Южно-Уральский государственный университет
УТВЕРЖДАЮ:
Декан физического факультета
__________
" "_____________2010 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины " Детали машин и основы конструирования"
для - очной подготовки дипломированных специалистов по специальности 150301 "Динамика и прочность машин"
Индекс ОПД.03
(индекс в соответствии с ОПТ)
Факультет - Прикладной математики и физики
Кафедра-разработчик - Прикладная механика и ДПМ
Курс обучения - начало II курс, окончание III курс
Состав дисциплин:
Лекции 69 час., экзамен - семестр,
зачет III курс, V семестр, лабораторный практикум - 18 час.,
практические занятия -, СРС час.,
семинары - час., начало II курс, окончание III курс
ВСЕГО: 121 час.
Рабочая программа соответствует государственному образовательному стандарту специальности введенному в действие с 14 апреля 2000г. № 000 тех/дс
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры ПМиДПМ " "., протокол №
Проверена, исправлена, дополнена
" "............. г.
Зав. кафедрой ПМиДПМ......................
Разработчик..............................
Ученый секретарь.........................
Челябинск
2010
ВЕСЕННИЙ СЕМЕСТР
Часть I
Л Е К Ц И И:
1. Введение
Содержание и основные задачи курса. Общие сведения о машинах и механизмах. Структурные элементы машины: двигатель, передаточный механизм, исполнит ельный механизм. Структурные элементы механизма: звенья, кинематические пары, кинематические цепи. Число степеней свободы механизма. [1, Гл.1,2; 2, Гл.1,2]
2. Рычажные исполнительные механизмы
Кинематическая, силовая и динамическая работоспособность механизма. Расслоение замкнутой кинематической цепи на структурные группы. Кинематический анализ замкнутой кинематической цепи по структурным группам методом планов скоростей и ускорений. Условие статической определимости плоской кинематической цепи. Силовой анализ замкнутых цепей по структурным группам.
[1, Гл.20; 2, Гл.3,5,11,12; 4, Гл.2]
3. Анализ динамики машин и механизмов
Характерные периоды движения машин. Характеристики сил, действующих на звкенья механи змов. Механические характеристики двигателей. Динамическая модель машины с жесткими звеньями. Интегральное и дифференциальное уравнения движения машины с жесткими звеньями. Приведение сил и масс в плоских механизмах. Решение уравнений движения машины с жесткими звеньями при периодическом устапновившемся движении. Неразмерность хода машины. Расчет маховой массы. Расчет нагруженности передаточного механизма.
[1, Гл.29; 2, Гл.4,9; 4, Гл.3]
4. Зубчатые передаточные механизмы
Расчет передаточных отношений в зубчатых механизмах с подвижными и неподвижными осями. Потери энергии в зубчатых механизмах. Расчет КПД планетарных передач. Синтез планетарной передачи. Основной закон зацепления. Эвольвентный профиль зуба. Зацепление эвольвентных профилей. Основные размеры зубьев. Изготовление зубчатых колес. Скольжение в зацеплении. Виды повреждений передач. Расчет на контактную прочность активных поверхностей зубьев. Расчет зубьев на прочность при изгибе. Особенности расчета и проектирования косозубых передач. Расчет передач с коническими колесами. Особенности расчета планетарных передач. Материалы зубчатых колес, термообработка и допускаемые напряжения для расчета зубьев.
[1, Гл.16; 2, Гл.12-15; 3, Гл.8,10; 5, Гл.2]
5. Червячные передачи
Общие сведения по гиперболоидным передачам. Геометрический расчет червячной передачи. Кинематика червячной передачи. Силы в зацеплении червячной передачи. КПД червячной передачи. Расчет зубьев колес на выносливость при изгибе. Расчет зубьев колес на контактную выносливость и заедание. Материалы и допускаемые напряжения. Тепловой расчет червячной передачи.
[1, Гл.17; 3, Гл.9]
6. Ременные, цепные и винтовые передачи
Механика ременной передачи. Критерии работоспособности и расчеты ременных передачи. Особенности расчета зубчато-ременных передач.
Механика цепной передачи. Критерии работоспособности и расчеты цепных передач.
Механика, критерии работоспособности и расчет передач винт-гайка.
[1, Гл.15,18,19; 3, Гл.12-14]
ЛИТЕРАТУРА
1. , , Прикладная механика.- М.: Высшая школа, 198с.
2. Теория механизмов и машин /, , и др.- М.: Высшая школа, 198с.
3. Детали машин.- Высшая школа, 198с.
4. , Курс теории механизмов и машин.- М.: Высшая школа, 198с.
5. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин: Учебное пособие для вузов /, , и др.; Под общ. ред. .- Минск: Высшая школа, 198с.
6. , , Сборник задач по теории механизмов и машин: Учебное пособие.- М.: Высшая школа, 198с.
7. Детали машин в примерах и задачах /, , и др.; Под общ. ред. .- Минск: Высшая школа, 198с.
8. Расчеты деталей машин: Справ. пособие /, , .- Минск: Высшая школа, 198с.
ОСЕННИЙ СЕМЕСТР
Часть II
Л Е К Ц И И:
1. Контактные напряжения в деталях машин
Общие сведения о контактных напряжениях. Задача о контакте цилиндров (задача Герца), вывод формулы контактного давления. Аанализ напряженного состояния в зоне контакта. Оценка прочности деталей по контактным напряжениям. [3, Гл.13, п. 1,2; 4, Гл.29]
2. Зубчатые передачи
Геометрия и кинематика зубчатого зацепления. Основной закон зацепления. Эвольвентный профиль. Зацепление эвольвентных профилей. Основные размеры зубьев. Изготовление зубчатых колес. Скольжение в зацеплении.
[1, Гл.8, п.23]
Проектирование прямозубых колес. Расчет на прочность по контактным напряжениям. Условия работы зуба в зацеплении. Виды разрушения зубьев. Расчетная нагрузка на зуб в зацеплении. О точности изготовления колес. Расчет контактных напряжений в прямых зубьях. Анализ формулы контактных напряжений. Проектировочный расчет прямозубой передачи по контактным напряжениям. Допускаемые напряжения для оценки контактной прочности.
[2, Гл.8,п.8.1-8.6, 8.12, 8.13]
Расчет на прочность прямых зубьев по напряжениям изгиба. Обоснование расчетной модели. Расчет напряжений изгиба зубьев. Коэффициент формы зуба. Влияние числа зубьев и смещения инструмента на напряжения изгиба. Допускаемые напряжения изгиба зубьев колес.
[2, Гл.8, п.8.6, 8.12, 8.13; 3, Гл.20]
Косозубые цилиндрические передачи. Геометрия косозубой передачи. Приведение косозубого колеса к эквивалентному по контактной прочности прямозубому колесу. Силы в зацеплении косозубых колес. Оценка прочности косозубой передачи по напряжениям изгиба.
[1, Гл.8, п.23; 2, Гл.8, п.8.7]
Пространственные передачи. Понятие о зубчатых передачах с пересекающимися осями (конические передачи). Понятие о зубчатых передачах со скрещивающимися осями (гиперболоидные передачи). [1, Гл.8, п.24]
3. Червячные передачи
Геометрия червячной передачи. КПД червячной передачи. Силы в зацеплении червячной передачи. Расчет на контактную прочность червячной передачи. Расчет на изгиб зубьев червячного колеса. Материалы, применяемые в червячных передачах. Допускаемые напряжения при проектировании червячной передачи. Тепловой расчет червячной передачи.
[2, Гл.9; 3, Гл.21]
4. Ременные передачи
Материалы и конструкции приводных клиновых ремней. Усилия в ремне. Кинематика передачи. Тяговая способность передачи. Быстроходность передачи. Расчет ременной передачи на выносливость. Расчет на тяговую способность клиноременных передач. Передачи с зубчатыми ремнями.
[4, Гл.13; 2, Гл.12]
5. Валы и оси. Шпоночные и шлицевые соединения деталей с валами
Конструкция и материалы валов и осей. Расчет валов на прочность и жесткость. Конструкция и расчет шпоночных и шлицевых соединений. Пример расчета вала редуктора. [2, Гл.6,15; 3, Гл.24]
6. Подшипники. Конструкция и расчет
Подшипники скольжения, особенности работы и виды повреждений. Конструкция подшипников качения. Кинематика и динамика подшипников. Выбор подшипников по динамической и статической грузоподъемности.
[2, Гл.16; 3, Гл.26,27]
7. Муфты. Конструкция и расчет
Общие сведения о назначении и выборе муфт. Отклонения от соосности валов, соединяемых с помощью муфт. Компенсирующие муфты. Снижение ударных и вибрационных нагрузок на агрегаты, машины посредством упругих муфт. Упругие муфты МУВЦ и муфта с торообразной оболочкой.
[2, Гл.17; 3, Гл.25]
8. Резьбовые соединения. Конструкция и геометрия резьбового соединения
Усилия и напряжения в стержне болта при затяжке соединения. Трение в резьбе. Расчет на прочность стержня болта при различных видах нагружения соединения. Расчет группового соединения.
[2, Гл.17; 3, Гл.25]
9. Сварные соединения.
Виды сварки. Виды сварных соединений. Концентрация напряжений в сварных соединениях. Расчеты на прочность сварных соединений. Материалы и допускаемые напряжения.
[2, Гл.3; 3, Гл.29]
10. Стандартизация шероховатости и отклонения формы поверхности детали
Понятие о стандартизации. Характеристики шероховатости поверхности. Виды отклонений формы и расположения поверхности деталей. Нормированмие формы и расположение поверхности деталей. Обозначения шероховатости и нормы отклонения формы поверхности на чертежах.
[6, Гл.1,2,4]
11. Унификация и взаимозаменяемость деталей
Допуски и посадки гладких соединений. Основные понятия и определения: номинальный и действительный размеры, предельные размеры, отклонения, допуск, поле допуска. Посадка, виды посадок, система отверстия и система вала. Точность изготовления, степени точности (квалитеты).
[6, Гл.3]
12. Система допусков и посадок гладких соединений.
Размерные цепи. Графическая интерпретация закономерностей отверстия и вала. Характеристики основных видов посадок и область их применения. Предельные отклонения размеров с неуказанными допусками. Условия сборки без пригонки. Размерные цепи.
[6, Гл.3]
ЛИТЕРАТУРА
1. , Курс теории механизмов и машин.- М.: Высшая школа, 1985.
2. Детали машин.- М.: Высшая школа, 1984.
3. , , Прикладная механика.- М.: Машиностроение, 1985.
4. , , Расчет на прочность деталей машин.- М.: Машиностроение, 1979.
5. , Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени: Учебное пособие.- Челябинск: ЧПИ, 1985.
6. Основы взаимозаменяемости и стандартизации в машиностроении.- М.: Машиностроение,
