Б3.Б.3_УП._ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СМОЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ОБРАЗОВАНИЯ
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Б3.Б.3 Теория механизмов и машин
ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
По направлению: 190600 эксплуатация транспортно-технологических машин и
комплексов
Профиль: автомобили и автомобильное хозяйство
Квалификация: бакалавр
Утверждено на заседании
Совета факультета
(протокол № ___ от ___ ________20__)
Председатель совета
_______________/В.А.Хлюпин/
г. Санкт-Петербург
2010 г.
Программа учебной дисциплины
«Теория механизмов и машин»
Количество часов на дисциплину: 72
Количество аудиторных часов на дисциплину: 36
Количество часов на самостоятельную работу: 36
Трудоемкость: 2 к.е.
Цель дисциплины:
обеспечить будущим бакалаврам знание общих методов исследования и
проектирования схем механизмов, необходимых для создания машин, приборов, автоматических устройств и комплексов, отвечающих современным требованиям эффективности, точности, надежности и экономичности.
Задачи дисциплины:
дать знания о кинематических и динамических характеристиках механизмов с жесткими и упругими звеньями и управляемых кинематических цепей,
знания о методах определения параметров механизмов по требуемым условиям, методам виброзащиты человека и машины, знания об управлении движением механизмов и машин.
Результаты освоения дисциплины:
знать основные виды механизмов и их кинематические и динамические
характеристики; понимать принципы работы отдельных механизмов и их взаимодействие в машине;
уметь находить кинематические и динамические параметры заданных механизмов и машин и оптимальные параметры проектируемых механизмов по
заданным кинематическим и динамическим свойствам с использованием современной вычислительной техники; быть знакомыми с современной техникой
измерения кинематических и динамических параметров машин.
Принципы отбора содержания и организация учебного материала
дисциплины:
системный подход к изучению теории механизмов и машин;
закрепление в содержании дисциплины методов решения практических
задач по определению кинематических и динамических параметров заданных
механизмов и машин и оптимальные параметры проектируемых механизмов
последовательное проведение в материалах курса линии единства, неразрывности вопросов изучения теоретической механики;
осуществление взаимосвязи материалов курса с другими дисциплинами;
2
формирование целостного научного мировоззрения по проблемам применения знаний теории механизмов и машин на практике.
Текущая аттестация качества усвоения знаний:
Текущая аттестация качества усвоения знаний:
Наименование курса
Уровень образования
Статус курса в рабочем плане
Количество
кредитов
Теория механизмов Бакалавриат
и машин
Смежные дисциплины по учебному плану
Теория надежности
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
(проверка остаточных знаний по смежным дисциплинам)
Тема или задание текущей аттестации
Виды
текущей
аттестации
Аудиторная или
внеаудиторная
Минимальное
количество
баллов
Анализ учебных пособий и
Сам.
Внеауд.
2
литературы по смежным курсам работа
Итого:
2
БАЗОВАЯ ЧАСТЬ (проверка знаний и умений по курсу)
Тема или задание текущей аттестации
Виды
текущей
аттестации
Конспектирование тем
дисциплины
Составление словаря терминов
по дисциплине
Составление
библиографического списка
литературы по дисциплине
Аннотация к книге
Реферат
Итого минимум:
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Тема или задание текущей аттестации
Виды
текущей
аттестации
Статья для коллег (бакалавров)
по теме курса
Или:
Эссе по теме дисциплины
Итого максимум:
3
Аудиторная или
внеаудиторная
Минимальное
количество
баллов
2
Максимальное
количество
баллов
5
5
Максимальное
количество
баллов
Внеауд.
4
12
Внеауд.
6
18
Внеауд.
6
18
Внеауд.
Внеауд.
4
10
30
12
30
90
Аудиторная или
внеаудиторная
Минимальное
количество
баллов
Максимальное
количество
баллов
Внеауд.
5
10
Внеауд.
5
10
35
100
Обучение предполагает следующие позиции аттестации:
Структура итоговой оценки студента
№
Виды работ
1
2
3
Посещаемость
Работа на практических занятиях
Рубежный контроль
Итого
Зачетное задание
Итого
4
оценка в
баллах
10
40
20
70
30
100
оценка в к.е.
0,3
1,2
0,6
2,1
0,9
3
1. Шкала оценки посещаемости
посещаемость, %
100 90 80 70 60 50 40 30 20
традиционная оценка
5
4
3
в баллах
10 10
9
8
7
4
3
2
0
0.6
0,58
0,57
0,48
0,34
0,33
0,18
0,12
0
в к.е.
10
2
0
0
0
0
0
2. Шкала оценки работы на практических занятиях
традиционная оценка 5 4 3 2
в баллах
20 15 10 0
1,2 0,9 0,6 0
в к.е.
Общая оценка на практических занятиях высчитывается как среднеарифметическая.
3. Шкала оценок при рубежном контроле в баллах
1 вариант
традиционная оценка 5
4
3 2
в баллах
15 10
6 0
0,9 0,60 0,36 0
в к.е.
2 вариант
5+ 5
5- 4+ 4 4- 3+ 3 3- 2
в баллах 15 14 13 11 10 9
7
6
5 0
0,9
0,84
0,73
0,72
0,6
0,49
0,48
0,36
0,3
0
в к.е.
4
Рубежный контроль предусматривается после отработки 50% материала
по данной дисциплине. Рубежный контроль осуществляется в виде контрольной работы, выполнения другого конкретного задания (теста). Пересдача рубежного контроля не допускается. В том случае, если студент по уважительной
причине пропустил занятие, на котором проводился такой контроль, то проверка его знаний осуществляется за пределами учебного времени (во время консультации) только по разрешению деканата.
Знания студентов могут оцениваться как по традиционной системе (1
вариант), так и по системе таких оценок с плюсами и минусами (2 вариант).
Пересдача заданий рубежного контроля не допускается.
Таким образом, при полном изучении предмета студент может набрать
2 к.е.
Основное содержание дисциплины:
ТЕМА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
Основные задачи машиностроения в области создания новых машин и
механизмов, автоматизации и механизации производственных процессов.
Связь теории механизмов и машин с другими областями знаний.
Машина. Механизм. Звено механизма. Входные и выходные звенья механизма. Ведущие и ведомые звенья. Кинематическая пара. Классификация кинематических пар по числу степеней свободы и числу связей. Низшие и высшие пары. Кинематические цепи. Кинематические соединения.
ТЕМА 2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ
Основные понятия. Структурный анализ механизмов. Структурный синтез механизмов. Начальные звенья. Число степеней свободы механизма. Избыточные связи. Местные подвижности механизма. Проектирование структурной схемы механизма (структурный синтез механизмов). Образование плоских
и пространственных механизмов путем наслоения структурных групп (групп
Ассура). Классификация механизмов.
ТЕМА 3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ
Основные понятия. Аналоги скоростей и ускорений. Приведение сил и
масс в плоских и пространственных механизмах. Методы кинематического
анализа механизмов с низшими парами: координатный способ определения
кинематических характеристик плоских рычажных механизмов; векторный
способ определения скоростей и ускорений плоских механизмов. Кинематические характеристики пространственных механизмов.
ТЕМА 4. ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
Силы, действующие в машинах, и их характеристики. Динамическая модель машины. Уравнение движения механизма. Неравномерность движения
механизма. Динамический синтез и анализ механизмов. Кинетостатический ме5
тод составления уравнений движения механизмов. Аналитические и численные
методы решения уравнений движения механизмов. Установившееся движение.
Определение момента инерции маховика. Силовой расчет механизмов.
ТЕМА 5. УРАВНОВЕШИВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ. ТРЕНИЕ В МЕХАНИЗМАХ И МАШИНАХ
Неуравновешенность механизмов. Статическое уравновешивание. Неуравновешенность роторов. Динамическая балансировка роторов при проектировании. Статическая и динамическая балансировка изготовленных роторов.
Виды и характеристики внешнего трения. Действие сил в кинематических парах с учетом трения. Силовой расчет механизмов с учетом трения. Механика контакта и основные закономерности изнашивания. Методика расчета
износа элементов кинематических пар.
ТЕМА 6. ВИБРОАКТИВНОСТЬ И ВИБРОЗАЩИТА МАШИН
Источники колебаний и объекты виброзащиты. Анализ действий вибрации. Колебательные процессы в переходных и установившихся режимах для
машин с постоянными параметрами. Методы снижения виброактивности машин за счет рационального выбора динамических параметров и применения
виброзащитных устройств. Виброизоляция машин. Линейные виброизоляторы.
Динамические виброгасители. Ударные гасители колебаний. Поглотители колебаний с вязким и сухим трением. Управляемые виброзащитные системы.
Виброзащита и надежность машин. Машины и механизмы для полезного применения вибраций. Вибрационные машины и их использование в технике. Особенности виброзащиты человека-оператора.
ТЕМА 7. СИНТЕЗ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
Основная теорема зацепления. Цилиндрическая зубчатая передача.
Эвольвентное зацепление. Основные размеры зубьев. Кинематика изготовления сопряженных поверхностей зубьев цилиндрических эвольвентных зубчатых колес. Геометрический расчет зубчатой передачи при заданных смещениях.
Построение картины зацепления. Проверка дополнительных условий при синтезе эвольвентного зацепления. Особенности внутреннего зацепления. Цилиндрическая передача, составленная из колес с косыми зубьями.
Коническая зубчатая передача. Червячная зубчатая передача. Планетарные зубчатые механизмы. Выбор схемы планетарной передачи. Выбор числа
сателлитов из условия соседства и равных углов между сателлитами. Выбор
чисел зубьев в планетарных передачах. Синтез бесступенчатых передач с замкнутым дифференциалом. Планетарные коробки передач.
ТЕМА 8. СИНТЕЗ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
Виды кулачковых механизмов. Эквивалентные (заменяющие) механизмы. Выбор допускаемого угла давления. Определение основных размеров из
условия ограничения угла давления. Определение основных размеров из
условия выпуклости кулачка. Выбор закона движения ведомого звена с учетом
6
его упругости. Определение профиля кулачка по заданному закону движения
ведомого звена. Выбор радиуса ролика. Условие качения ролика. Выбор замыкающей пружины.
ТЕМА 9. МАНИПУЛЯЦИОННЫЕ РОБОТЫ
Классификация, назначение и область применения. Кинематические схемы, структура и технические характеристики манипуляторов. Задачи о положениях манипуляторов. Задачи уравновешивания и динамики.
Системы программного управления движением механизмов.
Организация самостоятельной работы
Раздел технологической карты курса.
№
1
2
3
4
5
1
2
Виды текущей аттестации аудиторной и
внеаудиторной работы
Минимальное
для аттестации
количество
баллов
Максимальное
количество
баллов
Обязательные виды самостоятельной работы
Конспектирование раздела дисциплины
4
Составление словаря терминов по теме
6
Составление библиографического списка
6
литературы по дисциплине
Эссе
4
Реферат
10
ИТОГО:
30
Дополнительные виды самостоятельной работы:
Статья для коллег бакалавров по теме
5
курса
или
Составление справочного пособия
5
ИТОГО (всего):
35
7
12
18
18
12
30
90
10
10
100
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ
ЗАНЯТИЙ
№
п/п
Название темы
1
2
Тема 1. Основные понятия
теории механизмов и машин
2 Тема 2. Структурный анализ и синтез механизмов
3 Тема 3. Структурный анализ и синтез механизмов
4 Тема 4. Динамический анализ механизмов и машин
5 Тема 5. Уравновешивание
механизмов. Трение в механизмах и машинах
6 Тема 6. Виброактивность и
виброзащита машин
7 Тема 7. Синтез цилиндрических зубчатых передач
8 Тема 8. Синтез кулачковых
механизмов
9 Тема 9. Манипуляционные
роботы
24 Курсовая работа
Всего:
1
Из них
РГР Курсовая
работа
6
7
Всего
часов
3
Лекции
ПЗ
4
5
6
2
2
-
-
2
6
2
2
-
-
2
6
2
2
-
2
6
2
2
-
-
2
6
2
2
-
-
2
6
2
2
-
-
2
6
2
2
-
-
2
6
2
2
-
-
2
6
2
2
-
-
2
18
72
18
18
-
-
18
36
СР
8
Основные понятия дисциплины:
Динамическая модель машины, уравнение движения механизма, силовой
расчет механизмов, аналитические метод силового расчета механизма, уравновешивание механизмов, неуравновешенность механизмов, динамическая балансировка роторов, внешнее трение, внутреннее трение. сила трения, трением без
смазочного материала, трением со смазочным материалом. коэффициентом поглощения  , коэффициент трения, износ, механическое изнашивание, молекулярно-механическое изнашивание, молекулярно-механическое изнашивание,
нестационарные вибрационные воздействия, Случайные вибрационные возбуждения, ударные механические воздействия, динамическое гашение колебаний, виброизоляция, цилиндрическая зубчатая передача, эвольвентное зацепление, коническая зубчатая передача, многозвенные зубчатые механизмы, пла8
нетарные зубчатые механизмы, храповые механизмы, рычажные механизмы,
кулачковые механизмы, манипуляционные роботы.
Рекомендуемая литература:
а). Основная
1. Фролов К.В. и др. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов. – М.:
Высш. шк.,2001. – 496 с.
б). Дополнительная
2. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. – М.: Наука, 2000.
2. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин. – М.: Наука, 1999.
Автор и составитель программы дисциплины «Теория механизмов и машин» Стативка В.С., профессор кафедры сервиса.
Программа составлена в соответствии с государственным стандартом
высшего профессионального образования по направлению подготовки: 190600
эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов.
Программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры сервиса
(протокол №___ от __ _______20__)
Заведующий кафедры
____________/Ю.В. Михалев/
9