МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пермский государственный педагогический университет»
Кафедра технологии и методики преподавания технологии
Учебно-методический комплекс по дисциплине
«Теория механизмов и машин»
Специальность: 260901.65 – «Технология швейных изделий»
Пермь
2009
Автор-составитель: ст. преп.
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Теория механизмов и машин» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 260901.65 «Технология швейных изделий».
Дисциплина относится к федеральному компоненту цикла «общепрофессиональных дисциплин».
Утверждено на заседании учебно - Утверждено на заседании кафедры
методической комиссии физического технологии и методики преподавания факультета: технологии:
Протокол № Протокол №
«___» _______________2010г. «___»_________________2010г.
Председатель УМК________________ Зав. кафедрой_________________
Содержание
1.Рабочая программа дисциплины
1. Цели и задачи изучения дисциплины
2. Требования к уровню освоения дисциплины
3. Объем дисциплины, формы текущего и промежуточного контроля
3.1.Объем дисциплины и виды учебной работы
3.2. Распределение часов по темам и видам учебной работы
4. Содержание разделов, основных тем учебной дисциплины
5.Темы практических работ
6. Тематика курсовых работ и методические указания по их выполнению
7.Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1 Список литературы
7.2 Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины
7.3. Методические указания для студентов
7.4. Методические указания для преподавателей
11. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения промежуточных и итоговых аттестаций
Приложение 1. Вопросы к зачету
Приложение 2 Экзаменационные билеты
1.Рабочая программа дисциплины
1. Цели и задачи изучения дисциплины
Требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированных специалистов ГОС высшего профессионального образования по специальности 260901.65 Технология швейных изделий относительно дисциплины «Теория механизмов и машин» следующие: преемственность знаний при переходе от общенаучных дисциплин к профилирующим.
При изучении дисциплины должны быть максимально использованы последние достижения науки, техники и знания, полученные студентами при изучении основных разделов общеинженерных и специальных дисциплин.
Дисциплина «Теория механизмов и машин» является начальной дисциплиной для последующего изучения студентами целого цикла дисциплин данного направления, поэтому в процессе ее изучения студенты должны научиться использовать знания общеинженерных наук, владеть рациональными приемами поиска, хранения и использования научно-технической информации, организовывать и осуществлять научные исследования, работать с современными швейными машинами и полуавтоматами.
Основная цель и задачи курса «Теория механизмов и машин» как учебной дисциплины - обеспечить будущим специалистам широкий профиль знаний общих методов исследования и проектирования схем механизмов, необходимых для создания машин, установок, автоматических устройств, соответствующих современным требованиям эффективности, точности, надежности и экономичности; дать знания о строении основных видов механизмов, кинематических и динамических характеристиках механизмов, знания и методах определения параметров механизмов по требуемым условиям, методам виброзащиты человека и машины, знания об управлении движением систем механизмов и машин.
Воспитательной задачей курса является формирование профессиональной готовности к творческой инженерной деятельности в процессе промышленного изготовления одежды.
Курс базируется на знаниях студентов, полученных при изучении дисциплин: высшей математики, физики, инженерной графики, теоретической механики, деталей машин, вычислительной техники.
В процессе изучения дисциплины студенты знакомятся с основами построения механизмов и машин и с общими принципами их работы. Практические навыки и умения по теории механизмов и машин студенты приобретают на практических занятиях.
2. Требования к уровню освоения дисциплины «Теория механизмов и машин»
Программа учебной дисциплины «Теория механизмов и машин» определяет совокупность необходимых для профессиональной подготовки знаний, навыков и умений, которыми должен обладать студент в соответствии с требованиями ГОС.
По завершении курса студент должен:
Знать:
- Основные виды механизмов и их структуру, основные детали машин и их элементы, кинематические и динамические характеристики, принципы образования механизмов.
- Расчетные цели и формы определения подвижности плоских и пространственных кинематических цепей.
- Цель и методы кинематического анализа механизмов (графические, графоаналитические, аналитические).
- Цель и методы кинетостатического (силового) анализа механизмов.
- Цель расчета маховика и его последовательность.
- Назначение, классификацию зубчатых передач.
- Условия синтеза зубчатого зацепления, порядок синтеза.
- Геометрические параметры зубчатого зацепления.
- Методы нарезания зубьев, их особенности.
- Последовательность расчета передаточных отношений планетарных и дифференциальных передач.
- Назначение, основные виды кулачковых механизмов, их параметры.
- Законы движения, реализуемые кулачковыми механизмами.
- Условия синтеза кулачковых механизмов, порядок синтеза.
- Методы уравновешивания роторов.
- Основные методы виброзащиты.
- Основные методы и порядок синтеза рычажных механизмов.
- Основные параметры роботов и манипуляторов.
- Сущность циклограмм, тактограмм.
Уметь:
- Проводить структурный, кинематический, кинетостатический анализ механизмов графическими, графоаналитическими и аналитическими методами.
- Проводить расчет маховика по коэффициенту неравномерности вращения входного звена.
- Пользоваться методом обращенного движения, как при получении профиля кулачка, так и закона движения толкателя.
- Синтезировать зубчатую передачу из условия отсутствия подрезания ножки зуба, отсутствия заострения головки зуба, обеспечения непрерывности вращения.
- Строить эвольвентный профиль зуба зубчатой передачи.
- Проводить расчет передаточных отношений как простой, дифференциальной, так и смешанной зубчатой передачи.
- Проводить синтез рычажных механизмов по заданным условиям.
- Определять подвижность и маневренность роботов и манипуляторов.
- Проводить расчет параметров уравновешивания роторов и рычажных механизмов.
3. Объем дисциплины, формы текущего и промежуточного контроля.
3.1 Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Всего часов в 4 семестре |
Общая трудоемкость дисциплины | 51 |
Аудиторные занятия | 24 |
Лекции | 12 |
Практические работы | 12 |
Самостоятельная работа | 27 |
Вид итогового контроля | зачет |
3.2.Распределение часов по темам и виды учебной работы
№ п/п | Раздел дисциплины | Лекции | Практические занятия |
1. | Введение | 1 | - |
2. | Основные понятия теории механизмов и машин | 1 | - |
Тема 2.1. Основные виды механизмов, понятия элементов машин | 1 | - | |
3. | Структурный анализ и синтез механизмов | 2 | - |
Тема 3.1. Структурная классификация плоских механизмов. Число степеней свободы кинематической цепи | 2 | - |
4. | Кинематический анализ и синтез механизмов | 2 | 4 |
Тема 4.1. Задачи кинематики. Кинетостатический анализ механизмов | 1 | 4 | |
Тема 4.2. Методы оптимизации в синтезе механизмов с применением ЭВМ | 1 | - | |
5. | Динамика машин и механизмов | 2 | 4 |
Тема 5.1. Задачи динамики приводов. Динамический анализ механизмов. Колебания в механизмах | 1 | 2 | |
Тема 5.2. Линейные и нелинейные уравнения движения в механизмах. Электро-, гидро-, пневмопривод механизмов | 1 | 2 | |
6. | Синтез механизмов | 4 | 4 |
Тема 6.1. Общие методы синтеза механизмов. Колебания в рычажных и кулачковых механизмах. | 2 | 4 | |
Тема 6.2. Вибрация. Вибрационные транспортеры. Анализ и синтез зубчатых зацеплений и передач | 2 | ||
Итого | 12 | 12 |
4 Содержание разделов, основных тем учебной дисциплины
Раздел 1. Введение
Значение курса ТММ как науки и как учебной дисциплины в свете современных требований. Строение курса ТММ.
Раздел 2. Основные понятия теории механизмов и машин
Основные понятия ТММ, Основные детали машин и их элементы. Классификация машин, механизмов, звеньев, кинематических пар и цепей. Основы проектирования механизмов и машин.
Раздел 3. Структурный анализ и синтез механизмов
Определение числа степеней свободы кинематической цепи. Избыточные связи в механизмах и их исключение. Структурная классификация плоских механизмов.
Раздел 4. Кинематический анализ и синтез механизмов
Задачи кинематики. Кинематический анализ механизмов методом диаграмм. Графическое дифференцирование и интегрирование кинематических диаграмм. Кинематический анализ механизмов методом планов. Примеры графического исследования механизмов. Аналитическая кинематика с применением ЭВМ. Силовой анализ механизмов. Силы, действующие в механизмах. Условие статической определимости кинематических цепей. Силовой анализ механизмов методом планов без учета сил трения.
Раздел 5. Динамика машин и механизмов
Задачи динамики. Кинетостатика начального звена. Силовой расчет механизмов с учетом сил трения. Понятие об одномассовой динамической модели машинного агрегата. Уравнения движения машинного агрегата. Исследование движения машинного агрегата с помощью уравнений. Расчет момента инерции маховика. Электро-, гидро-, пневмопривод механизмов. Выбор типа привода.
Раздел 6. Синтез механизмов
Общие методы синтеза механизмов. Анализ и синтез зубчатых зацеплений и передач. Назначение, классификация и кинематический анализ зубчатых передач. Основная теорема зацепления. Теория эвольвентного зацепления. Условия и порядок синтеза зубчатых передач. Анализ и синтез кулачковых механизмов. Назначение и основные виды кулачковых механизмов. Законы движения, реализуемые кулачковыми механизмами. Синтез рычажных механизмов. Методы синтеза рычажных механизмов. Основы виброзащиты. Источники колебаний и объекты виброзащиты. Основные методы виброзащиты и виброизоляции. Роботы и манипуляторы. Характеристики роботов и манипуляторов.
5. Темы практических работ
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ |
1. | 4 | Кинематический и силовой анализ механизмов |
2. | 5 | Динамический анализ и синтез механизмов |
3. | 5 | Исследование движения механизмов с помощью уравнений |
4. | 6 | Синтез зубчатого зацепления. Определение геометрических параметров зубчатой передачи |
6. Тематика курсовых работ
Курсовые работы по дисциплине не предусмотрены.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Список литературы
Основная литература.
1. Самородский механизмов и машин [Текст] / , ; МО РФ, Брянский гос. пед. ун-т, фак. технологии, экономики и психологии. - Брянск : Изд-во БГПУ, 20с.
Дополнительная литература.
1. Левитский механизмов и машин.-М.: Наука. 1979.-576с.
2. и др. Теория механизмов и механика машин / под ред. - М.: Высш. шк., с.
3. Артоболевский механизмов и машин: Учеб. для втузов. 4-е изд. перераб. и доп. М.:Наука,с.
7.2. Методические указания для студентов
При выполнении работы студентами используются макеты механизмов. В процессе обучения предусмотрен контроль текущей успеваемости, который включает выполнение практических работ по разделам курса и тестовые контроли по окончанию изучения каждого раздела.
7.3. Методические рекомендации для преподавателя
Практические работы проводятся в специализированных классах, оснащенных оборудованием для выполнения синтеза и анализа механизмов различных типов.
При изучении дисциплины используются учебно-методические комплексы, разработанные в вузе, с учетом региональных особенностей и возможностей.
11. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения промежуточных и итоговых аттестаций
Приложение 1
Итоговый контроль проводится в форме зачета.
По завершении курса студент должен иметь навыки анализа и синтеза типовых механизмов и кинематических цепей.
Примерный перечень вопросов к зачету:
1. Основные понятия и определения ТММ (звено, кинематическая пара,
кинематическая цепь, механизм).
2. Виды механизмов, их краткая характеристика.
3. Подвижность кинематической цепи, плоской, пространственной.
4. Избыточные связи, их определение и устранение.
5. Структурные группы Ассура. Классификация структурных групп.
6. Задачи кинематического анализа. Методы кинематического анализа.
7. Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма методом планов скоростей и ускорений.
8. Аналитический метод кинематического исследования.
10. Передаточные функции (аналоги скоростей и ускорений), их применение в кинематическом анализе механизмов.
11. Кинематический анализ методом диаграмм.
12. Графический метод как алгоритм решения задачи с помощью ЭВМ.
13. Задачи и методы силового анализа.
14. Принцип Даламбера. Классификация сил, действующих на механизм.
15. Силовой анализ группы Ассура 2 кл 1 вида.
16. Силовой анализ группы Ассура 2 кл 2 вида.
17. Силовой анализ группы Ассура 2 кл З вида.
18. Метод жесткого рычага Жуковского.
19. Режимы движения машинного агрегата.
20. Звено приведения (динамическая модель). Требования к динамической модели.
21. Факторы, влияющие на изменение угловой скорости входного звена.
22. Условия определения приведенного момента инерции и приведенного
момента сил полезного сопротивления.
23. Расчет маховика методом Виттенбауэра. Последовательность расчета.
24. Уравновешивание роторов. Статическое, моментное и динамическое уравновешивание роторов.
25. Статическое уравновешивание рычажных механизмов методом замещающих масс.
26. Эвольвентное зацепление, его свойства.
27. Элементы зубчатого колеса.
28. Способы изготовления зубчатых колес. Подрезание и заострение
зубьев. Устранение подреза ножки зуба при нарезании зубъев.
29. Определение передаточных отношений зубчатых механизмов.
30. Основные и дополнительные условия синтеза зубчатой передачи.
31. Виды кулачковых механизмов, их краткая характеристика.
32. Законы движения толкателя.
33. Определение минимального радиуса профиля кулачка в механизме
со стержневым толкателем.
34. Определение минимального радиуса профиля кулачка в механизме с
коромысловым толкателем.
35. Определение минимального радиуса профиля кулачка в механизме с
плоским толкателем.
36. Сущность метода обращенного движения при профилировании кулачков графическим методом.
37. Углы давления, передачи в кулачковых механизмах.
38. Условия и порядок синтеза кулачковых механизмов.
39. Условия существования кривошипа в рычажных механизмах.
40. Образование рычажных механизмов по расположению стойки и выполнению условия проворачиваемости кривошипа.
41. Синтез рычажных механизмов. Примеры.
42. Электро-, гидро-, пневмопривод механизмов.
43. Выбор привода механизмов.
44. Машины автоматы, автоматические линии. Общие сведения.
45. Характеристики роботов и манипуляторов.
УМК разработан на основании требований ГОС и учебного плана специальности 260901.65 – Технология швейных изделий и утвержден
на заседании кафедры _технологии и методики преподавания технологии_
.
Протокол № ___ от «___» сентября 2009 г.
Заведующий кафедрой _________________
подпись фамилия, инициалы
