Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 02. 02 - страница №1/1
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______________