Примерная программа дисциплины Теория механизмов и машин (стр. 3 )

4.2.2.7. Виброактивность и виброзащита машин.

Источники колебаний и объекты виброзащиты. Колебательные процессы в переходных и установившихся режимах для машин с постоянными параметрами. Методы снижения виброактивности машин за счет рационального выбора динамических параметров и применения виброзащитных устройств. Виброизоляция машин. Линейные виброизоляторы. Динамические виброгасители. Ударные гасители колебаний. Поглотители колебаний с вязким и сухим трением. Управляемые виброзащитные системы. Виброзащита и надежность машин. Машины и механизмы для полезного применения вибраций. Вибрационные машины и их использование в технике. Особенности виброзащиты человека-оператора.

4.2.2.8. Экспериментальные методы исследования и диагностирования машин и механизмов.

Основные задачи экспериментального исследования машин и механизмов на стадиях проектирования, производства и эксплуатации машин. Планирование эксперимента. Методы определения параметров движения звеньев, статических и динамических нагрузок, характеристик трения, вибрации, мощности машин, зазоров в кинематических парах, жесткости звеньев, коэффициентов демпфирования, виброизоляции и динамичности.

4.2.3. Раздел 2 "Проектирование механизмов".

4.2.3.1. Синтез рычажных и манипуляционных механизмов.

Классификация механизмов по функциональным и структурным признакам.

Применение рычажных и шарнирных механизмов в транспортных, технологических, энергетических машинах, автоматических устройствах, приборах и установках. Методы многовариантного синтеза. Входные и выходные параметры при синтезе механизмов и ограничения. Применение ЭВМ при синтезе механизмов. Приближенный интерполяционный синтез и синтез механизмов по Чебышеву.

Постановка и классификация задач синтеза плоских рычажных механизмов. Синтез шарнирных и рычажных механизмов по заданному движению входных и выходных звеньев на основе геометрических связей между звеньями с учетом сборки и допускаемых углов давления. Условия существования кривошипа. Обязательные и желательные условия синтеза. Построение целевой функции. Выбор метода оптимизации. Вычислительные алгоритмы и программы синтеза рычажных механизмов на ЭВМ.

Задачи синтеза манипуляционных механизмов по заданным положениям ведомого объекта в пространстве. Структурный синтез манипуляторов и определение размеров их звеньев. Задание траектории движения схвата и законы движения отдельных звеньев.

Синтез двузвенных и трехзвенных незамкнутых кинематических цепей по заданным положениям твердого тела точки, прямой, плоскости в пространстве.

Оптимизационный синтез кинематических схем манипуляторов. Кинематический синтез пространственных механизмов по заданным положениям объекта с учетом геометрических характеристик: зоны, угла и коэффициента обслуживания, коэффициента неравномерности распределения возможных перемещений. Использование ЭВМ при синтезе механизмоа манипуляторов.

4.2.3.2. Метод синтеза механизмов с высшими парами.

Основная теорема зацепления плоских профилей. Скорость скольжения сопряженных профилей. Угол давления при передаче движения высшей парой.

Основное уравнение зацепления профилей в дифференциальной форме. Производящие поверхности и основные параметры станочного зацепления с исходным производящим контуром.

Синтез сопряженных профилей по методу преобразования координат, методу последовательных положений исходного производящего контура и методу положения нормалей к профилям. Графические методы профилирования. Вычислительные алгоритмы и программы для ЭВМ.

Критерии качества передачи движения механизмами с высшими парами.

4.2.3.3. Синтез зубчатых механизмов.

Виды зубчатых механизмов и области их применения.

Основные геометрические размеры и качественные показатели цилиндрических передач. Применение ЭВМ при проектировании цилиндрических передач с эвольвентным профилем.

Конические зубчатые передачи, области применения и их геометрический расчет.

Передачи Новикова, области их применения и расчет геометрических параметров.

Винтовые и червячные передачи и особенности расчета их геометрии. Гипоидная зубчатая передача и ее геометрические параметры.

4.2.3.4. Синтез многозвенных, планетарных и волновых зубчатых передач.

Планетарные зубчатые механизмы. Выбор схем планетарных зубчатых механизмов и расчет чисел зубьев колес. Бесступенчатые передачи с замкнутым дифференциалом и коробки скоростей.

Волновые зубчатые передачи и их геометрический расчет.

4.2.3.5. Синтез кулачковых механизмов.

Виды и назначения кулачковых механизмов. Закон движения выходного звена и его выбор при проектировании механизма. Критерии работоспособности механизма и расчет его основных размеров.

Расчет координат профиля на ЭВМ. Силовое замыкание высшей пары при ускоренном движении толкателя. Учет упругости звеньев при проектировании быстроходных механизмов. Программные подсистемы расчета механизмов на ЭВМ.

4.2.3.6. Синтез механизмов с переменной структурой.

Механизмы прерывистого действия. Проектирование мальтийских, храповых механизмов и других механизмов с остановами заданной продолжительности. Самонастраивающиеся, самоуправляемые и самозатягивающиеся механизмы.

4.2.3.7. Управление движением исполнительных органов машин и системы механизмов.

Сложные механизмы, составленные из разных видов простых механизмов. Согласование движения звеньев, объединенных в систему механизмов. Система управления по времени и по пути. Циклограммы и тактограммы системы механизмов. Схемы процессов работы машин. Функциональные схемы устройств, объединенных в автоматическую систему. Основные понятия об алгоритмах управления, автоматических управляющих устройствах и системах автоматического управления. Аналоговые и дискретные системы управления. Системы управления с помощью распределительных валов, командоаппаратов, копиров. Логический синтез систем управления машин-автоматов. Системы числового программного управления технологическими машинами, автоматическими манипуляторами, транспортными и накопительными устройствами. Комплексы автоматизированных машин в системах гибкого автоматизированного производства. Построение алгоритмов управления на основе решения обратных задач кинематики и динамики.

4.2.4. Раздел 3 “Программное обеспечение автоматизированного проектирования механизмов”.

4.2.4.1. Программные системы автоматизированного проектирования механизмов на ЭВМ.

Системный подход к проектированию механизмов и машин. Унификация методов и алгоритмов, используемых при проектировании и исследовании механизмов. Способы задания систем координат, кинематических пар, размеров звеньев, перемещений входных звеньев, силовых факторов, структуры механизма. Обеспечение автоматизированного ввода параметров механизма и диалоговой связи.

Критерии оптимизации при проектировании механизмов. Ограничения на входные и выходные параметры.

Подсистемы САПР и их использование при выполнении домашних заданий и курсовых проектов.

4.2.4.2. Система автоматизированных расчетов кинематических параметров и оценка функциональных возможностей рычажных механизмов

4.2.4.3. Система автоматизированного синтеза зубчатых зацеплений и зубчатых механизмов.

4.2.4.4. Система автоматизированного расчета силовых и динамических параметров машинного агрегата, оценка функциональных возможностей и динамический синтез механизмов.

4.2.4.5. Подсистемы САПР для автоматизированного ввода структуры модели и ее параметров, диалоговой связи, управления базами данных, обработки данных, обработки и вывода результатов при определении кинематических и динамических характеристик механизмов, машин и системы механизмов при выполнении домашних заданий и курсовых проектов.

Проведение вычислительных экспериментов на ЭВМ. Формирование математических моделей и вычислительных алгоритмов. Программные модули и составление основной программы. Проведение вычислений и анализ результатов.

4.3. Содержание практических занятий и самостоятельной аудиторной работы под контролем преподавателя

Практические занятия проводятся с целью закрепления материала, прочитанного на лекциях, развития навыков самостоятельной работы с научно-технической литературой, решения задач анализа и синтеза механизмов, разработки алгоритмов задач механики машины и решения их на ЭВМ. Предусматриваются многократные систематические проверки знаний с помощью карт рубежного контроля и контролирующих программ на ЭВМ.

Примерное название тем практических занятий

1.  Плоские механизмы, оптимизация их структуры, выявление и устранение локальных и структурных избыточных связей.

2.  Функции положения механизма и передаточные функции скорости, ускорения. Методы их определения. Алгоритмизация задач по определению передаточных функций и анализ программ для расчета кинематических характеристик на ЭВМ.

3.  Работа в терминальных классах с использованием готовых программ системы автоматизированных расчетов.

4.  Статические и динамические нагрузки в механизмах. Уравновешивание и виброзащита механизмов. Влияние динамических нагрузок на реакции в кинематических парах.

5.  Силовой расчет механизмов. Разработка алгоритмов и программ для силового расчета. Работа в терминальных классах с использованием разработанных программам.

6.  Определение закона движения машины в установившемся и переходных режимах работы (с учетом статической механической характеристики двигателя).

7.  Рубежный контроль по разделу динамики машинного агрегата.

8.  Цилиндрические эвольвентные зубчатые передачи. Выбор коэффициентов смещения. Алгоритмизация оптимального синтеза по качественным показателям.

9.  Сложные зубчатые механизмы (рядовые и планетарные). Методы кинематического исследования и проектирования сложных зубчатых механизмов (выбор передаточных отношений, КПД, габариты и масса). Алгоритмизация задач проектирования.

10.  Работа в терминальных классах с диалоговыми программами САРКП по синтезу зубчатых передач, планетарных и волновых передач.

11.  Проектирование кулачковых механизмов с определением размеров по заданным условиям и ограничениям. Расчеты размеров и координат профиля кулачка кулачкового механизма на ЭВМ.