Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Калининградский государственный технический университет»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор
по учебно-методической работе
п\п
«23» марта 2013 г.
Рабочая программа дисциплины
«ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА»
Профессиональный цикл, базовая (общепрофессиональная) часть
Направление подготовки
140100 – Теплоэнергетика и теплотехника
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Факультет судостроения и энергетики
Кафедра-разработчик - кафедра теории механизмов и машин и деталей машин
Калининград 2013
1 Цели и задачи дисциплины
Целью освоения студентами дисциплины «Прикладная механика» является формирование современных знаний, практических умений и навыков в области проектирования деталей, узлов и механизмов общего назначения.
Основными задачами дисциплины являются следующие:
- ознакомление с основами сопротивления материалов;
- освоение теоретических основ и практических методов проектных и проверочных расчётов деталей, узлов и механизмов общего назначения;
- освоение современных методов конструирования деталей, узлов и механизмов общего назначения.
2 Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Прикладная механика» является вторым курсом модуля «Механика», который входит в состав базовой части профессионального цикла ООП.
Изучение дисциплины основывается на знаниях, полученных обучающимися в результате освоения курсов и дисциплин:
- математика;
- физика;
- теоретическая механика(первый курс модуля);
- материаловедение и технология конструкционных материалов.
Знания и умения, полученные при освоении дисциплины «Прикладная механика», будут использованы в процессе изучения ряда профессиональных дисциплин и в дальнейшей профессиональной деятельности.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Прикладная механика»
В процессе освоения дисциплины у обучающихся формируются следующие общекультурные (ОК) и профессиональные (ПК) компетенции (или их элементы), предусмотренные ФГОС ВПО:
- способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
- готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
- способность и готовность использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);
- способность и готовность анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);
- готовность участвовать в сборе и анализе исходных данных для проектирования элементов оборудования и объектов деятельности в целом с использованием нормативной документации и современных методов поиска и обработки информации (ПК-8);
- способность проводить расчеты по типовым методикам и проектировать отдельные детали и узлы с использованием стандартных средств автоматизации проектирования в соответствии с техническим заданием (ПК-9).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: основные законы механики, виды механизмов, их классификацию и области применения, методы расчёта кинематических и динамических параметров движения механизмов, основы сопротивления материалов.
Уметь: рассчитывать на прочность стержневые системы, элементы технического оборудования, валы, пружины в условиях сложнонапряженного состояния при действии тепловых и динамических нагрузок, проектировать типовые механизмы (механизмы общего назначения); рассчитывать соединения, передачи, опоры, валы, муфты.
Владеть: методами расчёта запаса прочности и надёжности типовых конструкций в условиях статических и динамических нагрузок.
4 Структура и содержание дисциплины «Прикладная механика»
4.1 Структура дисциплины
Общая трудоёмкость составляет 4 зачётные единицы, 144 академических часа в IV семестре, в том числе 60 часов аудиторных занятий (АЗ) и 84 часа самостоятельной работы студентов (СРС), включая 36 часов на курсовой проект.
Итоговая аттестация по дисциплине –экзамен. Более подробные сведения о структуре дисциплины, видах, трудоёмкости и формах контроля учебной работы студентов приведены в таблице.
№ п/п | Раздел дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоёмкость (часы) | Формы текущего контроля успеваемости и формы промежуточной и итоговой аттестации | ||||
А3 | СРС | Всего | |||||||
лекции | ПЗ* | ЛЗ** | |||||||
1 | Введение. Основы сопротивления материалов | 4 | 1¸3 | 4 | 6 | - | 2 | 12 | Контроль на ПЗ. Защита лабораторных работ. |
2 | Механические передачи. | 4¸11 | 8 | 20 | 10 | 6 | 44 | Контроль на ПЗ. Защита лабораторных работ. | |
3 | Подшипники. Соединения деталей машин. Муфты. | 12¸17 | 4 | 4 | 4 | 4 | 16 | Контроль на ПЗ. Защита лабораторных работ. | |
Курсовой проект | 1-17 | 36 | 36 | Контроль выполнения курсового проекта и защита курсового проекта. | |||||
Подготовка к экзамену и его сдача в период экзаменационной сессии | 36 | 36 | Экзамен | ||||||
Итого по дисциплине | 16 | 30 | 14 | 84 | 144 | Защита курсового проекта с оценкой. Экзамен. | |||
60 |
4.2 Теоретические занятия (лекции)
№ п/п | Тема | Содержание | Кол-во часов |
1 | Раздел «Введение. Основы сопротивления материалов» | 4 | |
1.1 | Введение | Содержание, структура, краткая история развития и становления дисциплины «Прикладная механика» | 0,5 |
1.2 | Основы сопротивления материалов | Внутренние силы и напряжения. Растяжение и сжатие. Сдвиг и кручение. Поперечный изгиб. Основы напряжённо-деформированного состояния. Теории прочности. Расчёт прочности валов. | 3,5 |
2 | Раздел «Механические передачи» | 8 | |
2.1 | Основные сведения. Привод. | Определение и назначение механических передач, классификация, основные характеристики (мощность, передаточное отношение, КПД, силовые отношения). Определение привода, редуктор, мультипликатор, порядок расчёта привода. | 1 |
2.2 | Зубчатые и червячные передачи | Цилиндрические передачи, основные геометрические параметры, условия работы и критерии работоспособности, точность изготовления, проектный и проверочный расчёты, особенности косозубой цилиндрической передачи. Конические передачи. Червячные передачи. | 4 |
2.3 | Передачи с гибкой связью и фрикционные | Ременные передачи, достоинства и недостатки, область применения, классификация, материалы и конструкция ремней и шкивов, кинематика, геометрия, силовые соотношения, порядок расчёта плоскоременных и клиноременных передач. Фрикционные передачи, достоинства и недостатки, область применения, классификация, кинематика, силы, расчёт фрикционных пар. | 3 |
3 | Раздел: «Подшипники. Соединения деталей машин. Муфты» | 4 | |
3.1 | Подшипники | Назначение, классификация, конструкция подшипников качения, расчёт и подбор подшипников по динамической и статической грузоподъёмности. | 1 |
3.2 | Соединения деталей | Подвижные и неподвижные соединения, разъёмные и неразъёмные соединения. Резьбовые соединения, виды резьбовых соединений, основные геометрические параметры резьб, расчёт болтовых соединений. Шпоночные соединения, достоинства и недостатки, виды шпонок, расчёт шпоночных соединений. Заклёпочные соединения, область применения, виды заклёпок, материалы. Сварка, область использования, виды сварки, виды сварных соединений, расчёт сварных соединений. | 2,5 |
3.3 | Муфты | Определение, назначение, область использования, классификация муфт. | 0,5 |
Итого: | 16 |
4.3 Практические занятия
№ п/п | Номер темы | Содержание практических занятий | Кол-во часов |
1-3 | 1.2 | Построение эпюр внутренних сил при растяжении и сжатии, кручении, поперечном изгибе. Определение напряжений при сжатии и растяжении, сдвиге, кручении, поперечном изгибе. Расчёт прочности валов. | 6 |
4-5 | 2.1 | Расчёт привода (определение мощности, разбивка передаточного отношения), определение КПД, определение моментов на валах и частот их вращения. | 4 |
6-11 | 2.2 | Проектный и проверочный расчёты прямозубой и косозубой цилиндрических передач, выбор материала зубчатых колёс. Проектный и проверочный расчёты конической передачи. Проектный и проверочный расчёты червячной передачи, выбор материалов для червяка и червячного колеса. | 12 |
12-13 | 2.3 | Расчёт плоскоременной и клиноременной передач. Расчёт фрикционных пар. | 4 |
14 | 3.1 | Расчёт и побор подшипников качения по динамической и статической грузоподъёмности. | 2 |
15 | 3.2 | Расчёт прочности болтовых соединений. Расчёт шпоночных соединений. | 2 |
Итого: | 30 |
4.4 Лабораторные занятия (работы)
№ п/п | Номер темы | Темы лабораторных работ | Кол-во часов |
1 | 2.1;2.2; | Обмер цилиндрического двухступенчатого редуктора | 4 |
2 | 2.2;2.1; | Обмер коническо-цилиндрического редуктора | 4 |
3 | 2.2;2.1; | Разборка, сборка червячного редуктора. | 2 |
4 | 3.1 | Определение потерь в подшипниках качения. | 2 |
5 | 3.2 | Исследования взаимодействия между винтом и гайкой | 2 |
Итого: | 14 |
4.5 Самостоятельная работа
№ п/п | Вид (содержание) СРС | Кол-во часов | Формы контроля |
1 | Освоение учебного материала, подготовка к лабораторным и практическим занятиям | 12 | Контроль на ПЗ. Защита лабораторных работ |
2 | Выполнение курсового проекта | 36 | Защита курсового проекта с оценкой |
3 | Подготовка к экзамену и сдача экзамена | 36 | Экзамен |
Итого: | 84 |
5 Образовательные технологии
В процессе преподавания дисциплины используются следующие методы:
- чтение лекций;
- лабораторные и практические занятия;
- консультации по дисциплине и выполнению курсового проекта.
Целью курсового проекта является закрепление теоретических знаний, а также освоение практических навыков расчёта и конструирования механизмов, узлов и деталей общего назначения.
При выполнении курсового проекта перед студентами ставятся следующие задачи:
- расчёт привода кривошипно-ползунного механизма, подбор электродвигателя;
- проектные и проверочные расчёты редуктора и внешних механических передач;
- разработка сборочного чертежа редуктора и чертежей деталей редуктора.
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, аттестации освоения дисциплины
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости (тестовые задания) на ПЗ, а также для итоговой аттестации по дисциплине (экзаменационные билеты) приводятся в качестве отдельных материалов УМКД.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
7.1 Основная литература
1. Иванов машин / и др. - М.: Высшая школа, 2003.
2. Дунаев узлов и деталей машин. / , . –М.: Академия, 2009.
7.2 Дополнительная литература
1. Иосилевич механика / и др. - М.: Высшая школа, 1989.
2. Решетов машин / . - М.: Машиностроение, 1989.
3. Шейнблит проектирование деталей машин: учебное пособие / – Калининград: Янтарный сказ, 2003.
7.3 Средства обеспечения освоения дисциплины
(методические указания и материалы по видам занятий)
1. Теория механизмов и машин и деталей машин. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 552100 – Эксплуатация транспорта / , – Калининград: КГТУ, 2000.
2. Динамический расчёт машины. Методические указания по курсовому проектированию / , - Калининград: КГТУ, 1996.
3. Теория механизмов и машин. Учебное пособие для студентов вузов / - Калининград: КГТУ, 2007.
4. Расчёт момента инерции маховика для электропривода с учётом рабочей характеристики электродвигателя. Методические указания по курсовому проектированию / - Калининград: КГТУ, 2001.
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины
8.1 Специализированные аудитории
Аудиторные занятия проводятся в специализированном классе – лаборатории деталей машин (аудитория 308Д). Лаборатория оборудована плакатами, наглядными пособиями, лабораторными установками.
8.2 Учебно-лабораторное оборудование
1 Лабораторный стенд для изучения статического и динамического трения методом наклонной плоскости
2 Установка для испытаний подшипников скольжения, тип ДМ-29М.
3 Установка для определения коэффициента трения в резьбе и на торце гайки, тип ДМ-27М.
4 Установка для испытаний болтового соединения, работающего на сдвиг, тип ДМ-23М.
5 Установка для определения момента трения в подшипниках качения, тип 28М.
6 Установка для определения приведённого коэффициента трения в подшипниках скольжения, тип 7М.
7 Установка для определения КПД и температурного поля червячного редуктора, тип ДМ-41.
Лист согласования рабочей программы дисциплины
Рабочая программа дисциплины разработана в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 140100 – «Теплоэнергетика и теплотехника» (утвержден 18 ноября 2009 г. № 000), учебным планом университета по этому же направлению, утвержденным ученым советом университета 27 октября 2011 г.
Автор программы – , к. т.н., доцент.
Рабочая программа дисциплины рассмотрена и одобрена на заседании кафедры теории механизмов и машин и деталей машин (рецензент - профессор В., протокол №1 от 01.01.2001 г.).
Заведующий кафедрой _________ д. т.н., профессор ___________
№ п/п | Учебно-методическое обеспечение дисциплины | ||
Наименование литературы | Наличие в учебном абонементе НТБ (кол-во) | Наличие в электронной библиотеке | |
Основная литература | |||
1 | Иванов машин / и др. - М.: Высшая школа, 2003. | 42 | |
2 | Дунаев узлов и деталей машин. / , . –М.: Академия, 2009. | 97 | |
Дополнительная литература | |||
3 | Иосилевич механика / и др. - М.: Высшая школа, 1989. | 31 | |
4 | Шейнблит проектирование деталей машин: учебное пособие / – Калининград: Янтарный сказ, 2003.- 454 с. | 5 | |
5 | Решетов машин / . - М.: Машиностроение, 1989.-495 с. | 81 | |
6 | Теория механизмов и машин и деталей машин. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 552100 – Эксплуатация транспорта / , – Калининград: КГТУ, 2000.-90 с. | 49 | |
7 | Динамический расчёт машины. Методические указания по курсовому проектированию / , - Калининград: КГТУ, 1996.- 12 с. | 58 | |
8 | Теория механизмов и машин. Учебное пособие для студентов вузов / - Калининград: КГТУ, 2007.-204 с. | 36 | |
9 | Расчёт момента инерции маховика для электропривода с учётом рабочей характеристики электродвигателя. Методические указания по курсовому проектированию / - Калининград: КГТУ, 2001. | 5 |
Директор НТБ
Рабочая программа дисциплины рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии факультета судостроения и энергетики
(протокол № ____ от «__»_______________ 20__г.)
Председатель
методической комиссии к. т.н.¸ доцент .
Согласовано
Заместитель начальника
учебно-методического управления
№ _____ дата _____________
