Рабочая программа дисциплины

«Механическая передача – динамическое звено приводов»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ)

Кафедра «Автоматические и мехатронные системы»

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор

_____________

«____»_______________2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Механическая передача – динамическое звено приводов»

для аспирантов специальности

05.02.02 – Машиноведение, системы приводов и детали машин

Форма обучения – очная

Год обучения – второй

Учебный план курса

Вид занятий (работ)	Распределение по годам
1	2	3
Всего зачетных единиц трудоемкости (ЗЕТ)		5
Всего часов на освоение дисциплины		180
Лекции		36
Лабораторные
Практические (семинары)
ИТОГО аудиторных занятий		36
Самостоятельная работа		144
Аттестация
Контрольные работы, рефераты, РТР
Форма итоговой аттестации		зачет

Владимир 2011 г.

ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью освоения дисциплины «Механическая передача – динамическое звено приводов» является формирование у аспирантов знаний и компетенций по механическим передачам (МП) регулируемых и следящих приводов (СП). Задачи курса – сформировать у аспирантов теоретические знания, навыки и компетенции при выборе типов и параметров МП, работающих в регулируемых по скорости и следящих приводах.

1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОСНОВНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ПОСЛЕВУЗОВСКОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ОПП ППО)

Настоящая дисциплина является специальной для аспирантов специальности 05.02.02 по профилю «системы приводов». Она является дополнением и развитием курса «Проектирование следящих приводов».

В результате изучения курса аспиранты должны уметь самостоятельно ставить задачи по выбору типа параметров механической передачи из условия обеспечению, заданных по техническому заданию динамических показателей регулируемых и следящих приводов. В прецизионных следящих приводах механическую передачу следует рассматривать как динамической звено, причем нелинейное. При синтезе необходимо учитывать такие нелинейности как люфт, «сухое трение», кинематические и циклические погрешности; упругость и диссипативные потери. Аспиранты должны знать особенности указанных характеристик МП, знать и применять их математическое описание, и рекомендации по их учету при синтезе приводов.

Материалы и сведения настоящей дисциплины используются в дальнейшем при подготовке кандидатской диссертации.

2. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Аспирант в результате освоения дисциплины должен овладеть следующими общекультурными компетенциями:

– способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение;

– способностью генерировать новые идеи и научные гипотезы;

– способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень, добиваться нравственного совершенствования своей личности;

– способностью адаптироваться к изменению научного профиля и социально-культурных условий своей деятельности;

– способностью к коммуникации в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности, свободное владение русским и иностранным языком как средством научного и делового общения;

Аспирант в результате освоения дисциплины должен овладеть следующими профессиональными компетенциями:

общепрофессиональными:

– способностью свободно владеть фундаментальными разделами и новейшими достижениями науки и техники, необходимыми для решения научно-исследовательских задач.

научно-исследовательская деятельность:

– способностью самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований, решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта;

– способностью и готовностью применять на практике навыки составления и оформления научно-технической документации, научных отчетов, обзоров, докладов и статей;

– способностью осуществлять свою научно-исследовательскую деятельность с учетом социальных, этических и экологических аспектов.

педагогическая деятельность:

– способностью руководить научно-исследовательской работой студентов;

– способностью и готовностью к проведению занятий у студентов вузов по дисциплинам соответствующего блока знаний.

В результате изучения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1.  Знать: характеристики, в том числе и нелинейные, механических передач и их математическое описание.

2.  Уметь: определять конкретные значения характеристик механических передач и области их применения в зависимости от объекта управления или выполняемого технологического процессе регулируемого или следящего привода.

3.Владеть: методами синтеза регулируемых и следящих приводов с учетом особенностей механической передачи, а также методами компенсации нелинейных составляющих характеристик МП.

3.  СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

«Механическая передача – динамическое звено приводов»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 ч.

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма про-межуточной аттестации (по семестрам)
лекции	практ.	СРС
1.	Характеристики механических передач в следящем приводе	4	1-4	6	-	48	тестирование
2.	Методы определения параметров механических передач на ранних стадиях проектирования следящих приводов	4	6-10	10	-	48	тестирование
3.	Коррекция характеристик механических передач	4	11-14	10	-	48	тестирование
4.	Коррекция следящих приводов по измеренным характеристикам механических передач	4	15-18	10			Тестирование+
	ИТОГО:			36	-	144	зачет

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Тема 1. Характеристики механических передач в следящем приводе. Основные погрешности механических передач: люфт, «сухое трение», циклические и кинематические погрешности; упругость и диссипативные потери и др. их влияние на показатели качества следящего привода. Математическое описание характеристик МП. Критерии оценки плавности движения. Оценка влияния зазоров (люфтов) МП. Оценка влиянии кинематических и циклических погрешностей МП. Оценка влияния характеристики «сухое трение». Оценка влияния упругих деформаций. Особенности использования необратимых передач. Распределение передаточного числа редуктора по ступеням.

Тема 2. Методы определения параметров механических передач на ранних стадиях проектирования следящих приводов. Постановка задачи. Требования к люфту, охваченному главной обратной связью и обратной связью по скорости. Требования к жесткости силового редуктора. Требования к кинематической и циклической погрешностям. Требования к силовому редуктору по характеристике «сухое трение». Учет переменного передаточного числа силовой части исполнительных механизмов линейного перемещения. Математическое описание механической передачи как динамического звена следящего привода.

Тема 3. Коррекция характеристик механических передач. Постановка задачи. Структурные методы коррекции. Способы выбора зазоров: применение разрезных зубчатых колес с пружинами; применение устройств поджатия червяка в червячных редукторах, применение замкнутых кинематических контуров с нагружателями, применение дополнительных электромеханических устройств. Кинематические схемы и математическое описание. Компенсация упругих деформаций, преднатяг.

Тема 4. Коррекция следящих приводов по измеренным характеристикам механических передач. Постановка задачи. СП с сполнительными механизмами, изменяющими свою жесткость. СП с коррекцией параметров в функции момента активной нагрузки. СП с коррекцией в функции параметров измеряемого момента трения. СП с коррекцией по измеряемому люфту силового редуктора. СП коррекцией по измеряемым кинематической и циклической погрешности. Программно-алгоритмическая реализация коррекции нелинейных характеристик механических передач.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Освоение дисциплины «Оптимальное управление» предполагает использование следующих инновационных форм проведения занятий:

– опережающее обучение (темы 1-4);

– видеотренинги (темы 1-4);

– методы групповой работы (темы 1-4);

-  компьютерная симуляция (процессов, объектов и т. п. по профилю дисциплины);

-  мультимедийные технологии при проведении учебных занятий;

-  встречи с ведущими преподавателями университета и ведущими специалистами из НИИ и предприятий.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ АСПИРАНТОВ

Вопросы для подготовки к зачету.

1.  Характеристика МП «люфт». Оценка влияния на показатели качества следящего привода.

2.  Характеристика МП «сухое трение». Оценка влияния на показатели качества следящего привода.

3.  Упругость силового редуктора МП. Оценка влияния на показатели качества следящего привода.

4.  Кинематические и циклические погрешности силового и приборного редукторов. Оценка влияния на показатели качества следящего привода.

5.  Математическое описание характеристики «Люфт», как звена системы автоматического управления.

6.  Математическое описание характеристики «сухое трение», как звена системы автоматического управления.

7.  Математическое описание упругости МП, как звена системы автоматического управления.

8.  Математическое описание кинематической и циклической погрешностей МП, как звена системы автоматического управления.

9.  Особенности использования необратимых передач.

10.  Распределение передаточного числа редуктора по ступеням.

11.  Методы определения параметров механических передач на ранних стадиях проектирования следящих приводов. Постановка задачи.

12.  Требования к люфту, охваченному главной обратной связью и обратной связью по скорости.

13.  Требования к жесткости силового редуктора.

14.  Требования к кинематической и циклической погрешностям.

15.  Требования к силовому редуктору по характеристике «сухое трение».

16.  Учет переменного передаточного числа силовой части исполнительных механизмов линейного перемещения.

17.  Математическое описание механической передачи как динамического звена следящего привода.

18.  Коррекция характеристик механических передач. Постановка задачи. Структурные методы коррекции.

19.  Способы выбора зазоров - применение разрезных зубчатых колес с пружинами. Кинематические схемы и математическое описание.

20.  Способы выбора зазоров - применение устройств поджатия червяка в червячных редукторах. Кинематические схемы и математическое описание.

21.  Способы выбора зазоров - применение замкнутых кинематических контуров с нагружателями. Кинематические схемы и математическое описание.

22.  Способы выбора зазоров - применение дополнительных электромеханических устройств. Кинематические схемы и математическое описание.

23.  Компенсация упругих деформаций, преднатяг.

24. Коррекция следящих приводов по измеренным характеристикам механических передач. Постановка задачи.

25. СП с исполнительными механизмами, изменяющими свою жесткость.

26. СП с коррекцией параметров в функции момента активной нагрузки.

27. СП с коррекцией в функции параметров измеряемого момента трения. СП с коррекцией по измеряемому люфту силового редуктора.

28. СП коррекцией по измеряемым кинематической и циклической погрешности. 29. Программно-алгоритмическая реализация коррекции нелинейных характеристик механических передач.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Основная литература

1. , Нагорный двигателя и редуктора следящих систем. - М.: Машиностроение, 1972.

2. , , и др. / Под ред. Чемоданова приводы. В 2-х кн. – М. : Энергия, 1976. Книга 1 – 480с. Книга 2 – 383с.

3. , Максаров технологических систем механической обработки резанием в 5 – ти частях. – С.-Пб.: СПбИМ, 2001, 2002.

4. , , . Проектирование систем управления.- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 20с.

5. Детали и узлы металлорежущих станков. Под ред. . - М.: Машиностроение, 1972.

6. , Бушенин механических передач следящего привода. Владимир. ДТ НТО. 19с.

7. , Портман металлорежущих станков. – М.: Машиностроение, 1986. – 336с.

8. Самоподнастраивающиеся станки. Под ред. . – М.: Машиностроение, 1967.

7.2. Дополнительная литература

1. , Попов систем автоматического управления. Изд.4.е, перераб. и доп. - СПб.: Профессия, 2003. – 752 с.

2. , Соколовский электропривод с упругими связями. – СПБ.: Энергоатомиздат, 1992. – 228с.

3. , , Кочура машинных управляемых агрегатов. – М.: Наука, 1982,. – 352с.

4. Детали и механизмы станков: В 2-х томах. – Т.2/ д. н. Решетов, , и др. Под ред. . – М.: Машиностроение, 1972. – 520с.

5. Современные системы управления. М.: Лаборатория базовых знаний. 20с.

6. , Решетов жесткость машин.. – М.: Машиностроение, 1971. – 264с.

7. Кудинов станков. – М.: Машиностроение, 1967. – 359с.

8. Михйлов электромехаического привода. - М.:Машиностроение, 1989. – 224с.

9. Ривин приводов станков. – М.: Машиностроение, 1966.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1.Лекционные занятия:

а) комплект электронных презентаций/слайдов, б) аудитория, оснащенная презентационной техникой (проектор, экран, компьютер/ноутбук).

б) пакеты ПО общего назначения (MS Office, MS Visio, MS PowerPoint, Matlab, autoCAD).

2.  Прочее:

а) рабочее место преподавателя, оснащенное компьютером с доступом в Интернет;

б) рабочие места, оснащенные компьютерами с доступом в Интернет, предназначенные для работы в электронной образовательной среде.

Рабочая программа составлена согласно федеральным государственным требованиям к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура), по специальности 05.02.02 «Машиноведение, системы приводов и детали машин» утвержденным приказом Минобрнауки России № 000 от 16 марта 2011 г.

Рабочую программу составил _________ д. т.н., профессор

Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Автоматические и мехатронные системы» 5 сентября 2011, протокол №1.

Зам. зав. кафедрой __________________

Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании научно-технического совета ВлГУ 30 сентября2011, протокол №1.

Председатель НТС ______________

Программа переутверждена:

на ______________ учебный год, протокол № ___ от _______________

Зав. кафедрой __________________

Программа переутверждена:

на ______________ учебный год, протокол № ___ от _______________

Зав. кафедрой __________________

Программа переутверждена:

на ______________ учебный год, протокол № ___ от _______________

Зав. кафедрой __________________