
2. Sistema di forze convergenti 6
3. Sistema piatto di forze posizionate arbitrariamente 9
4. Il concetto di azienda agricola. Calcolo della capriata 11
5. Sistema spaziale di forze 11
II. Cinematica del punto e del corpo rigido 13
1. Concetti base di cinematica 13
2. Moti traslatori e rotatori di un corpo rigido 15
3. Moto piano parallelo di un corpo rigido 16
III. Dinamica del punto 21
1. Concetti e definizioni di base. Leggi della dinamica 21
2. Teoremi generali per la dinamica di un punto 21
Resistenza dei materiali22
1. Concetti fondamentali 22
2. Forze esterne e interne. Metodo della sezione 22
3. Il concetto di tensione 24
4. Tensione e compressione del legno diritto 25
5. Taglio e frantumazione 27
6. Torsione 28
7. Piega trasversale 29
8. Piegatura longitudinale. L'essenza del fenomeno flessione longitudinale. La formula di Eulero. Tensione critica 32
Teoria dei meccanismi e delle macchine 34
1. Analisi strutturale dei meccanismi 34
2. Classificazione dei meccanismi piatti 36
3. Studio cinematico dei meccanismi piani 37
4. Meccanismi a camme 38
5. Meccanismi di ingranaggi 40
6. Dinamica dei meccanismi e delle macchine 43
Riferimenti45
MECCANICA TEORICA
IO. Statica
1. Concetti fondamentali e assiomi della statica
Si chiama scienza delle leggi generali del movimento e dell'equilibrio dei corpi materiali e delle risultanti interazioni tra i corpi meccanica teorica.
Staticoè una branca della meccanica che espone la dottrina generale delle forze e studia le condizioni di equilibrio dei corpi materiali sotto l'influenza delle forze.
Corpo assolutamente solido Un corpo è chiamato la distanza tra due punti qualsiasi che rimane sempre costante.
Viene chiamata una quantità che è una misura quantitativa dell'interazione meccanica dei corpi materiali con la forza.
Quantità scalari- questi sono quelli che sono completamente caratterizzati dal loro valore numerico.
Quantità vettoriali – Sono quelli che, oltre al valore numerico, sono caratterizzati anche dalla direzione nello spazio.
La forza è una grandezza vettoriale(Fig. 1).
La forza è caratterizzata da:
– direzione;
– valore numerico o modulo;
– punto di applicazione.
Dritto DE, lungo il quale è diretta la forza, si chiama linea d'azione della forza.
Viene chiamato l'insieme delle forze che agiscono su qualsiasi corpo solido sistema di forze.
Si chiama corpo che non è attaccato ad altri corpi, al quale da una data posizione può essere impartito qualsiasi movimento nello spazio gratuito.
Se un sistema di forze che agisce su un corpo rigido libero può essere sostituito da un altro sistema senza modificare lo stato di quiete o di movimento in cui si trova il corpo, allora questi due sistemi di forze vengono chiamati equivalente.
Viene chiamato il sistema di forze sotto l'influenza delle quali un corpo rigido libero può essere in riposo equilibrato O equivalente a zero.
Risultante – questa è la forza che sola sostituisce l'azione di un dato sistema di forze su un corpo solido.
Viene chiamata una forza uguale alla risultante in grandezza, direttamente opposta ad essa in direzione e agente lungo la stessa retta forza di bilanciamento.
Esterno sono le forze che agiscono sulle particelle di un dato corpo provenienti da altri corpi materiali.
Interno sono le forze con cui le particelle di un dato corpo agiscono tra loro.
Si chiama forza applicata ad un corpo in un punto qualsiasi concentrato.
Si chiamano forze agenti su tutti i punti di un dato volume o su una data parte della superficie di un corpo distribuito.
Assioma 1. Se due forze agiscono su un corpo libero assolutamente rigido, allora il corpo può essere in equilibrio se e solo se queste forze sono uguali in grandezza e dirette lungo la stessa linea retta in direzioni opposte (Fig. 2).
Assioma 2. L'azione di un sistema di forze su un corpo assolutamente rigido non cambierà se ad esso si aggiunge o si sottrae un sistema di forze equilibrato.
Corollario del 1° e 2° assioma. L'azione di una forza su un corpo assolutamente rigido non cambierà se il punto di applicazione della forza viene spostato lungo la sua linea di azione verso qualsiasi altro punto del corpo.
Assioma 3 (assioma del parallelogramma delle forze). Due forze applicate ad un corpo in un punto hanno una risultante applicata nello stesso punto e rappresentata dalla diagonale di un parallelogramma costruito su tali forze, come sui lati (Fig. 3).
R = F 1 + F 2
Vettore R, uguale alla diagonale di un parallelogramma costruito su vettori F 1 e F 2, chiamato somma geometrica di vettori.
Assioma 4. Con qualsiasi azione di un corpo materiale su un altro, si verifica una reazione della stessa entità, ma di direzione opposta.
Assioma 5(principio di indurimento). L'equilibrio di un corpo mutevole (deformabile) sotto l'influenza di un dato sistema di forze non sarà disturbato se il corpo è considerato indurito (assolutamente solido).
Viene chiamato un corpo che non è attaccato ad altri corpi e può compiere qualsiasi movimento nello spazio da una determinata posizione gratuito.
Si chiama corpo il cui movimento nello spazio è impedito da altri corpi fissati o in contatto con esso non libero.
Viene chiamato tutto ciò che limita il movimento di un dato corpo nello spazio comunicazione.
Si chiama la forza con cui una determinata connessione agisce su un corpo, impedendone l'uno o l'altro dei movimenti forza di reazione del legame O reazione comunicativa.
La reazione comunicativa è diretta nella direzione opposta a quella in cui il collegamento impedisce il movimento del corpo.
Assioma delle connessioni. Qualsiasi corpo non libero può essere considerato libero se scartiamo le connessioni e sostituiamo la sua azione con le reazioni di queste connessioni.
2. Sistema di forze convergenti
Convergente sono chiamate forze le cui linee di azione si intersecano in un punto (Fig. 4a).
Il sistema di forze convergenti ha risultante, pari alla somma geometrica (vettore principale) di queste forze e applicata nel punto della loro intersezione.
Somma geometrica, O vettore principale diverse forze, è rappresentato dal lato di chiusura di un poligono di forze costruito da queste forze (Fig. 4b).
2.1. Proiezione della forza sull'asse e sul piano
Proiezione della forza sull'asseè una quantità scalare pari alla lunghezza del segmento preso con l'apposito segno, racchiuso tra le proiezioni di inizio e fine della forza. La proiezione ha segno più se il movimento dall'inizio alla fine avviene nella direzione positiva dell'asse, e segno meno se nella direzione negativa (Fig. 5).
Proiezione della forza sull'asseè uguale al prodotto del modulo della forza e del coseno dell'angolo formato dalla direzione della forza e dalla direzione positiva dell'asse:
F X = F cos.
Proiezione della forza su un pianoè chiamato il vettore racchiuso tra le proiezioni dell'inizio e della fine della forza su questo piano (Fig. 6).
F xy = F cos Q
F X = F xy cos= F cos Q cos
F sì = F xy cos= F cos Q cos
Proiezione del vettore somma su qualsiasi asse è uguale alla somma algebrica delle proiezioni degli addendi dei vettori sullo stesso asse (Fig. 7).
R = F 1 + F 2 + F 3 + F 4
R X = ∑F ix R sì = ∑F sì
Per bilanciare un sistema di forze convergentiÈ necessario e sufficiente che il poligono delle forze costruito da queste forze sia chiuso: questa è una condizione di equilibrio geometrico.
Condizione di equilibrio analitico. Affinché il sistema di forze convergenti sia in equilibrio è necessario e sufficiente che la somma delle proiezioni di tali forze su ciascuno dei due assi coordinati sia pari a zero.
∑F ix = 0 ∑F sì = 0 R =
2.2. Teorema delle tre forze
Se un corpo solido libero è in equilibrio sotto l'azione di tre forze non parallele che giacciono sullo stesso piano, allora le linee di azione di queste forze si intersecano in un punto (Fig. 8).
2.3. Momento di forza rispetto al centro (punto)
Momento di forza rispetto al centro si chiama quantità uguale a preso con il segno corrispondente, il prodotto del modulo di forza e la lunghezza H(Fig. 9).
M = ± F· H
Perpendicolare H, abbassato dal centro DI alla linea d'azione della forza F, chiamato braccio di forza F rispetto al centro DI.
Il momento ha un segno più, se la forza tende a far ruotare il corpo attorno al centro DI in senso antiorario e segno meno- se in senso orario. metodico indennitàLibro >> Filosofia
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Meccanica tecnica. Un ciclo di lezioni frontali con opzioni per attività pratiche e test
Olofinskaja V.P.
Editore: Forum
Anno di pubblicazione: 2012
Numero di pagine: 348
Lingua: russo
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Il libro di testo è scritto secondo lo standard educativo statale, destinato agli studenti delle scuole tecniche e degli istituti superiori e può essere consigliato anche agli studenti universitari.
Editore: Stroyizdat
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Vengono presentati i principali assiomi della statica quando le forze agiscono su un corpo completamente rigido e le leggi del movimento piano di un punto e di un corpo rigido. Vengono presentati i metodi per il calcolo dei sistemi convenzionali elasticamente deformabili operanti secondo i criteri di tensione, taglio, torsione, flessione ed i loro effetti generali. Vengono forniti metodi per il calcolo di travi e telai a più campate staticamente determinati e indeterminati, archi a tre cerniere, capriate piatte e muri di sostegno. Le disposizioni teoriche del materiale spiegato saranno accompagnate da esempi tratti dalla pratica di costruzione.
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Risoluzione dei problemi
Determinazione delle reazioni del supporto della trave,
Determinazione delle reazioni di supporto e pizzicamento,
Arkusha A.I. Guida alla risoluzione dei problemi di meccanica teorica, 1971
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Arkusha A.I., Frolov M.I. Meccanica tecnica, 1983
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Bat M.I., Dzhanelidze G.Yu., Kelzon A.S. Meccanica teorica in esempi e problemi,
Vol.1 - Statica e cinematica, 1967 (7MB)- Scaricamento
Vol.2-Dinamica, 1966 (7,1MB)- Scaricamento
Berezova O.A., Drushlyak G.E., Solodovnkov R.V. Meccanica teorica,
Raccolta di problemi, 1980 (7,2MB)- Scaricamento
Butenin N.V., Lunts Ya.L., Merkin D.R. Corso di meccanica teorica,
Vol.1 - Statica e cinematica, 1979 (2,8MB)- Scaricamento
Gernet M.M. Corso di meccanica teorica, 1973
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Dievskij V.A., Malysheva I.A. Meccanica teorica. Raccolta di compiti, 2009
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Ishlinsky A.Yu. Meccanica teorica. Designazioni in lettere delle quantità, 1980
(0,3 MB) - Scaricamento
Kepe O.E. Raccolta di brevi problemi di meccanica teorica, 1989
(8MB)- Scaricamento
Kirsanov M.N. Reshebnik. Meccanica teorica, 2002
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, 1986 e successivi anni di pubblicazione.
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Meshchersky I.V. Raccolta di problemi di meccanica teorica, 1975
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Loytsyansky L.G., Lurie A.I. Corso di meccanica teorica,
Vol.1 - Statica e cinematica, 1982 (10,3 MB) - Scaricamento
Vol.2-Dinamica, 1983 (12,9MB)- Scaricamento
Novozhilov I.M., Zatsepin M.F. Calcoli tipici basati su computer per la meccanica teorica.,
1986 (2,2MB)- Scaricamento
Olofinskaja V.P. Meccanica tecnica, 2007
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Setkov V.I. Raccolta di problemi di meccanica tecnica., 2003
(7MB)- Scaricamento
Starzhinsky V.M. Meccanica teorica. Breve corso sul programma completo degli istituti tecnici, 1980
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Targa SM Breve corso di meccanica teorica, 1986
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Il libro di testo è stato creato per le professioni legate alla lavorazione dei metalli.
Vengono delineati i fondamenti della meccanica teorica, della resistenza dei materiali, delle parti e dei meccanismi delle macchine; Vengono forniti esempi di calcoli. Vengono fornite informazioni sui principali metodi per aumentare le proprietà meccaniche dei materiali e sulle tendenze nello sviluppo della progettazione di macchine e meccanismi.
Connessioni e loro reazioni.
Un corpo che può compiere qualsiasi movimento nello spazio si dice libero; Un esempio di corpo libero è un aeroplano o un proiettile che vola nell'aria. In vari tipi di strutture e strutture, di solito incontriamo corpi i cui movimenti sono soggetti a restrizioni. Tali corpi sono chiamati non liberi. Un corpo che limita la libertà di movimento di un corpo rigido è una connessione rispetto ad esso. Se le forze applicate al corpo tendono a spostarlo in una direzione o nell'altra e la connessione impedisce tale movimento, allora il corpo agirà sulla connessione con una forza di pressione sulla connessione.
SOMMARIO
Notazioni di base utilizzate
Introduzione
Sezione 1. Meccanica teorica
1.1. Concetti fondamentali e assiomi della statica
1.2. Connessioni e loro reazioni
1.3. Sistema di forza piatta
1.4. Elementi di teoria dell'attrito
1.5. Sistema spaziale di forze
1.6. Determinazione del baricentro
1.7. Cinematica di un punto
1.8. I movimenti più semplici di un corpo rigido
1.9. Leggi della dinamica, equazioni del moto di un punto materiale, principio di D'Alembert
1.10. Forze agenti sui punti di un sistema meccanico
1.11. Teorema sul moto del centro di massa di un sistema meccanico
1.12. Lavoro di forza
1.13. Energia
1.14. Efficienza
Sezione 2. Fondamenti di resistenza dei materiali
2.1. Concetti di base
2.2. Tensione e compressione
2.3. Caratteristiche meccaniche fondamentali dei materiali
2.4. Calcoli di resistenza a trazione e compressione
2.5. Taglio e schiacciamento
2.6. Torsione
2.7. Curva dritta
2.8. Determinazione degli spostamenti durante la flessione utilizzando il metodo Vereshchagin
2.9. Calcolo del legno per l'azione combinata di torsione e flessione
2.10. Resistenza sotto carichi dinamici
2.11. Stabilità sotto carico assiale dello stelo
2.12. Rivelare l'indeterminazione statica dei sistemi di aste
Sezione 3. Parti e meccanismi della macchina
3.1. Macchine e loro elementi principali
3.2. Criteri di base per la prestazione e il calcolo delle parti della macchina
3.3 Materiali tecnici
3.4. Dettagli sulla rotazione
3.5 Parti del corpo
3.6 Molle e balestre
3.7 Collegamenti permanenti delle parti
3.8 Collegamenti staccabili delle parti
3.9. Cuscinetti lisci
3.10. Cuscinetti volventi
3.11. Accoppiamenti
3.12. Ingranaggi di attrito
3.13. Trasmissioni a cinghia
3.14. Ingranaggi
3.15. Ingranaggi a vite senza fine
3.16. Trasmissioni a catena
3.17. Trasmissione a vite-chiocciola scorrevole
3.18. Trasmissione a vite
3.19. Ingranaggi a cremagliera e pignone
3.20. Meccanismi a manovella
3.21. Meccanismi a bilanciere
3.22. Meccanismi a camme
3.23. informazioni generali sui cambi
Sezione 4. Miglioramento delle proprietà meccaniche di materiali e strutture
4.1. Modi fondamentali per migliorare le proprietà meccaniche
4.2. Trattamento di rinforzo mediante deformazione plastica
4.3. Aumentare la resistenza all'usura degli strati superficiali
4.4. Rivestimenti superficiali
4.5. Consolidamento degli strati superficiali mediante trattamento chimico-termico
4.6. Rafforzamento delle viti di comando
Conclusione. Tendenze nello sviluppo della progettazione di macchine e meccanismi
Applicazioni
1. Angoli in acciaio a flangia uguale laminati a caldo (secondo GOST 8509-93)
2. Angoli di acciaio disuguali laminati a caldo (secondo GOST 8510-86)
3. Canali in acciaio laminati a caldo (secondo GOST 8240-89)
4. Travi a I in acciaio laminato a caldo(secondo GOST 8239-89)
5. Simboli grafici convenzionali nei diagrammi. Elementi cinematici (secondo GOST 2.770-68*)
Riferimenti.
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