Теория машин и механизмов - Тюменский индустриальный

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА
Рабочая программа
по дисциплине: «Теория машин и механизмов»
для специальности: 151001.51 «Технология машиностроения»
Тюмень 2010
Пояснительная записка
Курс теории механизмов и машин, рассматривающий общие методы исследования
и проектирования механизмов и машин, входит в общетехнический цикл дисциплин,
формирующих знания по конструированию, изготовлению и эксплуатации машин.
Программа дисциплины «Теория механизмов и машин» предназначается для
подготовки специалистов машиностроительного профиля и соответствует программе
курса, утверждѐнного МО РФ.
Курс «Теория механизмов и машин» является специальной дисциплиной,
устанавливающей базовые знания для освоения и разработки дипломного проекта.
Изложение курса основывается на знаниях, полученных при изучении математики,
теоретической механики, сопротивления материалов, машиностроительного черчения.
В теории механизмов рассматривается кинематика и динамика механизмов и
теория строения механизмов, устанавливающая законы соединения тел, образующих
механизм, и связь этих законов с геометрическими образами, по которым происходит
соединение этих тел. В теории машин рассматривается кинематика и динамика машин как
совокупность взаимосвязанных механизмов. Настоящий курс теории механизмов разделѐн
на три части: структурный и кинематический анализ механизмов, динамический анализ
механизмов, синтез механизмов.
Изучение дисциплины «Теория механизмов и машин» состоит из ознакомления с
теоретической частью предмета, расчѐтов по кинематическим схемам на практических
занятиях, домашних заданий.
В результате освоения программы студент должен:
Знать:
- классификацию механизмов и машин;
- принцип работы простейших механизмов;
- классификацию и структуру кинематических цепей;
- классификацию и условные изображения кинематических пар;
- основной принцип образования механизмов;
- определение скоростей и ускорений звеньев кинематических пар;
- силы, действующие на звенья механизма;
- методы уравновешивания вращающихся звеньев;
- задачи и методы синтеза механизмов
- механические характеристики машин;
- принцип работы машин – автоматов;
- принцип работы промышленных роботов и манипуляторов;
владеть навыками:
- чтения и построения кинематических схем;
- определения числа степеней свободы кинематической цепи относительно
неподвижного звена;
- определения класса механизма и порядка присоединѐнных групп Ассура;
- кинематического анализа механизмов;
- динамического анализа механизмов;
- определения положения и масс противовесов вращающегося ротора;
- проектирования зубчатого механизма.
Программа рассчитана на 48 часов для специальности. При изучении учебного материала
соблюдается единство терминологии и обозначений в соответствии с действующими
стандартами, применимы обозначения международной системы единиц измерений (СИ).
II. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН»
Наименование
разделов и тем
I.Структурный
анализ
и
классификация
механизмов.
1.1 Общие сведения о
современных
механизмах.
1.2
Структура
кинематических
цепей.
1.3
Структура
и
классификация
механизмов.
1.4
Система
классификации
механизмов.
II.Кинематический
анализ механизмов.
2.1
Соотношения
между
скоростями
звеньев механизма.
Максимальная
нагрузка на
студента, час
Количество аудиторных часов при очной
форме обучения
Самостоятельная работа
студента,
час
Лекции
Лабораторные
работы
Практические
работы
12
4
6
10
6
2
-
2
4
2
-
2
-
4
2
-
2
-
6
2
2
2
-
12
6
-
4
2
4
2
-
-
2
24
2
2.2
Определение
скоростей
и
ускорений
звеньев
кинематических пар.
III.
Динамический
анализ механизмов.
8
4
-
4
-
12
6
-
4
2
3.1 Задачи силового
расчѐта механизмов.
2
2
-
-
-
6
2
-
2
2
3.3 Уравновешивание
сил инерции.
4
2
-
2
-
IV. Общие методы
синтеза механизмов
7
2
-
2
V. Основы теории
машин.
4
2
-
-
59
28
4
3.2
Силы,
действующие
на
звенья механизмов.
3
Всего по дисциплине
2
16
11
Промежуточная аттестация в форме зачета
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН»
Раздел I. Структурный анализ и классификация механизмов
Тема 1.1 Общие сведения о современных механизмах
Студент должен:
Иметь представление:
- о принципах действия механизмов;
знать:
- принцип работы рычажных, кулачковых, зубчатых, клиновых,
фрикционных механизмов;
уметь:
- строить схемы простейших механизмов и объяснить принцип их действия.
Тема 1.2 Структура кинематических цепей.
Студент должен:
Иметь представление:
- о кинематической паре;
- о кинематической цепи и звеньях цепи;
знать:
- виды классов кинематических пар;
- структурную формулу кинематической цепи;
уметь:
- определять условия связи и число степеней свободы звена механизма;
- читать кинематические схемы;
Тема 1.3 Структура и классификация механизмов.
Студент должен:
Иметь представление:
- о плоских механизмах;
знать:
- определение степени подвижности механизмов;
- обобщѐнный способ получения заменяющего механизма;
уметь:
- определить класс группы звеньев и класс механизма
- определить степень подвижности и класс контура;
Раздел II. Кинематический анализ механизмов
Тема 2.1 Кинематический анализ механизмов
Студент должен:
Иметь представление:
- об абсолютном и относительном движении звеньев;
знать:
- понятия мгновенный центр вращения, линия центров, линия действия;
уметь:
- найти мгновенный центр вращения в относительном движении звеньев;
Тема 2.2 Определение скоростей и ускорений звеньев кинематических
пар
Студент должен:
Иметь представление:
- о скоростях и ускорениях точек звеньев механизма;
- об аналогах скоростей и ускорений.
знать:
- порядок построения плана скоростей и ускорений;
уметь:
-
построить план скоростей;
определять значения скоростей и ускорений точек звеньев механизма.
РАЗДЕЛ III. Динамический анализ механизма
Тема 3.1 Задачи силового расчѐта механизмов
Студент должен:
Иметь представление:
- об основных задачах силового анализа механизмов;
знать:
- механические характеристики машин;
Тема 3.2 Силы, действующие на звенья механизма
Студент должен:
Иметь представление:
- о силах внутренних и внешних;
- о силах трения;
знать:
- силовой расчѐт структурной группы и начального звена.
уметь:
-
применять метод кинетостатики для решения задач динамики механизмов;
Тема 3.3. Уравновешивание сил инерции
Студент должен:
Иметь представление:
- о балансировке вращающегося тела;
знать:
- понятие о статической и динамической неуравновешенности ротора;
уметь:
- производить расчѐт массы и положения противовесов;
Раздел IV. Общие методы синтеза механизмов
Тема 4.1. Синтез рычажных и кулачковых механизмов
Студент должен:
Иметь представление:
- о методах вычисления профиля кулачка;
знать:
- задачи синтеза рычажных механизмов;
- основное условие синтеза кулачковых механизмов.
- условие существования кривошипа
Тема 4.2. Синтез зубчатых зацеплений и зубчатых механизмов
Студент должен:
Иметь представление:
- о синтезе поверхностей зубьев по заданному передаточному отношению;
- о сложных зубчатых механизмах.
знать:
- расчѐтные формулы для определения параметров зубчатого зацепления;
уметь:
- производить расчѐт параметров корригированного зацепления.
Раздел V. Основы теории машин
Тема 5.1. Основные понятия теории машин – автоматов
Студент должен:
Иметь представление:
- о принципах управления машинами-автоматами;
знать:
- классификацию машин;
- понятие о промышленных роботах;
- части схемы манипулятора;
- параметры манипулятора.
ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ТЕМА
Общие
сведения
современных механизмах
Структура
цепей
о
кинематических
Структура и классификация
механизмов
Структура и классификация
механизмов
Система
механизмов
Практическое занятие. Расчѐт числа
степеней свободы относительно стойки
звеньев механизма
Практическое занятие. Определение числа
независимых параметров (обобщѐнных
координат)
Практическое занятие. Определение класса
и семейства механизма
часы
2
2
2
2
классификации
Определение скоростей и
ускорений
звеньев
кинематических пар
Определение скоростей и
ускорений
звеньев
кинематических пар
Уравновешивание
сил
инерции
Синтез
механизмов
ЗАНЯТИЕ
Лабораторная работа «Определение
основных параметров зубчатого
механизма»
рычажных
Синтез зубчатых зацеплений
и зубчатых механизмов
Лабораторная работа №2
Структурный анализ плоского механизма 2
Практическое занятие Определение
скоростей и передаточного отношения двух
звеньев.
2
Практическое занятие. Определение
ускорений точек звеньев механизма. П
2
Практическое занятие Расчѐт положения и
массы противовеса вращающегося ротора 2
Практическое занятие Синтез шарнирного
четырѐхзвенника
2
Практическое занятие Расчѐт зубчатого
корригированного зацепления
2
ТЕМЫ ДЛЯ РЕФЕРАТОВ
Самостоятельная работа студента
Раздел I
1. Рычажные механизмы
2. Кулачковые механизмы
3. Клиновые механизмы
4. Винтовые механизмы
5. Фрикционные механизмы
6. Механизмы с гибкими звеньями
7. Зубчатые и звѐздчатые механизмы
Раздел II
1. Абсолютное и относительное движение
2. Ускорение Кориолиса.
Раздел III
1. Сила трения. Виды трения.
2. Балансировка вращающегося ротора.
Раздел IV
1. Синтез рычажных механизмов
2. Синтез зубчатых зацеплений
3. Синтез зубчатых механизмов
4. Синтез кулачковых механизмов
5. Синтез гидравлических механизмов
Раздел V
1. Машины – автоматы. Промышленные роботы и манипуляторы.
2. Типовые комплекты основных деталей ВЗП.
ЛИТЕРАТУРА
Основная:
1. И. И. Артобалевский, «Теория механизмов», Москва, «Наука» , 2007,
2. Б. М. Абрамов, Типовые задачи по теории механи змов и машин, Харьков,
«Вища школа», 2006,
3. С. Н. Кожевников, Теория механизмов и машин, Москва, машиностроение,
2003,
4. Г. Г. Баранов, Курс теории механизмов и машин, Москва, Машиностроение,
2007,
5. С. И. Артобалевский, Теория механизмов и машин, Москва, Высшая школа,
2008,
6. В. А. Юдин, Л. В. Петрокас, Теория механизмов и машин, Москва, Высшая
школа, 2008,
7. Марченко, Курс лекций по теории механизмов и машин, Ростов-на-Дону,
2004,
8. И. А. Жгурова, Теория механизмов и машин, учебное пособие, Тюмень,
ГНГУ, 2006
9. И. А. Жгурова, Теория механизмов и машин, учебное пособие по
структурному анализу, Тюмень, ГНГУ, 2008
10. И. А. Жгурова, Теория механизмов и машин, методические указания по
проведению лабораторных работ , Тюмень, ГНГУ, 2008
Дополнительная:
1.
2.
А. Н. Боголюбов, Теория механизмов и машин в историческом развитии еѐ идей,
Москва, Наука, 2006,
Машиностроитель, производственно-технический журнал, ISSN 0025 – 4508,
- №7 – 2003, стр. 42, А. И. Глейзер, Искривление и дисбаланс ротора,
- № 9 – 2003, стр. 2, Показатели технического уровня машины, технологии,
процессов;
таблица:
критерии
безопасности,
сохраняемости,
ремонтопригодности и долговечности.
- № 9 – 2003, стр 51, В. В. Ермаков, Система управления электроприводами
вспомогательного оборудования автомобилей.