Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Января 2012 в 12:17, курсовая работа
Последовательное развитие научно-технической ре¬волюции неразрывно связано с непрерывным совер¬шенствованием машиностроения — основы техничес¬кого перевооружения всех отраслей народного хозяй¬ства. Инженерная техническая деятельность на основе научной мысли расширяет и обновляет номенклатуру конструкционных материалов, внедряет эффективные методы повышения их прочностных свойств. Появля¬ются новые материалы на основе металлических порошков, порошков-сплавов. Порошковая металлур¬гия не только приводит к замене дефицитных черных и цветных металлов более дешевыми материалами, она позволяет получить совершенно новые материа¬лы— «материалы века», которые невозможно полу¬чить традиционным путем. Кроме того, изготовление изделий из порошков — практически безотходное про¬изводство. Другое направление получения дешевых конструкционных материалов состоит в применении пластмасс, новых покрытий и т. п. Тончайшая пленка из порошковых смесей на поверхности детали, обра¬зуемая плазменным напылением, повышает надеж¬ность сопрягаемых и трущихся друг о друга деталей машин, защищает их от коррозии и существенно увеличивает их износостойкость.
Развитие машиностроения на современном этапе характеризуется широким внедрением передовых тех¬нологий, техническим перевооружением и реконструкций действующего производства на основе комплексной механизации и автоматизации с применением манипуляторов (промышленных роботов), встроенных систем автоматического управления с использованием микропроцессоров и мини-ЭВМ.
При внедрении в промышленность новых машин широко применяется модульный принцип оборудова¬ния, т. е., например, станок или несколько станков и манипулятор. На базе этого принципа создаются и вступают в строй не отдельные машины, а их системы — автоматические линии, цехи, заводы, обес-печивающие законченный технологический процесс производства конкретного изделия. Все это, вместе взятое, позволяет при снижении затрат материалов на изготовление и общей стоимости повысить мощ¬ность, качество, производительность и экономичность потребления энергии.
Успешное развитие современного машиностроения, в конечном счете зависит от качества и глубины профессиональной подготовки специалиста с высшим и средним образованием. Приобретение студентами техникумов всех специальных знаний и навыков базируется на хорошей общетехнической подготовке, в основе которой наряду с другими лежат знания и навыки, полученные при изучении дисциплины «Тех¬ническая механика».
Чтобы понять работу какой-либо машины, необ¬ходимо знать, из каких частей она состоит и как они между собой взаимодействуют.
А чтобы создать такую машину, нужно сконструировать и рассчитать каждую ее деталь. Вторая часть учебника и посвя¬щена частично решению этой задачи — расчету и конструированию деталей машин общего назначения, деталей, без которых не обходится ни одна машина или механизм.
Расчеты деталей машин базируются на знании основ сопротивления материалов — науки о проч¬ности и жесткости механических конструкций и методах их расчета. Безошибочность же всех действий в современной технической практике определяется зна¬нием основных положений теоретической механики, в которой изучаются законы движения механических систем и общие свойства этих движений.
Каждый человек с помощью органов чувств щипает разнообразный и бесконечный окружающий мир, существующий независимо от нас. Весь этот объективный мир определяется одним словом «материя».
Непрерывная изменчивость материального мира — основная форма его существования — называется дви¬жением, понимаемым в самом широком смысле.
В мире постоянно происходят различные явления, собы¬тия, процессы, отмечая которые мы стремимся зафиксиро¬вать, где и когда они произошли. Следовательно, пространст¬во и время — формы существования материи.
Изучением самой простой формы движения ма¬териального мира, изучением перемещения тел отно¬сительно друг друга и во взаимодействии друг с другом и занимается теоретическая механика. Пере¬мещение тела относительно другого тела или, иначе говоря, изменение положения одного тела по отношению к другому называется механическим движением. Обычно теоретическая механика разделяется на три части: статику, кинематику и ди¬намику. Статика — раздел теоретической механики, занима¬ющийся изучением сил и условий их равновесия. Кинематика занимается изучением механического движения без учета действия сил. Динамика изучает законы меха¬нического движения в отношении их причин и следствий.
1. Введение………………………………………………………………………...стр.3
2. Реферативная часть: Сила………………………………………….................стр.4
3. Проекции силы на оси координат…………………………………………….стр.6
4. Опорные реакции и их виды, формы их определения………………………стр.7
5. Момент силы. Момент пары сил………………………………………………стр.9
6. Расчетная часть работы. Определение опорных реакций при давлении каркаса на колесо……………………………………………. ………….................................стр.11
7. Скорости движения точки при поступательном и вращательном
движении……………………………………………………………………………стр.14
8. Передача вращения……………………………………………………………..стр.15
9. Мгновенный центр скоростей, его свойства……………................................стр.16
10. Расчетная часть работы. Анализ движения точек обода переднего и заднего колес при движении автомобиля в зависимости от числа оборотов двигателя …….стр.18
11. Мощность. ……………………………………………………………………..стр.20
12. Энергия.Работа……………………………………………………...…………стр.21
13. Расчетная часть работы. Определение полезной мощности работы двигателя при его разгоне до максимальной скорости на первой передаче…………………..стр.23
14. Список используемой литературы……………………………………….......стр.24
3.1 Реферативная часть работы:
Энергетические
понятия в теоретической
механике. Энергия, работа,
мощность.
Скалярная величина
характеризующая быстроту совершения работы, называется средней мощностью силы.
В
СИ мощность выражается в ваттах:
1 Вт=1 Дж/1 с =1 кг*м2/с2 : 1с=1кг*м2:с3
Часто употребляются кратные единицы — киловатт (1 кВт=103 Вт) и мегаватт (1 МВт=10б Вт). Подставив в формулу (1) значение работы из формулы ,получим
P = Fcos= Fcos*υ (формула 2)
Формула (1) выражает среднюю мощность силы (Рср) за некоторый промежуток времени t =tl — t2 и тогда в формуле (2) s/t = vcp—средняя скорость точки. Если с течением времени сила сохраняла постоянное значение, то средняя мощность Рср = Р=const.
По можно определить мощность переменной силы в любой момент времени, если в этот момент известны значения Ft = Fcosφ и v = ds/dt.
Если в течение некоторого времени t мощность машины остается постоянной (или существенно не изменяется), то произведенная работа выражается формулой
W=Pt.
Отсюда появилась и получила широкое распространение единица работы киловатт-час:
1
кВт *ч=1 кВт*1 ч=103 Вт-3600с = 3,6-10б
Дж.
Если при действии постоянной силы F на точку М ее перемещение mom1=S ,то скалярная мера действия силы называется работой и определяется по формуле
W=Fscosφ,
где φ— угол между направлением действия силы и направлением перемещения. В СИ работа выражается в джоулях:
1 Дж =1 Н • 1 м = 1 кг • м2/с2.
Так как джоуль — единица сравнительно небольшая, часто используют кратные единицы: килоджоуль (1 кДж = 103 Дж) или мегаджоуль (1 МДж=106 Дж). Из формулы видно, что работа — величина алгебраическая. При изменении угла а в пределах 0° < a < 90° значение cosφ >0. Поэтому если угол φ — острый, то работа силы F — положительная. В частном случае, когда направление действия силы совпадает с направлением перемещений (φ= 0), cos φ = cos 0° = 1 и
W=Fs.
При изменении угла, а в пределах 90° < φ < 180° значение cosφ<0. Следовательно, если угол φ— тупой, то работа силы F — отрицательная. В частном случае при φ=180° cos φ= cos 180°= - 1 и
W=-Fs.
Если
работа силы положительна (W>0), то сила
называется действующей, а если – отрицательна
(W<0), то силой сопротивления.
Энергия.
Из основного закона динамики вытекают так называемые общие теоремы динамики, с помощью которых значительно упрощается решение некоторых задач динамики.
Любое взаимодействие тел, приводящее к какому-либо изменению движения, длится в течение некоторого времени.
Векторная мера действия силы
Fdt,
равная произведению силы на элементарный промежуток времени ее действия, называется элементарным импульсом силы. Направление вектора импульса совпадает с направлением вектора силы. Единица импульса в СИ — Н*с:
1 Н • с = 1 кг • м/с2 1 с = I кг • м/с.
Импульс силы за конечный промежуток времени Δt=t2 - t1 получим, просуммировав элементарные импульсы:
Отсюда следует, что при F = const импульс силы за время Δt = t2 - tl равен
FΔt
Если на точку действуют несколько сил, то их общий импульс равен геометрической сумме отдельных сил.
Векторная мера механического движения точки равная произведению массы точки на ее скорость в данный момент времени, называется количеством движения. Направление вектора количества движения совпадает с направлением вектора скорости. Единица количества движения СИ — кг*м/с. Как видим, единицы импульса силы и количества движения одинаковы.
Скалярная
мера механического
движения точки
равная половине произведения массы точки на квадрат ее скорости, называется кинетической энергией. Единица кинетической энергии — джоуль (Дж); 1 Дж=1 HI м=1 кг*м/с2*1 м=1 кг*м2/с2.
3.2
Расчетная часть работы.
Анализ
и расчет полезной мощности при разгоне
автомобиля по дороге с заданным коэффициентом
трения.
Схематично
изображаем автомобиль при его движении
на максимальной скорости разгона на первой
передаче под действием сил.
y
Схема распределения сил при движении
автомобиля по дороге.
Составим основное уравнение динамики в проекциях на оси координат и выразим силу тяги при заданном коэффициенте трения f = 0.8.
X: FT-Fmp = O;
у:
N-G=O;
N=G=Q1 + Q2( из части I ) = 32857+ 53061 = 85918Н= 8767кгс:
Fтр = fN=0.8 *85918 = 68.734 Н = 7013 кгс.
Из уравнения следует, что Fт = Fтр= 85918Н.
Определяем полезную мощность двигателя по формуле
Р = Fт*Vmax = 85918*83.27 = 7154391Вт = 7154 кВт
где
Vmax= VA = 83.27м/с (из части II) - максимальная
скорость движения автомобиля на первой
передаче.
Ответ:
Р =7154391 Вт =7154 кВт.
Используемая литература:
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Волжский
государственный
инженерно-педагогический
университет
Автомобильный институт
кафедра:
«Естественно-научных дисциплин»
Курсовая работа
по дисциплине: «Теоретическая механика»