Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 02. 02

Энгельсский технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

кафедра «Материаловедение»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине ОПД.Ф.02.02
Теория механизмов и машин

для направления 260900 “Технология и конструирование изделий легкой промышленности”, специальностей 260901 “Технология швейных изделий”

и 260902 “Конструирование швейных изделий”

Курс 2 (2) Лекции 17 (6) часов

Семестр 3 (3) Лаб. занятия 17 (4) часов

Часов в неделю 2 Практ. занятия не предусмотрены

Курсовая работа не предусмотрена СРС 41(41) час

Курсовой проект не предусмотрен Всего аудиторных 34 часа

Расчетно-графическая работа не предусмотрена Всего 51 (51) час

Контрольная работа (3 семестр)

Экзамен 3 семестр (3 семестр)

Зачет не предусмотрен

(сведения по учебному плану специальности ТШИ

заочной формы обучения указывается в скобках)

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «___»_______20_ г., протокол №___
Зав. кафедрой____________Артеменко А.А.
Рабочая программа обсуждена на заседании УМКС ТШИ «___»______20__г., протокол №__
Председатель УМКС ТШИ__________Бесшапошникова В.И.

Рабочая программа обсуждена на заседании УМКС КШИ «___»______20__г., протокол №__

Председатель УМКС КШИ__________Бесшапошникова В.И.

Энгельс 2011 г.

1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе.

Цель преподавания дисциплины.

Цель преподавания дисциплины "Теория механизмов и машин" состоит в обучении студентов основам знаний о структуре, кинематике и динамике механизмов и машин, а также методам их проектирования и расчета.

Задачи изучения дисциплины.

Приобретение знаний о назначении различных групп механизмов, о принципах работы машин в целом и их отдельных составляющих;
Приобретение знаний о структуре механизмов при их анализе и синтезе;
Умение проводить кинематический анализ механизмов различными способами;
Умение проводить силовой анализ механизмов и исследовать движения под действием внешних сил.

Практические навыки и умение приобретаются в процессе изучения современных методов анализа и синтеза, при выполнении лабораторных работ.

Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для изучения дисциплины ТММ.

Теоретическая механика – в полном объеме.
Высшая математика – в полном объеме.
Физика – разделы механики.
Инженерная графика – в объеме машиностроительного черчения.
Вычислительная техника (информатика) – в полном объеме.

2.Требования к знаниям и умениям студентов по дисциплине.
Студент должен знать основные виды механизмов, методы их анализа и синтеза, кинематические и динамические свойства, функциональные особенности использования в различных модификациях машин.

Студент должен уметь решать практические задачи по расчёту и конструированию различных механизмов и кинематических цепей машин на основе создания их математических моделей.

3.Распределение трудоемкости (час.) дисциплины по темам и видам занятий.

( сведения по учебному плану заочной формы обучения указываются в скобках)

№ модуля	№ недели	№ темы		Наименование темы					Часы
									всего		лекций	лаб. з.		прак. з.	СРС
1			1		1	Введение. Структура механизмов.	5(2)	2(1)		2(1)
			2		2	Кинематический анализ механизмов.	5(1,5)	1(0,5)		2(1)			4(4)
			3		3	Построение кинематических диаграмм.	3(0,25)	1(0,25)					4(4)
			4		4	Кинематический анализ и синтез кулачковых механизмов.	3(1,5)	1(0,5)		2(1)
			5		5	Кинематический анализ зубчатых передач.	5(1,25)	1(0,25)		2(1)			4(4)
			6		6	Синтез эвольвентного зубчатого зацепления.	5(0,25)	1(0,25)		2			4(4)
			7		7	Синтез многозвенных зубчатых механизмов.	5(0,25)	1(0,25)		2			4(4)
			8		8 9	Механизмы передач с гибкими звеньями. Винтовые механизмы.	1(0,25)	1(0,25)					4(4)
			9		10	Механизм универсального шарнира. Механизм двойного универсального шарнира.	5(0,25)	1(0,25)		2			2(2)
			10		11 12	Механизмы фрикционных передач. Мальтийский механизм. Гидравлические и пневматические механизмы.	1(0,25)	1(0,25)					2(2)
2			11-12		13	Динамический анализ механизмов.	4(1)	2(1)					4(4)
			13-14		14	Движение механизмов машины под действием приложенных сил.	1(0,5)	1(0,5)					4(4)
			15		15	Трение в кинематических парах.	1(0,25)	1(0,25)
			16		16	Виброзащита механизмов и машин. Уравновешивание вращающихся звеньев.	5(0,25)	1(0,25)		3			4(4)
			17		17	Основные понятия теории машин-автоматов.	2(0,25)	1(0,25)					1(1)
Всего			51(10)		17(6)	17(4)		41 (41)

4. Содержание лекционного курса.

№темы	Всего часов	№ лекции.	Тема лекции. Вопросы, отрабатываемые на лекции
1	2	3	4
1	2(1)	1	Введение. Структура механизмов. ТММ - научная основа новых машин и механизмов. Исторический очерк развития ТММ. Цели и задачи курса, Разделы ТММ. Основные виды звеньев. Кинематические пары. Степень подвижности механизмов. Структурная классификация механизмов. Условия существования кривошипа. Модификация механизмов при замене пар.
2	1(0,5)	2	Кинематический анализ механизмов. План положения механизма. Масштабные коэффициенты. Определение скорости и ускорения методом планов.
3	1(0,25)		Построение кинематических диаграмм. Кинематическое исследование механизмов аналитическими методами. Кинематика шарнирного четырехзвенника. Кинематика кривошипно-ползунного механизма. Кинематика кривошипно-кулисного механизма.
4	1(0,5)	3	Кинематический анализ и синтез кулачковых механизмов. Основные типы кулачковых механизмов. Определение минимального радиуса кулачка. Углы давления. Проектирование кулачкового механизма из условий ограничения угла давления.
5	1(0,25)		Кинематический анализ зубчатых передач. Классификация зубчатых передач. Геометрические элементы зубчатого колеса. Зубчатые механизмы с неподвижными осями. Планетарные механизмы. Дифференциальные механизмы.
6	1(0,25)	4	Синтез эвольвентного зубчатого зацепления. Образование и свойства эвольвенты. Основная теорема зацепления. Элементы зацепления. Рабочий участок профиля зуба. Коэффициент зацепления. Интерференция профиля зубьев.
7	1(0,25)		Синтез многозвенных зубчатых механизмов. Синтез многозвенных зубчатых передач с подвижными осями. Синтез многозвенных зубчатых передач неподвижными осями. Планетарные коробки скоростей.

1	2	3	4
8 9	1(0,25)	5	Механизмы передач с гибкими звеньями. Ременные механизмы. Цепные механизмы. Канатные механизмы. Волновая передача. Винтовые механизмы. Резьба, относительное движение.
10	1(0,25)		Механизм универсального шарнира. Механизм двойного универсального шарнира. Кинематические схемы механизмов. Передаточное отношение. Неравномерность хода.
11 12	1(0,25)	6	Механизмы фрикционных передач. Мальтийский механизм. Механизмы бесступенчатых передач. Коническая и цилиндрическая фрикционная передачи. Коэффициент относительного скольжения. Гидравлические и пневматические механизмы. Гидро- и пневмопривод Динамический анализ механизмов. Силы, действующие на звенья механизмов. Определение сил инерции звена.
13	1(0,5)
13	1(0,5)	7	Механическая характеристика машины. Условия статической определимости кинематических цепей.
14	0,5(0,25)		Движение механизмов машины под действием приложенных сил. План силы. Приведенная масса и приведенный момент механизма. Приведение сил в механизмах. Уравнение кинетической энергии механизма. Режим движения машины. Механический КПД. КПД типовых механизмов. Дифференциальное уравнение движения механизма.
14	0,5(0,25)		Неравномерность хода машины при установившемся движении. Балансировка роторов. Уравновешивание сил с помощью противовесов и разгружающих устройств. Исследование установившегося движения по диаграмме энергомасс.
15	1(0,25)	8	Трение в кинематических парах. Трение в поступательных парах. Трение во вращательных кинематических парах. Трение в высших кинематических парах. Трение гибких тел. Жидкостное трение.

1	2	3	4
16	1(0,25)		Виброзащита механизмов и машин. Уравновешивание вращающихся звеньев. Ударная и вибрационная зашита машин. Снижение виброактивности источников колебаний. Виброгашение (активная виброизоляция). Виброизоляция (пассивная виброизоляция).
17	1(0,25)	9	Основные понятия теории машин-автоматов. Основы теории роботов-манипуляторов. Структура кинематических цепей роботов-манипуляторов.

Перечень практических занятий.

(Практические занятия учебным планом не предусмотрены)

Перечень лабораторных работ.

Цель лабораторных работ – ознакомление студентов с экспериментальными методами анализа измерений параметров механизмов, выработка навыка проведения современных методов измерений параметров механизмов и обработки экспериментальных данных.

№ темы	Всего часов	№ раб.	Наименование лабораторной работы. Вопросы, отрабатываемые на лабораторном занятии
1	2	3	4
1	2(1)	1	Составление кинематических схем и структурный анализ механизмов. Кинематическая схема механизма. Звено. Кинематическая пара. Степень подвижности механизма.
2,3	2(1)	2	Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. План положений, скоростей и ускорений. Кинематические диаграммы. Масштабные коэффициенты.
4	2(1)	3	Кинематический анализ кулачковых механизмов. Виды кулачковых механизмов. Радиус минимальной окружности. Фазовые углы. Кинематические диаграммы.
5	2(1)	4	Кинематический анализ зубчатых механизмов с подвижными осями (эпициклических). Планетарные и дифференциальные механизмы. Передаточное отношение.
6	2	5	Вычерчивание зубьев эвольвентного профиля методом обкатки. Модуль. Коэффициент смещения. Нулевая передача. Корригированные колеса.
7	2	6	Кинематический анализ зубчатых механизмов с неподвижными осями. Цилиндрическая передача. Червячная передача. Рядовое последовательное соединение зубчатых колес. Коробка передач.
10	2	7	Кинематический анализ универсального шарнира Гука. Коэффициент неравномерности. Передаточное отношение. Двойной универсальный шарнир.
16	3	8	Динамическая балансировка роторов. Статическая балансировка роторов. Дисбаланс массы.

Лабораторные работы выполняются бригадой в составе 2-3 человек, но знания индивидуальные. Каждый студент выполняет 5 лабораторных работ.

Задания для самостоятельной работы студентов.

Самостоятельная внеаудиторная работа студентов складывается из подготовки к отчету по лабораторным работам, проработки лекционного материала (21 час), а также отдельных вопросов, переданных на самостоятельное изучение по литературе (20 часов).

№ темы	Всего час.	Вопросы для самостоятельного изучения (задания).	Литература.
2-3	4	1. Расчет сил для перемещения клинчатого ползуна винтовой парой.	[1],[2],[4],[5]
5-12	6	2. Расчет геометрии и сил в зубчатой передаче с наклонными зубьями. 3. Расчет геометрии и сил в передаче коническими колесами. 4. Расчет геометрии и сил в червячной передаче. 5. Расчет передаточных отношений и КПД планетарных передач.	[1],[2],[4],[5]
13-14	4	6. Приведение многомассовой системы к двухмассовой.	[1],[2],[3],[5]
16	4	7.Балансировка роторов. Расчет сил от неуравновешенности ротора.	[1],[2],[4],[5]
17	2	8. Расчет и программирование движений позиционирования манипуляторов по заданной траектории.	[1],[2],[5]

Курсовой проект.

( Курсовой проект учебным планом не предусмотрен)

9. Курсовая работа.

( Курсовая работа учебным планом не предусмотрена)

10. Расчетно-графическая работа.

(Расчетно-графическая работа учебным планом не предусмотрена)
11.Контрольная работа.

Контрольная работа состоит из трех заданий:

1. Задание 1. Структурный анализ плоских механизмов.

2. Задание 2. Расчет передаточного отношения зубчатых механизмов и геометрических параметров зубчатых колес.

3. Задание 3. Проектирование кулачкового механизма.

Трудоемкость выполнения контрольной работы 21 час (СРС).

Контрольная работа выполняется по методическому указанию [13].

12. Экзаменационные вопросы.

Основные виды звеньев. Условные обозначения звеньев. Основные виды механизмов (их кинематические схемы).
Классификация кинематических пар.
Степень свободы механизмов. Структурные группы Ассура.
Виды четырехзвенных механизмов. Условие существования кривошипа.
Построение плана скоростей для шарнирного четырехзвенника.
Построение плана ускорений для шарнирного четырехзвенника.
Построение плана скоростей для кривошипно-ползунного механизма.
Построение плана ускорений для кривошипно-ползунного механизма.
Построение плана скоростей для кривошипно-кулисного механизма.
Построение плана ускорений для кривошипно-кулисного механизма.
Мальтийский механизм.
Построение кинематических диаграмм графическим дифференцированием и интегрированием. Масштабные коэффициенты.
Виды кулачковых механизмов. Заменяющие механизмы. Угол давления кулачкового механизма.
Виды трехзвенных зубчатых передач с неподвижными осями.
Механизмы многозвенных зубчатых передач с неподвижными осями.
Механизмы зубчатых передач с подвижными осями.
Синтез эвольвентного зубчатого зацепления. Эвольвента, эволюта. Построение эвольвенты.
Геометрические элементы зубчатых колес. Модуль зацепления. Угол зацепления. Коэффициент перекрытия.
Методы обработки эвольвентных профилей зубьев. Кинематика изготовления зубчатых колес. Подрезание ножки зуба.
Синтез многозвенных зубчатых механизмов.
Гидравлические и пневматические механизмы. Механизмы с гибкими звеньями. Винтовые механизмы.
Механизм универсального шарнира. Механизм двойного универсального шарнира. Фрикционные передачи.
Силы, действующие на звенья механизма. Статические, динамические, кинетостатические расчеты.
Построение диаграмм сил, работ, моментов и мощностей. Механическая характеристика машины.
Силы инерции и моменты инерции звеньев плоских механизмов.
Реакции связей. Уравнения кинетостатики. Условие кинетостатической определимости кинематической цепи.
Тахограмма механизма. Приведение силы и моменты сил. Кинетическая энергия механизма.
Приведение масс и моментов инерции. Коэффициент полезного действия. Коэффициент потерь. Коэффициент неравномерности. Маховик.
Уравновешивание вращающихся звеньев. Дисбаланс массы.
Теорема Жуковского.
Виды трения в кинематических парах. Трение скольжения.
Определение реакций в кинематических парах с учетом сил трения.
Вибрация механизмов и машин. Методы виброзащиты.
Динамическое гашение колебаний.
Виброизоляция механизмов и машин.
Манипулятор. Автооператор. Промышленный робот. Структура манипуляторов. ЧПУ.

13. Список основной и дополнительной литературы по дисциплине.

Основная:

Коловский М.З. и др. Теория механизмов и машин. М.: Академия, 2006.- 324 с.
Махова Н.С. и др. Основы теории механизмов и машин. М.: Владос, 2007.- 154 с.
Коловский М.З. Теория механизмов и машин: Учебное пособие для вузов/ М.З.Коловский, А.Н. Евграфов. М.: Академия, 2006.- 523 с.
Попов С.А., Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин/ С.А. Попов, Г.А. Тимофеев. М.: Высшая школа, 2004.- 354 с.
Смелягин А.И. Теория механизмов и машин. Новосибирск: Инфра-М, 2007.- 256 с.
Фролов К. В. Теория механизмов и механика машин. М.: Высшая школа, 2005.- 254 с.
Тимофеев Г.А. Теория механизмов и машин: курс лекций.- М: Высшее образование, 2009.- 352 с.
Мамаев А.Н. Теория механизмов и машин/ А.Н. Мамаев, Т. А. Балабина.- М: Экзамен, 2008.- 254 с.

Дополнительная:

Белоконев И.М. Теория механизмов и машин/ .М. Белоконев, С.А. Балан , К.И. Белоконев. Изд.2-е, испр. и доп., 2004.-214 с.
Левитский И.И. Теория механизмов и машин: Терминология/ И.И. Левитский, Ю.Я. Гуревич, В.Д. Плахтин.- М.: МГТУ им. Баумана, 2004.- 80с.
Земченков В.С. Структурный и кинематический анализ механизмов со сложным движением звеньев. Часть 1: метод. указ. к лаб.раб./ В.С. Земченков, Л.Р. Милованова. Саратов: СГТУ, 2011. 24 с.
Земченков В.С. Проектирование и исследование зубчатых передач. Часть 2: метод. указ. к лаб.раб./ В.С. Земченков, Л.Р. Милованова. Саратов: СГТУ, 2006. 19 с.
Земченков В.С.: метод. указ. к выполнению контр. раб. студ.-заочниками/ В.С. Земченков, Л.Р. Милованова. Саратов: СГТУ, 2009. 19 с.

14. Использование наглядных пособий, ТСО, вычислительной техники.
В целях наглядности и для интенсификации процесса усвоения изучаемых материалов при чтении лекций, проведении практических и лабораторных занятий используются технические плакаты и макеты различных механизмов и устройств, в том числе:

Универсальный шарнир Гука.
Установка для балансировки роторов.
Установка для определения КПД редуктора.
Цилиндрические передачи с наклонными зубьями.
Передачи внутреннего зацепления.
Этикетировочный автомат.
Бобинажно-перемоточная машина.

8. Червячная передача.

9. Четырехзвенный механизм и его модификации.

10. Мальтийские механизмы.

11.Кривошипно-кулисный механизм.

12. Кривошипно-ползунный механизм.

13. Кулачковый механизм.

Схемы систем управления машин-авоматов.
Классификация роботов-манипуляторов.
Кинематическая схема станка.
Составление кинематических схем станков.
Элементы зубчатых зацеплений.

Рабочая программа составлена:

доцент каф. «Материаловедение»___________________Милованова Л.Р

15. Дополнения и изменения в рабочей программе.

Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры

«___»____________20____года, протокол №___

Зав. кафедрой_______________________

Внесенные изменения утверждены на заседании УМКС ТШИ

«___»____________20___года, протокол №___

Председатель УМКС______________

Внесенные изменения утверждены на заседании УМКС КШИ

«___»____________20___года, протокол №___

Председатель УМКС______________

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

3.Распределение трудоемкости (час.) дисциплины по темам и видам занятий.

4. Содержание лекционного курса.

Перечень практических занятий.

Перечень лабораторных работ.

Курсовой проект.

10. Расчетно-графическая работа.

13. Список основной и дополнительной литературы по дисциплине.