ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано | Утверждаю |
Руководитель ООП по специальности декан МФ проф. | Зав. кафедрой машиностроение проф. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Теория механизмов и машин»
Направление подготовки: 150100 «Материаловедение и технологии материалов»
Профиль подготовки: «Материаловедение и технологии новых материалов»
Квалификация (степень): бакалавр
Форма обучения: очная, очно-заочная
Составитель: профессор
Санкт-Петербург
2012
1. Цель и задачи дисциплины.
Цель преподавания дисциплины – обеспечение подготовки студентов по основам проектирования машин, включающим знания методов оценки функциональных возможностей типовых механизмов и машин, развитие инженерного мышления, приобретение знаний, необходимых для изучения последующих дисциплин.
Задачи дисциплины – овладение методами структурного, кинематического и динамического анализа и синтеза основных видов механизмов, необходимыми как при изучении дальнейших дисциплин, так и в практической деятельности бакалавров и дипломированных специалистов; ознакомление с современными подходами к проектированию рациональных схем механизмов с системами программного управления движением.
2. Место дисциплины в структуре ООП.
Курс «Теория механизмов и машин» входит в состав базовой части математических и естественных дисциплин Б.2 направления подготовки «Материаловедение и технологии материалов». Минимальные требования к «входным» знаниям, необходимым для успешного усвоения данной дисциплины, удовлетворительное усвоение программ по математике, физике, теоретической механике и информатике, владение персональным компьютером на уровне уверенного пользователя.
Освоение дисциплины «Теория механизмов и машин» необходимо как предшествующее для всех без исключения технических дисциплин, т. к. для их освоения необходимы базовые знания.
.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
общекультурных компетенций:
- способность самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля (ОК-7);
- умение использовать основные законы общенаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10)
профессиональных компетенций:
- уметь выбирать прогрессивные методы эксплуатации оборудования при изготовлении изделий машиностроения (ПК-6)
- уметь применять стандартные методы расчета при проектировании деталей и узлов изделий машиностроения (ПК-21)
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основные виды механизмов и области их применения; методы структурного анализа и синтеза механизмов; методы расчета кинематических и динамических параметров движения механизмов; методы учета податливости звеньев; особенности колебаний в машинах и методы виброзащиты и виброизоляции машин и механизмов;
Уметь: применять полученные знания для решения задач анализа и синтеза структурных и кинематических схем основных видов механизмов и оценку их функциональных возможностей.
Владеть: умением самостоятельно проводить расчеты основных параметров машин и механизмов с использованием графических, аналитических и численных методов вычислений, применяя прикладные программы, оформлять графическую и текстовую документацию в соответствии с ЕСКД.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 4 зачётные единицы.
Вид учебной работы | Всего часов | ||
Форма обучения | |||
очная | очно-заочная | заочная | |
Общая трудоемкость дисциплины | 72 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 32 | 16 | - |
В том числе: | - | ||
Лекции | 16 | 8 | - |
Практические занятия (ПЗ) | 16 | 4 | - |
Семинары (С) | – | – | |
Лабораторные работы (ЛР) | 4 | - | |
Самостоятельная работа (всего) | 40 | 56 | - |
В том числе: | |||
Курсовой проект (работа) | – | – | – |
Расчётно-графические работы | – | – | – |
Контрольная работа (реферат) | 1 | 1 | - |
Другие виды самостоятельной работы: | – | – | – |
Работа с литературой | – | – | – |
Вид промежуточной аттестации (зачёт, экзамен) | Зачет | Зачет | - |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | Основные понятия теории машин и механизмов | Механизм. Машина. Машина-автомат. Промышленный робот. Звено механизма. Входные и выходные звенья. Кинематическая пара. Классификация кинематических пар. Низшие и высшие пары. Кинематическая цепь. Плоские и пространственные механизмы. Структурная схема механизма. Рычажные, зубчатые, кулачковые, фрикционные механизмы. Механизмы с гибкими связями. Число степеней свободы механизма. |
2 | Рычажные механизмы | Основные виды рычажных механизмов. Кинематический анализ и синтез механизмов. Функции положения и кинематические передаточные функции. Метод замкнутого векторного контура для определения кинематических характеристик плоских рычажных механизмов. Кинематическое исследование механизмов с разомкнутыми кинематическими цепями методом преобразования координат. Синтез рычажных механизмов. Условие существования кривошипа. |
3 4 | Кулачковые механизмы Зубчатые механизмы | Назначение и виды кулачковых механизмов. Выбор законов движения выходного звена. Угол давления и его влияние на условия передачи сил в механизме и его габариты. Определение координат профиля кулачка по заданному закону движения выходного звена. Виды зубчатых передач и области их применения. Основная теорема зацепления. Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача. Основные геометрические параметры зубчатого колеса. Передаточное отношение трехзвенной передачи. Пространственные зубчатые передачи: коническая, винтовая, гипоидная. Червячная передача. Многозвенные зубчатые передачи с неподвижными геометрическими осями колес. Определение передаточных отношений. Основные виды планетарных передач. Зубчатые дифференциалы. Планетарные коробки передач. Замкнутые дифференциальные передачи. |
5 | Исследование движения машин с жесткими звеньями | Силы, действующие в машинах. Динамическая модель механической системы машины. Приведение сил и масс. Режимы работы машины. Решения уравнений движения машины. Уменьшение периодических колебаний скорости машины в установившемся режиме. Влияние упругости звеньев передаточного механизма на движение машины. |
6. | Силовой анализ механизмов | Задачи и методы силового анализа механизмов. Условие статической определимости группы звеньев. Кинетостатический анализ механизмов. |
7. | Уравновешивание механизмов | Неуравновешенность механизмов и ее виды. Полное и статическое уравновешивание масс механизмов. Виды неуравновешенностей роторов. Гибкие роторы |
8 | Виброактивность и виброзащита машин | Колебания в механизмах. Источники колебаний и объекты виброзащиты. Параметры вибраций. Воздействие вибраций на технические объекты и человека. Основные методы виброзащиты. Виброизоляция. Демпфирование колебаний. Динамическое гашение колебаний. |
9 | Трение в механизмах и машинах | Виды трения. Трение в низших и высших кинематических парах. Трение и рассеяние энергии. Механический коэффициент полезного действия (КПД) механизма и системы механизмов. Трение и износ элементов кинематических пар. |
10 | Машины – автоматы, манипуляторы | . Циклограммы, тактограммы. Системы управления с помощью распределительных валов, командоаппаратов, копиров. Системы числового программного управления. Виды манипуляторов и промышленных роботов. Технические показатели манипуляторов. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последую
щими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | ||
1 | Детали машин и основы конструирования | – | + | + | + | + | – | – | – | + | + | – |
2 | Металлорежущие станки | – | – | – | + | + | _ | – | – | – | – | – |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
Очная форма обучения
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Пр. зан. | Лаб. зан. | Семин. | СРС | Всего час. |
1 | Основные понятия теории машин и механизмов | 1 | 1 | – | – | _ | 2 |
2 | Рычажные механизмы. | 2 | 2 | – | – | _ | 4 |
3 | Кулачковые механизмы . | 1 | 1 | _ | – | _ | 2 |
4 | Зубчатые механизмы | 2 | 2 | – | – | _ | 4 |
5 | Исследование движения машин с жесткими звеньями | 3 | 3 | – | – | _ | 6 |
6 | Силовой анализ механизмов | 2 | 2 | _ | – | _ | 4 |
7 | Уравновешивание механизмов | 2 | 2 | – | – | _ | 4 |
8 | Виброактивность и виброзащита машин | 1 | 1 | _ | _ | _ | 2 |
9 | Трение в механизмах и машинах | 1 | 1 | _ | _ | _ | 2 |
10 | Машины – автоматы, манипуляторы | 1 | 1 | _ | _ | _ | 2 |
Очно - заочнаяформа обучения
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Пр. зан. | Лаб. зан. | Семин. | СРС | Всего час. |
1 | Основные понятия теории машин и механизмов | 1 | _ | _ | – | _ | 1 |
2 | Рычажные механизмы. | 2 | 1 | 1 | – | _ | 4 |
3 | Кулачковые механизмы . | 1 | 1 | 1 | – | _ | 3 |
4 | Зубчатые механизмы | 2 | 1 | 2 | – | _ | 5 |
5 | Исследование движения машин с жесткими звеньями | 2 | 1 | – | – | _ | 3 |
6 | Силовой анализ механизмов | _ | _ | – | _ | _ | |
7 | Уравновешивание механизмов | – | – | – | _ | _ | |
8 | Виброактивность и виброзащита машин | _ | _ | _ | _ | _ | _ |
9 | Трение в механизмах и машинах | _ | _ | _ | _ | ||
10 | Машины – автоматы, манипуляторы | _ | _ | _ | _ | _ | _ |
6. Лабораторный практикум:
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудоемкость (час) Трудоемкость (час) | ||
Очн. ф. о. | Очно-заочная ф. о. | Заоч. ф. о. | |||
1 | 2 | Составление схем и структурный анализ механизмов | _ | 1 | _ |
2 | 3 | Исследование кулачкового механизма | _ | 1 | _ |
3 | 4 | Кинематический анализ зубчатых передач | _ | 2 | _ |
4 | 4 | Образование эвольвентного профиля зубьев зубчатых колес методом обкатки | _ | _ | _ |
5 | 10 | Механизм управления с кулачковым распределительным валом | _ | _ | _ |
6 | 10 | Геометрический анализ манипуляторов | _ | _ | _ |
7. Практические занятия:
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических работ | Трудоемкость (час) | ||
Очн. ф. о. | Очно-заочная ф. о. | Заоч. ф. о. | |||
1 | 2 | Структурный анализ механизмов | 4 | _ | _ |
2 | 3 | Кинематический анализ планетарных передач | 4 | 2 | _ |
3 | 5 | Приведение сил и масс. Решение уравнений движения машины | 4 | 2 | _ |
4 | 7 | Уравновешивание механизмов | 4 | _ | _ |
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрены
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Теория механизмов и машин: учеб. пособие для вузов/ [и др.]. –М.: Академия, 2008. – 560 с.
2. Уваров, механизмов и машин. Динамика машин: учеб. пособие/ . – СПб: Изд-во СЗТУ, 2008. – 123 с.
3. Недоступ, механизмов и машин. Структура и кинематика механизмов: учеб. пособие/, . – СПб: Изд-во СЗТУ, 2002. – 84 с.
б) дополнительная литература
4. Уваров, механизмов и машин. Машины с системами управления движением: конспект лекций. – СПб: СЗПИ, 1996. – 50 с.
5. Артоболевский, механизмов и машин: учебник для техн. вузов/ . – М.: Наука, 1988. – 639 с.
6. Теория механизмов и машин: учебник для техн. вузов /под ред. . – М.: Высш. школа, 1987. – 496 с.
7. Левитский, механизмов и машин: учеб. пособие для вузов/ . – М.: Наука. 1990. – 592 с.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Аудитории, оснащённые стендовым материалом, проектором для мультимедийных лекций
_____________________________________________________________________________
Разработчик
кафедра машиностроения, профессор
