Рабочая учебная программа по дисциплине теория машин и механизмов - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 02. 03 Теория механизмов... 1 171.13kb.
Рабочая учебная программа по дисциплине теория машин и механизмов 1 173.19kb.
Рабочая программа По дисциплине «Теория механизмов и машин» По направлению 1 194.22kb.
Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 02. 02 Теория механизмов... 1 185.85kb.
Примерная программа дисциплины теория механизмов и машин 1 326.36kb.
Теория механизмов и машин 16 563.07kb.
Рабочая программа дисциплины опд. Ф. 02 1 343.33kb.
Рабочая программа дисциплины опд. Ф. 02 6 403.32kb.
2638 Задания к контрольной работе по дисциплине «теория механизмов... 1 384.6kb.
Учебно-методической документацией за 2011/2012 учебный год по дисциплине... 1 31.83kb.
Структурный и кинематический анализ 1 267.19kb.
Иванов Евгений Сергеевич 1 77.92kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Рабочая учебная программа по дисциплине теория машин и механизмов - страница №1/1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»




СОГЛАСОВАНО:

УТВЕРЖДАЮ:

Выпускающая кафедра «Тяговый

Проректор по учебно-методической

подвижной состав»

работе - директор РОАТ

Зав. кафедрой ____ А.С. Космодамианский

(подпись, Ф.И.О.)



___________В.И. Апатцев

(подпись, Ф.И.О.)



«_____»______________ 2011 г.

«_____»______________ 2011 г.


Кафедра_Теоретическая и прикладная механика___________

(название кафедры)



Авторы Мицкевич В.Г. , к.т.н., профессор

Васильев А.В., доцент

(ф.и.о., ученая степень, ученое звание)




РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ


Теория машин и механизмов

(название)

_______________________________________________________________

Специальность/направление 190301.65 Локомотивы

(код, наименование специальности / направления)




Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии РОАТ

Протокол №_____________

«_____»______________2011 г.

Председатель УМК А.В.Горелик

(подпись, Ф.И.О.)



Утверждено на заседании кафедры
Протокол №____________

«______»________________2011 г.

Зав. кафедрой_____В.Г. Мицкевич

(подпись, Ф.И.О.)



Москва 2011 г.



1. ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Учебная дисциплина «Теория механизмов и машин» является составной частью цикла дисциплин учебного плана обеспечивающих подготовку по основам проектирования машин студентов инженерно-технических специальностей и непосредственно связана с такими дисциплинами, как: «Детали машин и основы конструирования», «Конструирование и расчет вагонов», «Теория и конструкция локомотивов», «Технические условия создания машин», «Подъемно-транспортные машины», «Строительные и дорожные машины», «Основы моделирования рабочих процессов машин» и целым рядом других специальных дисциплин.

Целью преподавания дисциплины является формирование у студента знаний о научных принципах проектирования машин и механизмов, включающих в себя:


  • методы оценки функциональных возможностей механизмов разных видов;

  • критерии качества передачи движения;

  • постановку задачи с обязательными и желательными условиями синтеза структурной и кинематической схемы механизма;

  • построение целевой функции при оптимизационном синтезе;

  • построение математических моделей для задач проектирования механизмов и машин.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Изучив дисциплину, студент должен:

2.1. Иметь представление о принципах проектирования машин и механизмов.

2.2. Знать и уметь использовать:



  • общие принципы реализации движения с помощью механизмов;

  • основные виды механизмов, их функциональные возможности и области применения;

  • методы расчета кинематических и динамических параметров движения механизмов;

  • критерии качества передачи движения механизмами разных видов;

  • постановку и методы решения задач синтеза с учетом обязательных и желательных условий;

  • постановку задачи и методы управления движением исполнительных органов машины и системой механизмов;

  • методы гашения колебаний и виброизоляции.

    1. Иметь навыки и приобрести опыт:

  • разработки алгоритмов и математических моделей для задач проектирования механизмов и машин отраслевого назначения;

  • использования систем автоматизированного расчета параметров и проектирования механизмов на ЭВМ;

  • проведения экспериментов на лабораторных установках и обработки их результатов с использованием ЭВМ.

  1. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Форма обучения - заочная

Вид учебной работы



Курс - III

Общая трудоемкость дисциплины

90

Аудиторные занятия:

16

лекции

8

лабораторный практикум

8

практические занятия

-

Курсовая работа

Курс.раб.-1

Самостоятельная работа

74

Вид итогового контроля

Зачет - 1; экзамен – 1.




  1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ


п/п

Раздел дисциплины


Лекции,

ч


Лабораторный

практикум, ч



1

Основы строения машин и механизмов

1

2

2

Структурный анализ и синтез механизмов

1

2

3

Кинематический анализ механизмов

2

2

4

Динамический анализ механизмов

1

2

5

Уравновешивание масс и сил инерции звеньев механизмов

1

-

6

Синтез механизмов

2

-


4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ

Тема 1. Механизмы и машины.

Основные понятия: машина, механизм, звено, деталь, кинематическое соединение, входные и выходные звенья механизма. Механизм как кинематическая основа технологических, энергетических, транспортных, информационных и других машин. Основные виды механизмов.

Тема 2. Кинематические пары и их классификация.

Основные понятия: кинематическая пара, элементы кинематической пары. Высшие и низшие, пространственные и плоские кинематические пары. Относительное движение звеньев и условия связи в кинематических парах. Классификация кинематических пар по числу степеней свободы и числу связей. Виды кинематических пар.
Тема 3. Кинематические цепи и их классификация

Основные понятия: кинематическая цепь; простые и сложные, плоские и пространственные, замкнутые и незамкнутые кинематические цепи. Структурная формула кинематической цепи общего вида, число степеней подвижности кинематической цепи.
Раздел 2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ

Тема 1. Степень свободы механизма

Основные понятия: число степеней свободы механизма, формулы для определения числа степеней свободы пространственных и плоских механизмов. Обобщенные координаты и начальные звенья механизма. Местные и групповые подвижности в механизмах; структура плоских и пространственных механизмов; заменяющие механизмы.

Тема 2. Избыточные связи

Основные понятия: избыточные локальные и структурные связи; метод сборки кинематической цепи для выявления избыточных связей. Проектирование механизмов с оптимальной структурой путем устранения избыточных связей или введением тождественных связей.

Тема 3. Структурный анализ и синтез механизмов наслоением структурных групп по Ассуру

Основные понятия: структурная группа Ассура; класс, вид и порядок структурной группы; принцип образования механизмов по Ассуру.

Раздел 3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМО

Тема 1. Кинематические передаточные функции и отношения

Основные понятия: входные и выходные звенья механизма; законы движения ведущих звеньев – функции перемещений, скоростей и ускорений, их взаимосвязь; передаточные отношения и функции; аналоги линейных и угловых скоростей и ускорений.

Тема 2. Методы определения кинематических

характеристик механизма

Основные понятия: графические, численные и аналитические методы вычисления кинематических передаточных функций; использование системы линейных уравнений и численных методов для расчета кинематических передаточных функций на ЭВМ; методы центроид, векторных цепей и векторных уравнений для определения кинематических характеристик механизмов.

Тема 3. Примеры определения кинематических

характеристик механизмов

Основные виды механизмов: кривошипно-ползунные (плоские и пространственные), четырехшарнирные, кулисные, кулисные, зубчатые (в том числе и планетарные), пространственные механизмы промышленных роботов и манипуляторов. Связь кинематических характеристик механизмов с надежностью машин. Примеры разработки алгоритмов программ для кинематического анализа механизмов на ЭВМ.
Раздел 4. Динамический анализ механизмов

Тема 1. Силовой анализ механизмов

Основные понятия: сила, работа, мощность. Электрический, гидравлический и пневматический привод механизмов. Силы движущие, силы сопротивления и инерционные силы; условия статической определимости механизма и его структурных групп; аналитический и графический методы силового расчета. Кинетостатический анализ механизмов; уравновешивающая сила (момент) и их расчет по методу Жуковского.

Тема 2. Динамическая модель механизма

Основные понятия: приведение сил и масс; динамическая модель механизма. Уравнения движения механизма в энергетической и дифференциальной формах (линейные и нелинейные уравнения); методы решения уравнений движения механизма. Режимы движения механизма; неравномерность движения машинного агрегата при установившемся режиме; динамика приводов; выбор типа привода; назначение маховика; определение необходимого момента инерции маховых масс. Уравнения движения механизмов с несколькими степенями свободы. Особенности динамического исследования манипуляторов.
Тема 3. Трение в машинах и механизмах, коэффициент полезного действия

Основные понятия: взаимодействие элементов кинематических пар при относительном движении; природа сил трения; внутреннее и внешнее трение; трение скольжения, качения; жидкостное трение; расчет износа контактных поверхностей кинематических пар; использование внешнего и внутреннего трения для демпфирования динамических систем; самоторможение; учет трения в кинематических парах при силовом расчете механизмов. Механический коэффициент полезного действия (КПД) механизмов. КПД систем механизмов при их параллельном, последовательном и смешанном соединении.
Раздел 5. УРАВНОВЕШИВАНИЕ МАСС И СИЛ ИНЕРЦИИ

ЗВЕНЬЕВ МЕХАНИЗМОВ
Тема 1. Уравновешивание масс звеньев механизма

Основные понятия: динамические нагрузки и причины их появления; колебания фундаментов (опор) и вибрации в звеньях механизмов и машин; статические моменты масс; определение положения общего центра масс механизма; исследование движения общего центра масс механизма.
Тема 2. Уравновешивание сил инерции звеньев механизма

Основные положения: главный вектор и главный момент всех сил инерции звеньев механизма; статическая неуравновешенность (статический дисбаланс); динамическая неуравновешенность (динамический дисбаланс); уравновешивание сил инерции плоских механизмов; устранение колебаний в рычажных и кулачковых механизмах.

Тема 3. Уравновешивание вращающихся тел

Основные положения: статическое; динамическое и полное уравновешивание вращающихся тел на стадиях проектировании, изготовления и эксплуатации; способы гашения колебаний; экспериментальные методы и установки для балансировки вращающихся тел; способы виброизоляции.

Раздел 6. СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ

Тема 1. Общие принципы и методы проектирования механизмов

Основные положения: этапы синтеза механизмов; входные и выходные параметры синтеза; основные и дополнительные условия синтеза; целевые функции и ограничения; методы оптимизации в синтезе механизмов с применением ЭВМ.
Тема 2. Синтез механизмов с низшими парами

Основные положения: задачи синтеза; параметры синтеза. Синтез рычажных механизмов: по заданным положениям звеньев, по коэффициенту изменения средней скорости коромысла, по методу приближения функций; синтез направляющих механизмов по воспроизведению заданной траектории; теорема Робертса - Чебышева; условие существования кривошипа.

Тема 3. Основы проектирования механизмов с высшими парами

Основные положения: основная теорема зацепления плоских профилей, передаточное отношение; скорость скольжения сопряженных профилей; угол давления при передаче движения высшей парой. Синтез сопряженных профилей по методу: преобразования координат, последовательных положений исходного производящего контура и положения нормалей к профилям. Графические методы профилирования.

Тема 4. Синтез передаточных механизмов

Основные положения: виды зубчатых механизмов и области их применения, цилиндрическая зубчатая передача с эвольвентным профилем зубьев, линия зацепления, дуга зацепления, коэффициент перекрытия, модуль зубчатых колес, геометрические размеры передачи, передачи со смещением исходного контура, передачи с внутренним зацеплением; передачи с циклоидальным профилем зубьев; конические зубчатые передачи; гипоидные зубчатые передачи; передачи Новикова; винтовые и червячные передачи; передачи с подвижными осями колес, проектирование планетарных передач по условиям: соосности, соседства и сборки с симметрией зон зацепления; бесступенчатые передачи с замкнутым дифференциалом и коробки скоростей; волновые зубчатые передачи; многозвенные зубчатые механизмы.
Тема 5. Синтез кулачковых механизмов и механизмов

прерывистого действия
Основные положения: виды кулачковых механизмов и особенности их проектирования; критерии работоспособности кулачкового механизма; выбор допускаемого угла давления; определение основных размеров кулачкового механизма из условий ограничения угла давления и выпуклости кулачка; выбор закона движения выходного звена механизма; проектирование профиля кулачка по закону движения выходного звена; методы проектирования профилей кулачков; расчет координат профиля кулачка на ЭВМ; силовое замыкание высшей пары при ускоренном движении толкателя; синтез пространственных кулачковых механизмов; мальтийские механизмы с внешним и внутренним зацеплением, особенности их проектирования.

4.3. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Основная цель лабораторных работ – изучение студентами экспериментальных методов анализа и синтеза механизмов. Выполнению лабораторных работ должно предшествовать изучение теории моделирования кинематических и динамических процессов в машинах и механизмах и основных положений теории эксперимента



№№ разделов

дисциплины



Наименование лабораторных работ

1,2,3

Структурный анализ механизмов

1,2,3

Определение параметров эвольвентного зубчатого колеса.



1,2,3

Построение эвольвентных профилей методом обката.

4

Определение момента инерции и положения центра масс методом физического маятника.


5. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

5.1. КУРСОВАЯ РАБОТА
Курсовая работа по дисциплине «Теория механизмов и машин» включает в себя два листа чертежей формата А1 и расчетно-пояснительную записку.

Курсовая работа оформляется в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД к технической документации.



Темой курсовой работы является кинематический анализ и синтез зубчатых и кулачковых механизмов транспортных, путевых и строительных машин и агрегатов, соответствующих специальности, по которой обучается студент (см. Приложение к рабочей программе).

5.2. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Раздел 1. ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ

  1. Дайте определение понятиям механизм и машина.

  2. Может ли звено механизма состоять из одной детали?

  3. Какие звенья механизма называются входными, а какие выходными?

  4. Перечислите основные виды машин.

  5. Дайте определение понятию кинематическая пара.

  6. Какие поверхности звеньев называют элементами кинематической пары?

  7. Какие кинематические пары относятся к высшим, а какие к низшим?

  8. Изложите основные принципы классификации кинематических пар.

  9. Какое максимальное число связей возможно в кинематической паре?

  10. Может ли кинематическая пара первого класса иметь три независимых поступательных движения?

  11. Дайте определение понятию кинематическая цепь.

  12. В чем отличие между простыми и сложными кинематическими цепями?

  13. Какие кинематические цепи называют замкнутыми, а какие незамкнутыми?

  14. Какой вид имеет структурная формула кинематической цепи общего вида?

  15. Перечислите основные виды механизмов.


Раздел 2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ

  1. По какой формуле определяется степень свободы плоского механизма? Кто является её автором?

  2. Какие координаты называются обобщенными?

  3. Какое минимальное количество начальных звеньев может быть у механизма?

  4. Чем отличается структура плоских и пространственных механизмов?

  5. Что такое избыточные связи?

  6. Какой метод используется для выявления избыточных связей?

  7. Каким образом оптимизируют структуру механизмов при их синтезе?

  8. Какие связи в механизме называют пассивными?

  9. Дайте определение понятию структурная группа Ассура.

  10. Каково условие существования структурной группы Ассура?

  11. С какой целью выполняется синтез заменяющих механизмов?

  12. Как определяется класс структурной группы по классификации И.И.Артоболевского?

  13. Какие виды могут быть у простейших структурных групп Ассура, состоящих из двух звеньев и трех кинематических пар?

  14. Что называется порядком структурной группы Ассура?

  15. Каков принцип образования механизмов по Ассуру?

Раздел 3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ

  1. Перечислите основные задачи кинематического анализа.

  2. Какие звенья механизма называют входными, а какие выходными?

  3. Как определить мгновенные центры вращения в абсолютном и относительном движении звеньев четырехзвенного шарнирного механизма?

  4. В какой форме могут быть заданы законы движения ведущих звеньев?

  5. Что представляют собой аналоги линейных и угловых скоростей?

  6. Что называется передаточным отношением?

  7. Что представляют собой аналоги линейных и угловых ускорений?

  8. Какие методы используются для определения кинематических характеристик механизма?

  9. Как определить траекторию движения точки звена механизма графическим методом?

  10. Как выполняется кинематический анализ механизма методом векторных уравнений?

  11. Изложите последовательность решения векторных уравнений графическим методом.

  12. Что называют передаточной функцией механизма?

  13. Перечислите основные свойства планов скоростей и ускорений.

  14. Изложите порядок графического дифференцирования и интегрирования кинематической диаграммы.

  15. Как определяются масштабные коэффициенты кинематических диаграмм и планов скоростей и ускорений?

Раздел 4. ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА

  1. Перечислите основные задачи динамического исследования механизма.

  2. Какими методами выполняется динамический анализ механизма?

  3. Как классифицируются силы, действующие на звенья механизма?

  4. Перечислите способы задания сил в механизме.

  5. Каким образом может быть построена диаграмма работ сил, действующих на звено механизма?

  6. Перечислите механические характеристики машины.

  7. Как определяются силы инерции и моменты пар сил инерции при поступательном, вращательном и плоско-параллельном движении?

  8. В какой последовательности выполняется силовой расчет плоского механизма методом планов сил?

  9. Как определяется уравновешивающая сила (или момент) методом рычага Жуковского?

  10. Как определяются силы трения в кинематических парах механизма?

  11. Изложите сущность методов приведения масс и сил в механизме.

  12. Что представляет собой динамическая модель механизма?

  13. Перечислите основные формы уравнения движения механизма, дайте их характеристику и укажите методы их решения.

  14. Как учитывается трение в кинематических парах при силовом анализе механизма?

  15. Что называют КПД механизма? Приведите формулы для определения КПД механизмов при последовательном, параллельном и смешанном энергетических потоках.


Раздел 5. УРАВНОВЕШИВАНИЕ МАСС И СИЛ ИНЕРЦИИ

ЗВЕНЬЕВ МЕХАНИЗМА


  1. Перечислите виды колебаний звеньев механизма и дайте их характеристику.

  2. Какими параметрами характеризуются свободные колебания звеньев?

  3. Какие колебания в технике называют вибрациями?

  4. Как определить положение общего центра масс механизма?

  5. Что понимают под термином уравновешивание механизма?

  6. Что является необходимым условием для уравновешивания главного вектора сил инерции звеньев плоского механизма?

  7. Дайте определение понятиям статическая и динамическая неуравновешенность.

  8. Какие причины вызывают демпфирование свободных колебаний звеньев?

  9. Укажите способы гашения вынужденных колебаний звеньев.

  10. Что принимают за меру статической неуравновешенности?

  11. Какие способы уравновешивания масс плоских механизмов Вы знаете?

  12. При каких условиях возникает явление резонанса?

  13. При каком соотношении частот собственных и вынужденных колебаний упругое крепление машины существенно уменьшает силу, передаваемую на фундамент?

  14. Перечислите способы устранения колебаний в кулачковых и рычажных механизмах.

  15. В каких случаях вибрации используются как технологический фактор нормального функционирования устройств?

Раздел 6. СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ

  1. Дайте определение понятию синтез механизмов.

  2. Перечислите основные и дополнительные условия синтеза.

  3. Какие функции называются целевыми?

  4. Как выполняется синтез механизмов по методу приближения функций?

  5. Как формулируется теорема Робертса – Чебышева?

  6. Каково условие существования кривошипа?

  7. Сформулируйте и докажите основную теорему зацепления плоских профилей.

  8. Как осуществляется синтез эвольвентных профилей по методу последовательных положений исходного производящего контура? Перечислите основные свойства эвольвенты.

  9. Укажите основные преимущества и недостатки зубчатых передач Новикова, а также передач с эвольвентным и циклоидальным профилем зубьев.

  10. Перечислите основные параметры зубчатого колеса с эвольвентным профилем зубьев.

  11. Что такое коэффициент перекрытия зубчатой передачи? Каков его физический смысл и как он определяется?

  12. В чем заключаются условия соосности, сборки и соседства, соблюдаемые при проектировании планетарных и дифференциальных передач?

  13. Дайте определение понятию мертвый ход и укажите способы его устранения.

  14. Как осуществляется выбор допускаемого угла давления при проектировании кулачковых механизмов?

  15. Какие методы проектирования профилей кулачков Вы знаете?


6. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная

  1. Смелягин А.И. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие. - М.: ИНФРА – М; Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008.

  2. Мицкевич В.Г., Накапкин А.Н. Теория механизмов и машин. Учебное пособие для студентов III курса специальностей Т, В, ЭПС, СМ. – М.: РГОТУПС, 2007.

  3. Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Маслов Г.С. Прикладная механика: учебник- М:ЭКОЛИТ, 2011. – 352.

Дополнительная

  1. Накапкин А.Н. и др. Теория механизмов и машин. Задания на курсовую работу для студентов III курса специальностей Т, В, ЭПС, СМ. – М.: РГОТУПС, 2007.

  2. Артоболевский И.И. Сборник задач по теории механизмов и машин. - М.: Наука, 1973г.

  3. Фролов К.В. и др. Теория механизмов и машин. – М.: «Высшая школа», 2003.



  1. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

  • Лаборатория механики;

  • Компьютерное и мультимедийное оборудование;

  • Пакет прикладных обучающих программ:

Кузьмин Л.Ю., Кузьмин А.Л. Комплекс виртуальных лабораторных работ COLUMBUS на ПЭВМ.




Время вечно, а мы проходим. Моисей Сафир
ещё >>