страница 1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие работы
|
Рабочая учебная программа по дисциплине теория машин и механизмов - страница №1/1
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра_Теоретическая и прикладная механика___________ (название кафедры) Авторы Мицкевич В.Г. , к.т.н., профессор Васильев А.В., доцент (ф.и.о., ученая степень, ученое звание) РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕТеория машин и механизмов (название) _______________________________________________________________ Специальность/направление 190301.65 Локомотивы(код, наименование специальности / направления)
Москва 2011 г. 1. ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Учебная дисциплина «Теория механизмов и машин» является составной частью цикла дисциплин учебного плана обеспечивающих подготовку по основам проектирования машин студентов инженерно-технических специальностей и непосредственно связана с такими дисциплинами, как: «Детали машин и основы конструирования», «Конструирование и расчет вагонов», «Теория и конструкция локомотивов», «Технические условия создания машин», «Подъемно-транспортные машины», «Строительные и дорожные машины», «Основы моделирования рабочих процессов машин» и целым рядом других специальных дисциплин. Целью преподавания дисциплины является формирование у студента знаний о научных принципах проектирования машин и механизмов, включающих в себя:
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Изучив дисциплину, студент должен: 2.1. Иметь представление о принципах проектирования машин и механизмов. 2.2. Знать и уметь использовать:
Форма обучения - заочная
4.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ
4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ Раздел 1. ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ Тема 1. Механизмы и машины. Основные понятия: машина, механизм, звено, деталь, кинематическое соединение, входные и выходные звенья механизма. Механизм как кинематическая основа технологических, энергетических, транспортных, информационных и других машин. Основные виды механизмов. Тема 2. Кинематические пары и их классификация. Основные понятия: кинематическая пара, элементы кинематической пары. Высшие и низшие, пространственные и плоские кинематические пары. Относительное движение звеньев и условия связи в кинематических парах. Классификация кинематических пар по числу степеней свободы и числу связей. Виды кинематических пар. Тема 3. Кинематические цепи и их классификация Основные понятия: кинематическая цепь; простые и сложные, плоские и пространственные, замкнутые и незамкнутые кинематические цепи. Структурная формула кинематической цепи общего вида, число степеней подвижности кинематической цепи. Раздел 2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ Тема 1. Степень свободы механизма Основные понятия: число степеней свободы механизма, формулы для определения числа степеней свободы пространственных и плоских механизмов. Обобщенные координаты и начальные звенья механизма. Местные и групповые подвижности в механизмах; структура плоских и пространственных механизмов; заменяющие механизмы. Тема 2. Избыточные связи Основные понятия: избыточные локальные и структурные связи; метод сборки кинематической цепи для выявления избыточных связей. Проектирование механизмов с оптимальной структурой путем устранения избыточных связей или введением тождественных связей. Тема 3. Структурный анализ и синтез механизмов наслоением структурных групп по Ассуру Основные понятия: структурная группа Ассура; класс, вид и порядок структурной группы; принцип образования механизмов по Ассуру. Раздел 3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМО Тема 1. Кинематические передаточные функции и отношения Основные понятия: входные и выходные звенья механизма; законы движения ведущих звеньев – функции перемещений, скоростей и ускорений, их взаимосвязь; передаточные отношения и функции; аналоги линейных и угловых скоростей и ускорений. Тема 2. Методы определения кинематических характеристик механизма Основные понятия: графические, численные и аналитические методы вычисления кинематических передаточных функций; использование системы линейных уравнений и численных методов для расчета кинематических передаточных функций на ЭВМ; методы центроид, векторных цепей и векторных уравнений для определения кинематических характеристик механизмов. Тема 3. Примеры определения кинематических характеристик механизмов Основные виды механизмов: кривошипно-ползунные (плоские и пространственные), четырехшарнирные, кулисные, кулисные, зубчатые (в том числе и планетарные), пространственные механизмы промышленных роботов и манипуляторов. Связь кинематических характеристик механизмов с надежностью машин. Примеры разработки алгоритмов программ для кинематического анализа механизмов на ЭВМ. Раздел 4. Динамический анализ механизмов Тема 1. Силовой анализ механизмов Основные понятия: сила, работа, мощность. Электрический, гидравлический и пневматический привод механизмов. Силы движущие, силы сопротивления и инерционные силы; условия статической определимости механизма и его структурных групп; аналитический и графический методы силового расчета. Кинетостатический анализ механизмов; уравновешивающая сила (момент) и их расчет по методу Жуковского. Тема 2. Динамическая модель механизма Основные понятия: приведение сил и масс; динамическая модель механизма. Уравнения движения механизма в энергетической и дифференциальной формах (линейные и нелинейные уравнения); методы решения уравнений движения механизма. Режимы движения механизма; неравномерность движения машинного агрегата при установившемся режиме; динамика приводов; выбор типа привода; назначение маховика; определение необходимого момента инерции маховых масс. Уравнения движения механизмов с несколькими степенями свободы. Особенности динамического исследования манипуляторов. Тема 3. Трение в машинах и механизмах, коэффициент полезного действия Основные понятия: взаимодействие элементов кинематических пар при относительном движении; природа сил трения; внутреннее и внешнее трение; трение скольжения, качения; жидкостное трение; расчет износа контактных поверхностей кинематических пар; использование внешнего и внутреннего трения для демпфирования динамических систем; самоторможение; учет трения в кинематических парах при силовом расчете механизмов. Механический коэффициент полезного действия (КПД) механизмов. КПД систем механизмов при их параллельном, последовательном и смешанном соединении. Раздел 5. УРАВНОВЕШИВАНИЕ МАСС И СИЛ ИНЕРЦИИ ЗВЕНЬЕВ МЕХАНИЗМОВ Тема 1. Уравновешивание масс звеньев механизма Основные понятия: динамические нагрузки и причины их появления; колебания фундаментов (опор) и вибрации в звеньях механизмов и машин; статические моменты масс; определение положения общего центра масс механизма; исследование движения общего центра масс механизма. Тема 2. Уравновешивание сил инерции звеньев механизма Основные положения: главный вектор и главный момент всех сил инерции звеньев механизма; статическая неуравновешенность (статический дисбаланс); динамическая неуравновешенность (динамический дисбаланс); уравновешивание сил инерции плоских механизмов; устранение колебаний в рычажных и кулачковых механизмах. Тема 3. Уравновешивание вращающихся тел Основные положения: статическое; динамическое и полное уравновешивание вращающихся тел на стадиях проектировании, изготовления и эксплуатации; способы гашения колебаний; экспериментальные методы и установки для балансировки вращающихся тел; способы виброизоляции. Раздел 6. СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ Тема 1. Общие принципы и методы проектирования механизмов Основные положения: этапы синтеза механизмов; входные и выходные параметры синтеза; основные и дополнительные условия синтеза; целевые функции и ограничения; методы оптимизации в синтезе механизмов с применением ЭВМ. Тема 2. Синтез механизмов с низшими парами Основные положения: задачи синтеза; параметры синтеза. Синтез рычажных механизмов: по заданным положениям звеньев, по коэффициенту изменения средней скорости коромысла, по методу приближения функций; синтез направляющих механизмов по воспроизведению заданной траектории; теорема Робертса - Чебышева; условие существования кривошипа. Тема 3. Основы проектирования механизмов с высшими парами Основные положения: основная теорема зацепления плоских профилей, передаточное отношение; скорость скольжения сопряженных профилей; угол давления при передаче движения высшей парой. Синтез сопряженных профилей по методу: преобразования координат, последовательных положений исходного производящего контура и положения нормалей к профилям. Графические методы профилирования. Тема 4. Синтез передаточных механизмов Основные положения: виды зубчатых механизмов и области их применения, цилиндрическая зубчатая передача с эвольвентным профилем зубьев, линия зацепления, дуга зацепления, коэффициент перекрытия, модуль зубчатых колес, геометрические размеры передачи, передачи со смещением исходного контура, передачи с внутренним зацеплением; передачи с циклоидальным профилем зубьев; конические зубчатые передачи; гипоидные зубчатые передачи; передачи Новикова; винтовые и червячные передачи; передачи с подвижными осями колес, проектирование планетарных передач по условиям: соосности, соседства и сборки с симметрией зон зацепления; бесступенчатые передачи с замкнутым дифференциалом и коробки скоростей; волновые зубчатые передачи; многозвенные зубчатые механизмы. Тема 5. Синтез кулачковых механизмов и механизмов прерывистого действия Основные положения: виды кулачковых механизмов и особенности их проектирования; критерии работоспособности кулачкового механизма; выбор допускаемого угла давления; определение основных размеров кулачкового механизма из условий ограничения угла давления и выпуклости кулачка; выбор закона движения выходного звена механизма; проектирование профиля кулачка по закону движения выходного звена; методы проектирования профилей кулачков; расчет координат профиля кулачка на ЭВМ; силовое замыкание высшей пары при ускоренном движении толкателя; синтез пространственных кулачковых механизмов; мальтийские механизмы с внешним и внутренним зацеплением, особенности их проектирования. 4.3. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ Основная цель лабораторных работ – изучение студентами экспериментальных методов анализа и синтеза механизмов. Выполнению лабораторных работ должно предшествовать изучение теории моделирования кинематических и динамических процессов в машинах и механизмах и основных положений теории эксперимента
5. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 5.1. КУРСОВАЯ РАБОТА Курсовая работа по дисциплине «Теория механизмов и машин» включает в себя два листа чертежей формата А1 и расчетно-пояснительную записку. Курсовая работа оформляется в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД к технической документации. Темой курсовой работы является кинематический анализ и синтез зубчатых и кулачковых механизмов транспортных, путевых и строительных машин и агрегатов, соответствующих специальности, по которой обучается студент (см. Приложение к рабочей программе). 5.2. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ Раздел 1. ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ
Раздел 2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ
Раздел 3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ
Раздел 4. ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
Раздел 5. УРАВНОВЕШИВАНИЕ МАСС И СИЛ ИНЕРЦИИ ЗВЕНЬЕВ МЕХАНИЗМА
Раздел 6. СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ
6. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Основная
Дополнительная
Кузьмин Л.Ю., Кузьмин А.Л. Комплекс виртуальных лабораторных работ COLUMBUS на ПЭВМ. |
|