Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебно-методической работе п\п А.Л.Гудков «30» марта 2013 г. Рабочая программа дисциплины «ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ» Профессиональный цикл, базовая (общепрофессиональная) часть Специальность 180405 – Эксплуатация судовых энергетических установок Квалификация (степень) выпускника Специалист Форма обучения очная Факультет судостроения и энергетики Кафедра-разработчик - кафедра теории механизмов и машин и деталей машин Калининград 2013 1 Цели и задачи дисциплины Целью освоения студентами дисциплины «Детали машин и основы конструирования» является формирование теоретических знаний и практических умений и навыков в области проектирования деталей, узлов и механизмов общего назначения. Основными задачами дисциплины являются следующие: - ознакомление с теоретическими основами и практическими методиками проектных и проверочных расчётов деталей, узлов и механизмов общего назначения; - освоение современных методов конструирования деталей, узлов и механизмов общего назначения. 2 Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Детали машин и основы конструирования» является четвертым курсом модуля «Механика», который входит в состав базовой части профессионального цикла ООП. Изучение дисциплины основывается на знаниях и умениях, полученных в результате освоения курсов и дисциплин: - математика; - теоретическая механика (курс модуля); - теория машин и механизмов(курс модуля); - сопротивление материалов(курс модуля); - физика; - материаловедение и технология конструкционных материалов; - инженерная графика. Знания и умения, полученные при освоении дисциплины «Детали машин и основы конструирования», будут использованы в процессе изучения ряда дисциплин профессионального цикла и в дальнейшей профессиональной деятельности. 3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Детали машин и основы конструирования» В результате освоения дисциплины у обучающихся формируются следующие общекультурные (ОК) и профессиональные (ПК) компетенции (или их элементы), предусмотренные ФГОС ВПО: - понимание сущности и социальной значимости своей будущей профессии, проявление к ней устойчивого интереса, высокой мотивацией к работе (ОК – 2); - умение быть гибким, готовым адаптироваться к изменяющимся ситуациям, способность оперативно принимать решения, в том числе в экстремальных ситуациях (ОК4); - способность генерировать новые идеи, выявлять проблемы, связанные с реализацией профессиональных функций, формулировать задачи и намечать пути исследования (ПК – 1); - способность и готовность к самостоятельному обучению в новых условиях производственной деятельности с умением установления приоритетов для достижения цели в разумное время (ПК-2); - способность и готовность разработать проекты объектов профессиональной деятельности с учетом физико-технических, механико- технологических, эстетических, экологических, эргономических и экономических требований в том числе с использованием информационных технологий (ПК-23); - способность и готовность принять участие в разработке проектной, нормативной, эксплуатационной и технологической документации для объектов профессиональной деятельности (ПК-24); - способность создавать теоретические модели, позволяющие прогнозировать свойства объектов профессиональной деятельности (ПК-31); - способность выполнять информационный поиск и анализ информации по объектам исследований (ПК-33); - способность осуществлять и анализировать результаты исследований, разрабатывать предложения по их внедрению (ПК-34). В результате освоения дисциплины обучающийся должен: Знать: правила разработки, оформления конструкторской документации; классификацию механизмов узлов и деталей; критерии работоспособности и влияющие на них факторы; условия работы деталей и узлов общего назначения, обеспечения их прочности и надёжности. Уметь: разрабатывать эскизы и создавать чертежи деталей, узлов и механизмов общего назначения; анализировать условия работы деталей машин и механизмов; оценивать их работоспособность; пользоваться нормативной документацией; соблюдать действующие правила, нормы и стандарты. Владеть: навыками выполнения и чтения чертежей деталей и узлов, сборочных чертежей и чертежей общего вида; методами расчётов деталей, узлов, механизмов и машин; определения внутренних напряжений в деталях машин и элементах. 4 Структура и содержание дисциплины «Детали машин и основы конструирования» 4.1 Структура дисциплины Общая трудоёмкость составляет 4 зачётные единицы, 144 академических часа в V семестре, в том числе 60 часов аудиторных занятий (АЗ) и 84 часа самостоятельной работы студентов (СРС), включая 26 часов на курсовой проект. Итоговая аттестация по дисциплине –экзамен. Более подробные сведения о структуре дисциплины, видах, трудоёмкости и формах контроля учебной работы студентов приведены в таблице. 4 5 Всего 3 СРС 2 Введение. Основы конструирова-ния деталей и узлов механизмов Зубчатые передачи. Червячные передачи. Передачи 5 фрикционные и с гибкой связью. Валы и оси. Опора валов осей. Соединения деталей машин. Муфты. Формы текущего контроля успеваемости и форма промежуточной аттестации ПЗ* 1 Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоёмкость (часы) А3 лекции Семестр Раздел дисциплины Неделя семестра № п/п 12 4 4 3 11 Контроль на ПЗ. 36 8 8 7 23 Контроль на ПЗ. 78 4 4 3 11 Контроль на ПЗ. 912 8 8 4 16 Контроль на ПЗ. 1315 6 6 5 21 Контроль на ПЗ. Курсовой проект Подготовка к экзамену и его сдача в период экзаменационной сессии Итого по дисциплине 1-17 30 30 26 26 36 36 84 144 60 Контроль выполнения и защита курсового проекта с оценкой. Экзамен Защита курсового проекта с оценкой. Экзамен. ПЗ – практические занятия 4.2 Теоретические занятия (лекции) № п/п 1 1.1 1.2 2 2.1 2.2 3 3.1 3.2 3.3 Тема Содержание Раздел «Введение. Основы конструирования деталей и узлов механизмов» Введение Основные понятия и определения, краткая история развития дисциплины, требования к деталям машин. Основы Основные принципы и правила конструирования, конструирования стандартизация и унификация, точность, особенности деталей и узлов конструкции деталей при различных способах механизмов изготовления. Раздел «Зубчатые передачи. Червячные передачи» Зубчатые передачи Механические передачи, классификация и основные характеристики передач. Привод, редуктор, мультипликатор, порядок расчёта привода. Условия работы зубчатых передач, основные виды повреждений, критерий работоспособности. Цилиндрические прямозубые и косозубые передачи, характеристики, проектный и проверочный расчёты. Конические зубчатые передачи, характеристики, проектный и проверочный расчёты. Материалы зубчатых передач и допускаемые напряжения. Червячные Основные геометрические характеристики червяка и передачи червячного колеса. Кинематика червячной передачи. Силы в зацеплении. Проектный и проверочный расчёты. Материалы и допускаемые напряжения. Раздел: «Передачи фрикционные и с гибкой связью» Фрикционные Конструкция, классификация, достоинства и передачи недостатки, область применения, кинематика. Силовые соотношения, материалы и расчёт фрикционных пар. Ременные Классификация, достоинства и недостатки, область передачи применения. Материалы и конструкция ремней и шкивов. Кинематика, геометрия и силы в ременных передачах. Расчёт плоскоременных и клиноременных передач. Цепные передачи Преимущества и недостатки, область применения. Конструкция цепей и звёздочек. Геометрия, кинематика и расчёт цепных передач. Кол-во часов 4 1 3 8 6 2 4 1 2 1 Раздел: «Валы и оси. Опоры валов и осей» Валы и оси Определение вала и оси, назначение валов, классификация, конструкция, материалы. Проектный расчёт. Расчёт валов на сопротивление усталости и статическую прочность. 4.2 Опоры валов и Назначение и классификация опор. Подшипники осей качения, достоинства и недостатки, классификация, конструкция, подбор и расчёт подшипников по динамической и статической грузоподъёмности, критерий быстроходности. Подшипники скольжения, достоинства и недостатки, классификация, конструкция, материалы вкладышей, режимы трения, расчёт. 5 Раздел: «Соединение деталей машин. Муфты» 5.1 Соединение Основные понятия, разъёмные и неразъёмные деталей машин соединения. Резьбовые соединения, виды резьб, геометрические параметры, расчёт резьбовых соединений. Шпоночные соединения, виды шпонок, расчёт. Шлицевые соединения. Штифтовые соединения. Заклёпочные соединения, достоинства и недостатки. Область использования, расчёт, материалы. Сварные соединения, виды сварки, достоинства и недостатки, область применения, виды швов, расчёт. Паяные соединения. 5.2 Муфты Назначение и классификация. Неуправляемые муфты, муфты глухие, компенсирующие, упругие. Управляемы муфты, кулачковые, зубчатые, фрикционные. Самоуправляемые муфты, предохранительные, центробежные, обгонные. Итого: 4 4.1 № п/п 1-2 3-5 6 6 2 2 8 6 2 30 4.3 Практические занятия Ном Темы практических занятий Кол-во ер часов тем ы 1.1; Выдача заданий на курсовую работу, разработка технического 4 1.2 задания на проектирование привода, конструктивные элементы привода 2.1 Определение КПД и мощности электропривода, передаточное 6 отношение, разбивка передаточного отношения, расчёт моментов на валах и расчёты их вращения. Проектный и проверочный расчёты прямозубой и косозубой цилиндрических передач. Проектный и проверочный расчёты конической передачи. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений. 2.2 Проектный и проверочный расчёты червячной передачи. 2 Определение сил в зацеплении, КПД передачи. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений. 7-8 3.1 3.2 3.3 9 4.1 10-12 4.2 13-14 5.1 15 5.2 Расчёт фрикционных передач. Определение кинематических и геометрических параметров ременных передач. Определение сил. Расчёт и выбор ремней для плоскоременной и клиноременной передач. Расчёт цепных передач. Проектный расчёт и конструирование валов. Расчёты валов на сопротивление усталости и статическую прочность. Подбор и расчёт подшипников качения по динамической и статической грузоподъёмности. Конструкция подшипниковых узлов, смазка. Расчёт подшипников скольжения. Расчёт резьбовых соединений. Расчёт шпоночных соединений. Расчёт шлицевых соединений. Расчёт штифтовых соединений. Расчёт сварочных швов. Расчёт глухих муфт. Расчёт втулочно-пальцевых муфт. Расчёт кулачковых муфт. Итого: 4 2 6 4 2 30 4.4 Лабораторные занятия (работы) (не предусмотрены) № п/п 1 2 4.5 Самостоятельная работа Вид (содержание) СРС Освоение учебного материала, подготовка к ПЗ Выполнение курсового проекта 3 Подготовка к экзамену и сдача экзамена Итого: Кол-во часов 22 26 36 84 Формы контроля Контроль на ПЗ. Защита курсового проекта с оценкой Экзамен 5 Образовательные технологии При преподавании дисциплины используются следующие методы: - чтение лекций; - практические занятия; - выполнение курсового проекта; - консультации по дисциплине и выполнению курсового проектаа. Целью курсового проекта является закрепление теоретических знаний, полученных при изучении дисциплины, а также освоение практических навыков анализа, расчёта и конструирования деталей, узлов и механизмов общего назначения. При выполнении курсового проекта перед студентами ставятся следующие задачи: - кинематический, силовой и динамический расчёт рабочей машины; подбор электродвигателя для электропривода; - проектный, проверочный расчёты редуктора и внешних механических передач; - разработка сборочного чертежа и чертежей основных деталей редуктора; - разработка компоновочного чертежа электропривода кривошипно-ползунного механизма. 6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, аттестации освоения дисциплины Оценочные средства для текущего контроля успеваемости (тестовые задания), а также для итоговой аттестации по дисциплине (экзаменационные билеты) приводятся в качестве отдельных материалов в УМКД. 7 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 7.1 Основная литература 1. Иванов М.Н. и др. Детали машин / под ред. М.Н. Иванов. -М.: Высшая школа, 2003. – 408 с. 2. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие/ П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. -М.: Академия, 2009. – 496 с. 7.2 Дополнительная литература 1. Леликов О.П. Основы расчёта и проектирования деталей и узлов машин. Конспект лекций по курсу «Деталей машин» / О.П. Леликов. –М.: Машиностроение, 2007.-463 с. 2. Решетов Д.Н. Детали машин / Д.Н. Решетов. - М.: Машиностроение, 1989.-495 с. 3. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие / А.Е. Шейнблит – Калининград: Янтарный сказ, 2003.- 454 с. 7.3 Средства обеспечения освоения дисциплины (методические указания и материалы по видам занятий) 1. Теория механизмов и машин и деталей машин. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 552100 – Эксплуатация транспорта / Ю.Н. Маменко, И.Н. Ковальчук – Калининград: КГТУ, 2000.-90 с. 2. Динамический расчёт машины. Методические указания по курсовому проектированию / Ф.А. Титков, Ю.Н. Маменко - Калининград: КГТУ, 1996.- 12 с. 3. Теория механизмов и машин. Учебное пособие для студентов вузов / Ю.Н. Маменко Калининград: КГТУ, 2007.-204 с. 8 Материально-техническое обеспечение дисциплины 8.1 Специализированные аудитории Аудиторные занятия проводятся в специализированном классе – лаборатории деталей машин. Лаборатория оборудована плакатами, наглядными пособиями, лабораторными установками. 8.2 Учебно-лабораторное оборудование Основные приборы установки, стенды: -модели (различные) для изучения структуры механизмов; -прибор для определения характеристик пружины сжатия и растяжения ДП-6А; -прибор для изучения работы с цилиндрическими прямозубыми колёсами ДП-3А; -приспособление для изучения распределения сил раскрытия стыка в одновинтовом соединении ДМ-22М; -приспособление для испытания болтового соединения, работающего на сдвиг ДМ-23М; -установка для определения коэффициента трения в резьбе и на торце гайки; -установка для определения приведенного коэффициента трения в подшипниках скольжения ТММ-7М; -установка для определения приведенного коэффициента трения в подшипниках качения; -машина для испытания на растяжение и сжатие ДМ-30М. Имеются видеофильмы по следующим темам: -планетарные механизмы; -зубчатые передачи: -критерии работоспособности деталей машин; -механические передачи в машиностроении. Лист согласования рабочей программы дисциплины Рабочая программа дисциплины разработана в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 180405 – «Эксплуатация судовых энергетических установок» (утвержден 24 декабря 2010 г. № 2060), учебным планом университета по этому же направлению, утвержденным ученым советом университета 27 октября 2011 г. Автор программы – Маменко Ю.Н., к.т.н., доцент. Рабочая программа дисциплины рассмотрена и одобрена на заседании кафедры теории механизмов и машин и деталей машин (рецензент - профессор Фёдоров С.В., протокол №1 от 30.08.2012 г.). Заведующий кафедрой _________ д.т.н., профессор С.В. Фёдоров ___________ № п/п Учебно-методическое обеспечение дисциплины Наименование литературы 1 2 3 4 5 6 7 8 Наличие в учебном абонементе НТБ (кол-во) Основная литература Иванов М.Н. и др. Детали машин / под ред. М.Н. Иванов. -М.: Высшая школа, 2003.– 408 с. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие/ П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. -М.: Академия, 2009. – 496 с. Дополнительная литература Леликов О.П. Основы расчёта и проектирования деталей и узлов машин. Конспект лекций по курсу «Деталей машин» / О.П. Леликов. –М.: Машиностроение, 2007.463с. Решетов Д.Н. Детали машин / Д.Н. Решетов. М.: Машиностроение, 1989.-495 с. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие / А.Е. Шейнблит – Калининград: Янтарный сказ, 2003.- 454 с. Теория механизмов и машин и деталей машин. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 552100 – Эксплуатация транспорта / Ю.Н. Маменко, И.Н. Ковальчук – Калининград: КГТУ, 2000.-192 с. Динамический расчёт машины. Методические указания по курсовому проектированию / Ф.А. Титков, Ю.Н. Маменко - Калининград: КГТУ, 1996.- 12 с. Теория механизмов и машин. Учебное пособие 42 97 10 81 5 49 58 36 Наличие в электронной библиотеке для студентов вузов / Ю.Н. Маменко Калининград: КГТУ, 2007.-204 с. Директор НТБ М.В.Вареницына Рабочая программа дисциплины рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии факультета судостроения и энергетики (протокол № ____ от «__»_______________ 20__г.) Председатель методической комиссии Согласовано Заместитель начальника учебно-методического управления к.т.н.¸доцент Б.И.Пименов . В.Е. Огнев № _____ дата _____________