Рабочая программа (стр. 4 )

6) Оформлять графическую и текстовую конструкторскую документацию в полном соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСДП.

7) Пользоваться при подготовке расчетной и графической документации типовыми программами ЭВМ, а также самостоятельно составлять простейшие программы.

I.  ВВЕДЕНИЕ

Во введении необходимо усвоить следующие вопросы: роль и значение курса в системе подготовки инженера-механика, история развития науки о деталях машин, роль отечественных ученых в развитии науки о деталях машин, роль машиностроения в экономике, основные тенденции развития современного машиностроения; классификация деталей машин. Основные задачи курса. Связь курса с общетехническими и специальными дисциплинами.

II. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ И КОНСТРУИРОВАНИЮ

ДЕТАЛЕЙ МАШИН

2.1.2. Общие вопросы проектирования деталей и узлов машин.

В данном разделе изучаются вопросы: стадии проектирования узлов и деталей машин, понятия проектирование и конструирование; основные требования к деталям и узлам машин; понятия работоспособности, технологичности, экономичности; критерии работоспособности деталей машин; прочность (модели материала, нагружения, модели разрушения), сопряженные поверхности и оценка их нагруженности, выбор допуска­емых напряжений и запасов прочности в машиностроении при стати­ческих и переменных нагрузках; машиностроительные материалы; конструктивные и технологические методы повышения прочности; жесткость деталей машин, ее влияние на работоспособность; теплоустойчивость и виброустойчивость деталей машин; основы триботехники деталей; природа трения скольжения, режимы трения; природа изнашивания, конструктивные и технологические способы повышения износостойкости сопряжений; стандартизация в машиностроении и ее значение; допуски и посадки; технологические требования, предъявляемые к деталям машин.

При изучении темы «Основные критерии работоспособности и ра­счета деталей машин» необходимо ознакомиться с принципиальны­ми основами расчета деталей машин на прочность, жесткость, устой­чивость, износостойкость и теплостойкость. В теме «Выбор допускаемых напряжений и запасов прочности в машиностроении» следует изучить факторы, от которых зависят допускаемые напряжения и запасы прочности, и существующие ме­тоды для их выбора.

При изучении темы «Машиностроительные материалы» нужно ознакомиться с основными машиностроительными материалами и об­ластями применения их для изготовления деталей машин. Необходимо знать расшифровку марок сталей, чугунов, сплавов цветных металлов. Особо следует остановиться на пластмассах, изучить их основные свойства и области применения в машиностроении.

По теме «Допуски и посадки» надо усвоить терминологию по ГОСТу на допуски и посадки и запомнить такие понятия, как номи­нальный и предельный размеры, отклонения, зазор и натяг, система посадок, квалитет их выбор. Следует также знать, какие си­стемы посадок, квалитеты и посадки различают по ГОСТу и где они применяются, как обозначаются допуски и посадки на машиностроительных чертежах.

При ознакомлении с технологическими требованиями к деталям машин необходимо выяснить, что представляет собой технологич­ность деталей машин и какими способами она достигается.

В теме «Надежность и долговечность деталей машин» следует обратить особое внимание на основные направления повышения на­дежности и долговечности.

III. ПЕРЕДАЧИ

Механический привод и основные типы механических передач

В этом разделе необходимо ознакомиться с назначением и структурой механического привода, его характеристиками, назначением и классификацией механических передач, основными характеристиками: габаритной, кинематическими, силовыми и энергетическими, их взаимосвязи.

3.1. Фрикционные передачи и вариаторы

В этой теме нужно изучить следующие вопросы: основные виды фрикционных передач; достоинства, недостатки и области примене­ния их; конструкция и материал колес; расчет передач; фрикцион­ные вариаторы, их основные виды, области применения и расчет.

3.2.  Ременные передачи

При изучении ременных передач необходимо рассмотреть следу­ющие вопросы: основные виды ременных передач и области их при­менения; материал и конструкция ремней; типы стандартных рем­ней; геометрические, кинематические и силовые зависимости в ре­менных передачах; расчет ремней по тяговой способности их и на долговечность; особенности расчета клиноременных передач и пере­дач с натяжным роликом; конструкция, материал и расчет шкивов; ременные вариаторы и их расчет.

Нужно ясно представлять зависимость между силами натяжения ремня при работе передачи, окружным усилием, коэффициентом трения и углом обхвата меньшего шкива, а также зависимость между силами натяжения ремня при работе передачи, начальным натяжением ремня и окружным усилием.

3.3. Передачи зацеплением

Зубчатые передачи. Прежде всего следует усвоить основную терминологию ГОСТов на основные параметры зубчатых и червячных передач.

Изучить характеристику и область применения зубчатых передач, сравнив их с передачами трением. Представлять основные параметры зацепления цилиндрической передачи, уметь строить схему зацепления и определять качественные показатели зацепления; представлять особенности геометрии и работы цилиндрической косозубой передачи, уметь обосновывать достоинства и недостатки косозубых передач; разобраться с определением усилий, действующих при работе цилиндрической косозубой передачи, выяснить, как влияет угол наклона зуба на составляющие нормальной силы; обратить внимание на понятие: расчетная нагрузка в зубчатых передачах, коэффициенты концентрации и динамичности нагрузки; изучить виды отказов, возникающих при эксплуатации зубчатых передач, обратив внимание на характер разрушений и причину появления, уметь назначать критерии расчета зубчатых передач; расчет цилиндрических зубчатых передач на контактную выносливость: сформулировать цель расчета и допущения, принимаемые при построении расчетной схемы, знать вывод формул для проверочного и проектного расчетов, уметь проводить анализ полученных зависимостей; расчет зубчатых передач на усталость по изгибу, расчетная модель и расчетные формулы, уметь проводить анализ полученных зависимостей; ознакомиться с принципами назначения материалов и термообработки, представлять, какие качества материалов изменяются после термообработки; допускаемые напряжения для зубчатых передач.

Конические зубчатые передачи, Необходимо выяснить достоинства и недостатки конических передач; признаки классификации передач; изучить особенности геометрических параметров передачи; разобраться с особенностями образования боковой поверхности зуба конического колеса и сущности метода дополнительных конусов (Третгольда); ознакомиться с особенностью выбора расчетной схемы нагружения зуба конической передачи, уметь определять силы, действующие в конических зубчатых передачах.

Червячные передачи, их характеристика и область применения. Необходимо выяснить особенности конструкции червячной передачи, сопоставить ее с винтовой передачей, признаки классификации передач; изучить геометрический, кинематический и силовой расчеты, выяснить стандартные параметры червячной передачи Виды червяков. Разобраться в особенностях работы передачи, так как они (особенности) объясняют все недостатки червячной передачи, определяют виды отказов в работе передачи и выбор материалов для изготовления червячного колеса и червяка, уметь рассчитывать допускаемые напряжения, знать виды отказов и критерии работоспособности, определять коэффициент нагрузки в червячных передачах, представлять расчет червячных передач на контактную выносливость и на усталость по изгибу, определять КПД червячных передач, знать способы повышения КПД; расчет червячных передач на нагрев.

Планетарные передачи. Представлять конструкцию планетарной передачи, Уметь формулировать ее достоинства и недостатки, область применения. Уметь проводить кинематический расчет, обратив внимание на индексацию и знак передаточного числа. Представлять особенности определения сил, действующих при работе планетарной передачи, виды отказов, особенности ее расчета.

Волновые передачи. Представлять конструкцию волновой передачи, уметь формулировать ее достоинства и недостатки, область применения. Уметь проводить кинематический расчет, обратив внимание на индексацию и знак передаточного числа. Представлять особенности определения сил, действующих при работе планетарной передачи, виды отказов, особенности ее расчета.

5. Цепные передачи

В данной теме нужно ознакомиться с типами цепей по ГОСТам и изучить следующие вопросы: виды цепных передач и области их применения; кинематические и силовые зависимости; определение диаметра звездочек; подбор цепей по ГОСТам и ведомственным нормалям.

Следует выяснить причины неравномерности движения цепи и ее влияние на работу передачи; ознакомиться со способами смазки цепных передач.

1.  Передача винт—гайка

При изучении передачи винт — гайка необходимо усвоить: обла­сти применения передачи; типы резьб; конструкцию, материал и расчет винтов и гаек.

VI. ОПОРЫ, ВАЛЫ И ОСИ, МУФТЫ.

Валы и оси, из роль в машинах. По этой теме требуется знать: назначение валов и осей; конструктивные разновидности валов; конструктивные элементы валов и осей; применяемые материалы и термообработка; расчет валов на прочность (условный по крутящему моменту и по статической несущей способности); на выносливость, на жест­кость. Необходимо обратить внимание на виды отказов валов и осей и способы повышения несущей способности и технологичности валов и осей, тенденции в конструировании.

Роль опор в машинах. Классификация опор.

Подшипники скольжения (ПС).

Необходимо ознакомиться с режимами работы (кривая Герси-Штрибека, трения) в опорах трения скольжения; методы, обеспечивающие режим гидродинамической смазки; связать режимы работы с характеристикой (преимущества и недостатки) и областями применения ПС; выяснить принципы выбора материалов подшипников скольжения (подшипниковые сплавы, металлокерамика, композиционные материалы); разобраться в конструкциях подшипников скольжения (корпус, вкладыш), типы вкладышей: разъемные и неразъемные; самоустанавливающиеся подшипники скольжения; знать виды отказов и критерии работоспособности подшипников скольжения; расчет подшипников скольжения в режиме смешанного трения.

Подшипники качения (ПК).

Необходимо ознакомиться с характеристикой ПК, связать режим трения качения с характеристикой (преимущества и недостатки), областью применения; уяснить принципы классификации и обозначений ПК; представлять: основные конструкции ПК (6 типов: шариковый радиальный однорядный, шариковый радиально-упорный однорядный, шариковый упорный однорядный, роликовый радиальный однорядный роликовый радиально-упорный с коническими роликами, роликовый радиальный двухрядный сферический); знать теоретические основы расчета ПК: определение собственных осевых нагрузок, распределение нагрузки по телам качения и методы ее выравнивания, кинематику подшипников качения: расчет частоты вращения тел качения и сепаратора; представлять контактные напряжения в подшипниках качения, виды повреждений подшипников и критерии работоспособности; принципы выбора подшипников качения: определение эквивалентной нагрузки, выбор подшипников по динамической грузоподъемности; конструкции подшипниковых узлов. Фиксирующие и плавающие опоры. Установка в распор и в растяжку.

Муфты, их роль в машинах. При изучении муфт следует ознакомиться с классификацией и с основными типами муфт, их конструкцией и областями примене­ния. Необходимо также научиться подбирать муфты по ГОСТам и по ведомственным нормалям и производить для них проверочные рас­четы.

Виды погрешностей взаимного расположения валов. Классификация муфт.

Глухие муфты, их конструкция (1-2 примера) и расчет.

Жесткие компенсирующие муфты, конструкция и расчет (1-2 примера).

Упругие муфты и их свойства. Компенсирующая и демпфирующая способность. Характеристика упругой муфты (линейная и нелинейная). Конструкция и расчет упругих муфт (1-2 примера).

Понятие об управляемых и самоуправляемых муфтах.

V. СОЕДИНЕНИЯ

1. Заклепочные соединения

Изучая заклепочные соединения, необходимо ознакомиться с конструкцией заклепок, их разновидностями по ГОСТам, учитывая способ формирования замыкающей головки установить требования к материалам заклепок, типами заклепочных швов по назначению и по конструкции, областью их применения (в прошлом и в настоящее время) и расчетом прочных и прочно-плотных швов.

2.  Сварные соединения

При изучении сварных соединений основное внимание надо об­ратить на следующее: особенности получения сварного соединения, связать способ получения с недостатками св. соединений, виды сварных соединений и сварных швов, области их применения и расчет; преимущества и недостатки свар­ных конструкций по сравнению с клепаными и литыми. Необходимо также ознакомиться с нормами допускаемых напряжений для свар­ных швов.

Следует заметить, что, несмотря на большие преимущества сварных конструкций, они в отдельных случаях вследствие меньшей жесткости и наличия внутренних напряжений в швах оказываются менее качественными, нежели такие же конструкции, полученные литьем или с помощью заклепок.

2.1. Клеевые соединения, особенности получения и работы соединений, достоинства и недостатки по сравнению со сварными и заклепочными, особенности расчета.

3.  Соединения деталей с гарантированным натягом

Основное внимание при изучении этой темы надо обратить на следующие вопросы: это соединения вида вал – ступица, виды прессовых посадок и области их приме­нения в машиностроении; способы сборки, работу цилиндрических соединений с гарантиро­ванным натягом при нагружении осевой силой и крутящим моментом и расчеты этих соединений; соединения при помощи стяжных колец и планок.

4.  Резьбовые соединения

Изучая резьбовые соединения, необходимо усвоить следующие вопросы: резьбы и их разновидности, стандартные параметры резьбы, ГОСТы на резьбы; достоин­ства, недостатки и области применения отдельных ви­дов резьб; расчет резьбы и подбор ее по ГОСТам; конструкция болтов, шпилек, винтов, гаек, шайб и гаечных замков, их разновидности по ГОСТам; их материал; резьба для болтов; области применения различных болтов, шпилек, винтов, гаек, шайб и гаечных замков и подбор их по ГОСТам и по ведомственным нор­малям; расчет болтов.

При изучении расчета болтов, находящихся под действием ста­тических нагрузок, необходимо уяснить разницу в расчетах болтов в зависимости от способа, их нагружения.

Надо усвоить расчет болтов при действии на них переменных нагрузок, а также находящихся под действием высоких температур; ознакомиться с методикой расчета групп болтов и с нормами допу­скаемых напряжений при расчете болтов.

Следует особо обратить внимание на способы увеличения прочности болтов, винтов, шпилек и гаек.

5.  Клиновые и штифтовые соединения

При изучении клиновых и штифтовых соединений необходимо оз­накомиться с конструкцией клиньев и штифтов, областью их приме­нения, из каких материалов они изготовляются, с подбором штиф­тов по ГОСТу, а также с расчетом клиньев и штифтов на проч­ность.

6. Шпоночные, зубчатые (шлицевые) и профильные соединения

В данной теме необходимо усвоить следующие вопросы: назначение соединений, конст­рукции шпонок и зубчатых и профильных соединений; области их применения; подбор шпонок и зубчатых соединений по ГОСТу; спо­собы центрирования зубчатых соединений; расчет шпонок и зубча­тых соединений.

VI. ПРУЖИНЫ

При изучении пружин необходимо усвоить: назначение пружин; классификацию по виду нагружения и по форме; области примене­ния отдельных видов пружин; материал; расчет винтовых пружин растяжения, сжатия и кручения; рессоры, их устройство и области применений.

VII. СМАЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА

Необходимо изучить способы смазки; типовые конструкции сма­зочных устройств; типовые конструкции устройств для контроля, по­дачи, очистки и охлаждения масла.

VIII. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ МАШИН

При изучении данной темы следует ознакомиться с такими спо­собами повышения надежности и долговечности деталей машин, как: снижение динамической напряженности, создание оптимальных форм деталей машин; уменьшение концентрации напряжений; наклеп; химико-термическая и термическая обработка деталей машин и другие виды их упрочнения; повышение износостойкости деталей машин путем поверхностной закалки, покрытий, наплавки и приме­нения износостойких материалов и высокоэффективных смазок.

– для преподавателя

При проведении лекционных занятий необходимо учитывать психологические аспекты проведения занятий, мотивировать значение рассматриваемой темы для будущего специалиста, приводить примеры из производственной деятельности, научных исследований, будущей специальности.

Рекомендуются следующие формы организации самостоятельной работы студентов:

1. Самостоятельная проработка отдельных глав теоретического курса с изучением вопросов, не читавшихся в лекционном курсе и не выносившихся на лабораторные и практические занятия. Этот вид работы может заканчиваться написанием реферата или отчета, сдачей устного коллоквиума, тестированием на компьютере.

2. Написание студентами рефератов по отдельным вопросам, не входящим в теоретический курс и специфичным для профиля данного вуза или специальности. Эти вопросы могут относиться к числу мало освещаемых или вообще не затрагиваемых в теоретическом курсе. Такой вид работы требует привлечения дополнительной научной литературы, список которой составляется преподавателем.

3. Решение задач дома с последующей проверкой либо сдачей устного коллоквиума. Необходимые для решения задачи данные могут быть взяты из сборников задач, либо составлены кафедрой. Постановка задач должна предусматривать анализ результатов, влияние на рассчитываемый параметр различных факторов. Качество решения задач должно вноситься в рейтинг студента.

4. Проведение "бесед круглого стола" с группой студентов не более 4-5 чел. В качестве тематики бесед может быть обсуждение конструкций различных узлов машин с анализом достоинств и недостатков тех или иных конструктивных решений, с выдвижением иных вариантов исполнения конструкции (например, при изменении способа производства или условий эксплуатации). Допустимо также обсуждение конструктивных решений с целью их рационализации студентами или анализа варианта рационализации, предлагаемого преподавателем. Главная цель такой формы работы - воспитание у студентов представления многовариантности конструкторских решений и их компромиссном характере. Результаты "бесед круглого стола" желательно оценивать по окончании каждого из собеседований и после объявления их студентам должны вноситься в рейтинги студентов.

5. Самостоятельная работа студентов с обучающими программами в дисплейных классах. Тематика обучающих программ может быть различной: углубленная проработка разделов лекционного курса, обучение методике решения задач (расчетных и конструкторских), подготовка к упражнениям и лабораторным работам и т. д. Рекомендуется использование обучающе-контролирующих систем с оценкой результатов работы студентов.

Все виды самостоятельной работы студентов должны завершаться обязательным контролем со стороны преподавателя, а результаты проверок – вноситься в рейтинговую систему.

Сроки проведения тех или иных видов самостоятельной работы и их контроля, а также содержание такой работы устанавливаются по усмотрению кафедры. Однако, эти сроки необходимо увязывать с графиком изучения соответствующих разделов в лекционном курсе.

6. Выполнение курсового проекта - это самый важный вид самостоятельной работы.

Цель курсового проектирования - формирование у студентов навыков конструирования машин. Проектирование понимается как одна из форм самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя.

В помощь студентам планируются групповые и индивидуальные консультации преподавателей.

В проектируемых студентами объектах должен быть максимально широко охвачен теоретический курс, а также в наибольшей степени использованы знания, полученные на лабораторно-практических занятиях. В заданиях предусматривают применение важнейших и наиболее распространенных типов деталей: деталей передач, деталей подшипниковых узлов, муфт, корпусных деталей и т. д.

В процессе курсового проектирования студенты должны освоить единство конструктивных, технологических и экономических решений, компромиссный характер параметров конструкции любой машины, а также уяснить возможность многовариантности конструктивных решений как отдельных узлов, так и машин в целом.

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины

№ ауд.	Основное оборудование, стенды, макеты, компьютерная техника, наглядные пособия и другие дидактические материалы, обеспечивающие проведение лабораторных и практических занятий, научно-исследовательской работы студентов	Основное назначение (опытное, обучающее, контролирующее) и краткая характеристика использования при изучении явлений и процессов, выполнении расчетов
1-216	специализированные аудитория, оборудованная интерактивной доской, ноутбук, проектор, стенды с образцами деталей машин по всем разделам курса.	Проведение лекционных и практических занятий, консультаций
2-102	Специализированная аудитория (2-102): установлено следующее оборудование 1.  Разрывные машины: - для статических испытаний: электромеханическая Р-0,5 гидравлическая УМЧ-10; - для статических и усталостных испытаний Р-20. 2.  Приборы для измерения твердости материалов: - по методу бринеля ТШ-2М, - по методу роквелла ХПА ТК-2М. 3.  Копёр – КМ 0,5. 4.  Установка для исследования тонкостенных труб СМ 14 М. 5.  Установка для испытания на изгиб прямолинейных балок. 6.  Установка для исследования косого изгиба 7.  Установка для испытания предохранительных муфт ДМ-40. 8.  Установка для определения момента трения в подшипниках качения ДМ-28М. 9.  Установка для определения усилий в червячных передачах ДМ-55А. 10.  конструкции зубчатых редукторов (цилиндрические - 3 шт., конические, червячные - 3 шт, планетарные, специальные). 11.  Стенд для изучения работы зубчатых передач «Передачи зубчатые» – изучается работа цилиндрического, конического, планетарного и червячного редукторов, определяются КПД этих передач при работе в замкнутом контуре, 12.  Стенд для изучения работы ременных передач. изучается работа ременной передачи, строятся кривые скольжения и КПД. 13.  Приводная станция - реальная конструкция III) наборы слайдов и презентации лекций по курсу «Детали машин и основы конструирования»; IV) планшеты с натуральными образцами деталей и узлов – 5 шт.; V) плакаты – узлы и детали машин – в бумажном и электронном исполнении; VI) наборы стандартных деталей и узлов машин : муфты, подшипники качения, зубчатые колеса. VII) уникальные редукторы.	для проведения лабораторно-практических занятий по дисциплинам: сопротивление материалов, детали машин и основы конструирования, теории машин и механизмов, прикладной механике