Geum.ru

Рабочая программа учебной дисциплины по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» для специальности «Технология машиностроения (ускоренное обучение)» форма обучения: очная

Вид материалаРабочая программа

Содержание


1 Цели и задачи учебной дисциплин
2 Требования к уровню освоения содержания дисциплины
3 Распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работы
4 Содержание дисциплины по темам и видам занятий
5 Содержание лекционного курса
Рабочий план лабораторных занятий и СРС
7 Перечень практических занятий
8 Распределение самостоятельной работы студентов по формам работы
Подобный материал:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


УП 151001у -07-4-O

РП.ОПД.Ф.02.04


Кафедра "Мехатроника и международный инжиниринг"




РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

для специальности «Технология машиностроения (ускоренное обучение)»

форма обучения: очная


Орел – 2009


Автор, канд. техн. наук, доцент

Поляков Р.Н. _____________


Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры

«Мехатроника и международный инжиниринг».

Протокол № 6 от « 28 » января 2008 г.

Заведующий кафедрой «Мехатроника и международный инжиниринг»

д-р. техн. наук, профессор Л.А. Савин _____________


Рабочая программа согласована с заведующим выпускающей кафедры
«Технология машиностроения и конструкторско-технологическая
информатика»
канд. техн. наук, доцент Брусов С.И._____________




Рабочая программа утверждена на заседании УМС факультета новых технологий и автоматизации производства.

Протокол №____ от «____» _____________200_г.


Председатель УМС к.т.н., доцент Василенко Ю.В._____________

Содержание





Введение
4

1. Цели и задачи дисциплины
5

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплин
5

3. Распределения трудоемкости дисциплины по видам учебной работы
6

4. Содержание дисциплины по темам и видам занятий
6

5. Содержание лекционного курса
7

6. Перечень лабораторных занятий
10

7. Перечень практических занятий
11

8. Распределение самостоятельной работы студентов по формам работы
12

9. Учебно-методическое, материально-техническое обеспечение дисциплины
13

10. Рекомендуемая литература
14


Введение


Предметом изучения дисциплины «Детали машин и основы конструирования» являются процессы и явления, происходящие в технических устройствах; оценка напряженного состояния элементов, критерии работоспособности, методы расчета и конструирования элементов машин с целью определения размеров и рациональных форм, обеспечивающих заданную надежность, ресурс, массогабариты и высокие технико-экономические показатели машин.

Дисциплина завершает цикл общеинженерной подготовки студентов механических специальностей и основывается на знании следующих учебных курсов: теоретическая механика; теория упругости; сопротивление материалов; теория машин и механизмов, гидромеханика и газовая динамика; теория колебаний; триботехника, материаловедение и технология металлов; основы метрологии и взаимозаменяемости; прикладная математика; программирование; электротехника; машиностроительное черчение; теория надежности; теплопередача.

Материалы рабочей программы и преподавание дисциплины построены по традиционной схеме, предполагающей деление курса на разделы согласно классификации узлов и деталей машин (механические передачи, соединения, валы, подшипники, муфты и т.д.). Учитывая, что проектирование всех механических элементов основано на общих подходах, первый раздел включает в себя анализ основных критериев работоспособности и принципов расчета деталей на статическую прочность, выносливость и жесткость. В качестве специализированных вопросов рассматриваются проектировочные расчеты на износостойкость и колебания. Отличительной особенностью построения данной рабочей программы является использование при проведении практических занятий и курсового проектирования автоматизированных компьютерных систем расчета и проектирования.

Полученные при изучении курса «Детали машин и основы конструирования» знания и практические навыки могут быть использованы для выполнения курсовых и дипломных проектов, при изучении специальных курсов учебной программы и в производственно-технической деятельности.

1 Цели и задачи учебной дисциплин


Целью преподавания дисциплины «Детали машин и основы конструирования» является обучение студентов современным методам конструирования и выполнения инженерных расчетов элементов машины. В задачи курса входит знакомство с основами теории надежности, с технико-экономическими основами создания и оптимального проектирования.

Программа построена на основании Государственного образовательного стандарта, выписка из которого по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» включает следующие разделы: основы конструирования и расчета деталей машин; соединения стержней, листов и корпусных деталей; сварные, паяные, клеевые и заклепочные, с натягом, резьбовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения; зубчатые, червячные, ременные и цепные передачи; фрикционные передачи и вариаторы; передачи винт-гайка; оси и валы; подшипники скольжения и качения; муфты для соединения валов; станины, корпусные детали, направляющие, смазочные устройства.


2 Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения курса студенты должны:
  1. знать типовые конструкции узлов и механизмов;
  2. на основании технических заданий выполнять синтез кинематических и конструктивных схем механизмов;
  3. овладеть методами проектирования, обеспечивающими разработку рациональных конструкций, исходя из заданных технических требований, условий работы технической системы и производственно-экономических возможностей;
  4. использовать при проектировании экономический подход;
  5. проводить сравнительный анализ технико-экономических возможностей различных видов машин и механизмов;
  6. выполнять кинематический расчет механических приводов и рациональный выбор двигателей;
  7. знать типовые и уметь выявить главные для конкретной детали критерии работоспособности;
  8. уметь выполнять проектировочные и проверочные расчеты деталей на статическую прочность, выносливость, жесткость и износостойкость;
  9. проводить тепловые и динамические расчеты;
  10. уметь рационально выбрать конструктивные материалы и термообработку деталей для выполнения заданных функций;
  11. выполнять проектные, проверочные и оптимизационные расчеты деталей машин с использованием ЭВМ;
  12. уметь выполнять (разрабатывать) и читать чертежи и схемы;
  13. иметь навыки изложения сути технического решения.



3 Распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работы

Таблица 1

Распределение часов учебного плана


Вид учебной работы
Всего часов

Семестр

4
Часов на 4 семестр

№
Общая трудоемкость дисциплины
170
170

1

1.1

1.2

1.3
Аудиторные занятия. Всего

Лекции (Л)

Лабораторные работы (ЛР)

Практические занятия (ПЗ)
64

32

20

12
64

32

20

12

2
Индивидуальные занятия

с преподавателем
4
4

3

3.1

3.2

3.3

3.4
Самостоятельная работа (СРС). Всего

Курсовой проект

Расчетно-графические работы

Контрольные работы

Другие виды самостоятельной

работы

(подготовка к ЛР, ПЗ, С, изучение теоретического материала и т.д.)
104

40


64
104

40


64
Вид итогового контроля



Экзамен



4 Содержание дисциплины по темам и видам занятий

Таблица 2

Распределение нагрузки по темам и видам занятий

№

Раздела

Тема раздела
Количество часов

Всего
Л
ЛР
ПЗ
С
СРС
ИЗ

1

2

3

4

5

6

7
Инженерные основы расчетов

Механические передачи и приводы

Зубчатые передачи

Валы, подшипники, уплотнения

Муфты. Пружины. Демпферы

Соединения

Конструирование деталей и узлов
26

28

32

24

20

24

16
4

6

8

4

2

6

-
-

4

4

4

4

4

-
2

2

2

2

2

2

2
-

-

-

-

-

-

-
20

16

18

14

12

12

14



Всего часов
170
32
20
12
-
104
2



5 Содержание лекционного курса

Таблица 3

№ Раздела
№

лекции

Тема лекции, план лекций
Кол-во час.
Рекомендуемая литература

1


1


2
Инженерные основы расчета элементов машин

Введение. Задачи и содержание курса. Исторический обзор и философские аспекты инженерной деятельности. Классификация деталей. Критерии работоспособности. Прочность. Жесткость. Износостойкость. Виброустойчивость. Теплостойкость.

Расчетные нагрузки. Допускаемые напряжения. Коэффициент запаса прочности.

Надежность. Основные понятия, характеристики и уравнения теории надежности. Конструкционные материалы Этапы проектирования. Технологичность. Допуски и посадки. САПР. Конструкторские базы данных.


2


2


/18/,c.11-21

/15/,c.9-36

/8/,c.6-11,

62-104

/1/,с.62-105

/3/,с.6-19


/18/,c.28-34,

45-51

/6/,c.54-62

/8/,c.15-22

/21/,c.30-36

2

3


4


5


6
Механические передачи и приводы

Механические передачи. Назначение. Классификация. Основные параметры. Применение. Преимущества и недостатки.

Фрикционные передачи. Вариаторы. Принцип работы. Параметры. Классификация. Схемы. Кинематический и силовой расчет.

Ременные передачи. Классификация. Критерии работоспособности и расчета. Кривые скольжения.

Червячные передачи. Общие сведения. Параметры. Преимущества и недостатки. Силы в зацеплении. Проектный и проверочный расчет червячных передач. Влияние различных параметров на контактную и изгибную прочность.

Цепные передачи. Параметры. Классификация. Кинематика и силы. Выбор и проверка цепных передач.

Передача винт-гайка. Резьбы. Основные параметры. Применение. Преимущества и недостатки. Критерии расчета.

2


2


2


2

/9/,c.113-292

/18/,c.150-315

/9/,c.240-250

/18/,c.267-277

/8/,c.487-497


/9/,c.198-215

/18/,c.228-248

/6/,c.1-72-76

/8/,c.220-235

/21/,c.340-357


/9/,c.276-291

/18/,c.249-266

/8/,c.153-212


/9/,с.292-294

/18/,c.308-315

3

7


8
Зубчатые передачи

Зубчатые передачи. Теоретические основы. Параметры. Преимущества и недостатки. Виды разрушения зубьев. Материалы зубчатых колес. Химико-термическая обработка зубьев. Контактные и изгибные напряжения. Режимы работы. Расчетная нагрузка. Эвольвентные прямозубые зубчатые передачи. Сложнонапряженное состояние зуба. Силы в зацеплении. Формула Герца. Расчет на контактную прочность. Расчет зубьв на изгиб. Проектный и проверочный расчет зубчатых передач.

Особенности расчета косозубых и конических зубчатых передач. Винтовые и гипоидные передачи. Передачи с зацеплением Новикова. Особенности расчета. Волновые зубчатые передачи. Принцип работы. Основные параметры. Конструктивные схемы. Расчет. Особенности расчета планетарных передач.

2


2

/9/,c.113-197

/18/,c.150-227

/8/,c.169-212

/21/,c.285-339

/1/,c.169-213

/2/,c.113-198

/9/,c.132-144

/18/,c.165-168

/8/,c.193-205

/18/,c.168-172


/9/,c.144-150

/9/,c.190-197

/18/,c.202-212

/9/,c.216-231

/18/.c,220-227

/6/,c/234-244

/18/,c.201-202

/9/,c.231-234

4

9


10
Валы, подшипники, уплотнения

Валы и оси. Виды. Проектировочный расчет. Расчетные схемы. Проверочный расчет на усталостную прочность, жесткость и колебания.

Подшипники. Классификация. Принцип работы. Требования. Подшипники качения. Конструкции. Степени точности. Расшифровка. Материалы. Расчет подшипников качения по статической и динамической грузоподъемности. Проверочный расчет на долговечность.

2


2

/9/,c.295-307

/18/,c.316-337

/8/,c.339-353


/9/,c.308-340

/18/,c.372-401

/15/,c.323-401

/8/,c.396-431

/21/,c.425-439







Подшипники скольжения. Классификация. Виды трения. Смазочные и конструкционные материалы. Конструкции. Условные расчеты. Проверочные расчеты подшипников скольжения. Формула Рейнольдса. Критерии работоспособности. Стационарные и динамические характеристики. Уплотнения подвижных и неподвижных соединений. Классификация уплотнений. Параметры, выбор и расчет уплотнений.



/9/,c.308-340

/18/,c.372-401

/15/,c.323-401

/8/,c.396-431

/21/,c.425-439


/15/,c.472-521

/8/,c.458-460

5

11
Муфты, пружины, демпферы

Муфты. Назначение. Классификация. Конструкции. Выбор и проверка муфт. Пружины. Рессоры. Демпферы. Параметры. Выбор и расчет

2

/9/,c.341-375

/18/,c.417-459

/18/,c.406-416

/15/,c.488-524

6

12


13


14
Соединения

Соединения. Классификация. Резьбовые соединения. Виды. Расчет резьбы на срез и смятие. Условие равнопрочности. Распределение нагрузки по виткам резьбы. Диаграмма затянутого резьбового соединения. Расчет резьбовых соединений при условии раскрытия (нераскрытия) стыка. Расчет группы болтов.

Сварные и клепаные соединения. Расчет различных видов сварных и заклепочных швов. Паяные и клеевые соединения.

Назначение, параметры и расчет (выбор) шпоночных, шлицевых, штифтовых и клеммовых соединений. Соединения гарантированным натягом.

2


2


2

/9/,c.21-57

/18/,c.56,

90-117

/15/,c.57-97

/8/,c.284-303

/21/,c.206-228

/1/,c.257-315


/9/,c.58-83

/18,c.56-79

/15,c.13-47

/9/,c.87-112

/18/,c.72-126

/15/,c.97-106

7

15
Конструирование деталей и узлов

Корпусные детали. Преобразователи движения. Управляющие устройства. Эвристические, экспериментальные и формализованные методы проектирования. Математически модели технических объектов. Принципы конструирования.
4

/6/,c.257-284

/1/,c.462-497

Всего часов
32




6 Перечень лабораторных работ

Таблица 4


Рабочий план лабораторных занятий и СРС


№ Раздела
№ работы


Наименование лабораторной работы

Кол-во часов на одну лаб/раб
Рекомендуемая

литература

Ауд.
СРС
Номер методической литературы
Номер и стр. основной и (или) дополнительной литературы

1
1
Исследование жесткости и критических частот вращения валов
4
2
/5/

/4/

/12/
/1/, c.302-305

/2/, c.330-335

4
2
Конструкции подшипников качения
4
2
/5/
/9/,c.308-340

/18/,c.372-401

2
3
Исследование работоспособности ременных передач
4
2
/1/

/5/

/12/
/1/, c.251-275

/2/, c278-304

/3/, c.226-246

3
4
Паспортизация зубчатого двухступенчатого редуктора
4
2
/2/

/7/

/10/

/12/
/1/, c.113-197

/2/, c.150-227

/3/, c.309-320

2
5
Паспортизация червячного редуктора
4
2
/2/

/7/

/10/

/12/
/9/,c.198-215

/18/,c.228-248

/6/,c.1-72-76

/8/,c.220-235

/21/,c.340-357

Всего часов
20
10







7 Перечень практических занятий

Таблица 5

Рабочий план практических занятий и СР

№ Раздела
№ занятия
Наименование

темы практического

занятия
Кол-во часов на одну л/р
Рекомендуемая

литература

Аудит.
СРС
Номер методической литературы
Номер и страницы основной и (или) дополнительной литературы

1
2
3
4
5
6
7

1


1


3


7
1


2


3


4
Принципы и методы конструирования. Условные обозначения, индексы и сокращения. Выдача заданий на курсовой проект. Цели, задачи, объем, сроки и последовательность выполнения проекта

Кинематический расчет привода. Выбор двигателя. Определение мощности, крутящих моментов частот вращения валов.

Выполнение кинематического расчета на ЭВМ с использованием автоматизированных систем. Выбор материалов и термической (химической) обработки зубчатых колес. Определение допускаемых напряжений.

Выполнение проектного расчета редуктора. Эскизная компоновка. Расчет жесткости типовых деталей. Геометрические параметры зубчатых колес.

2


2


2


2
4


10
/1/

/2

/3/

/4/


/1/

/5/

/11/

/12/

/1/

/7/

/11/

/12/


/1/

/7/

/11/

/12/
/1/, c.3-17

/10/, c.12-135


/6/, с. 5-10


/1/, c.115-175

/2/, c.151-163


/6/, с. 42-53,

с. 62-76

1
2
3
4
5
6
7

3


2
5


6
Элементы автоматизированного проектирования деталей машин. Построение расчетных программ для ЭВМ. Рациональность конструкций редукторов.

Силовые схемы. Оптимизация параметров.
2


-
2


2
/1/

/2/

/3

/11/

/12/

/13

/1/

/2/

/7/

/11/
/2/, c.51-56


/1/, c.292-294

/2/, c.308-315

4
7
Проектировочный и проверочный расчет валов
2
2
/12/

/14/









Всего часов
12
14








8 Распределение самостоятельной работы студентов по формам работы

№

п/п
Вид самостоятельной

работы
Семестр

Неделя
Кол-во

часов
Рекомендуемая литература

1

2


3


4
Курсовой проект

Подготовка к лабораторным работам

Подготовка к практическим занятиям

Изучение теоретического материала
4

4


4


4


1-28
56

20


14


26
1-24


5


1-3

1, 2-24

Конспект лекций



9 Учебно-методическое, материально-техническое обеспечение
  1. Савин Л.А., Соломин О.В. Автоматизированный расчет механических передач. Учебное пособие. – Орел: ОрелГТУ, 2001. – 212 с.
  2. Савин Л.А. Компьютерный практикум по инженерным расчетам. Учебное пособие. – Орел: ОрелГТУ, 2001. – 61 с.
  3. Савин Л.А., Соломин О.В. Расчет элементов машин в системе EXCEL. Учебное пособие. – Орел: ОрелГТУ, 2001. – 90 с.
  4. Савин Л.А., Мосин В.З. Справочный материал и картотека заданий. - Методическое указание к курсовому проектированию по дисциплине “Детали машин”. – Орел: ОрелГТУ, 1997.- 23с.
  5. Савин Л.А., Борисенков В.А., Куликов Р.Н. Кинематический расчет механических приводов. Метод. указания. – Орел: ОрелГТУ, 1997. - 16с.
  6. Борисенков В.А., Савин Л.А. Исследование подшипника скольжения. Метод. указания к лабораторной работе. – Орел: ОрелГТУ, 1996. - 11с.
  7. Долотов А.М. Расчет элементов редуктора. Учебное пособие по курсовому проектированию по дисциплине "Детали машин". В 2-х т. – Орел: ОрелГТУ, 1996.
  8. Стенды настенные с образцами подшипников качения, подшипников скольжения, уплотнений, резьбовых соединений.
  9. Комплект плакатов по механическим передачам и соединениям.
  10. Препарированные зубчатые и червячные редукторы.
  11. Программа расчета узлов и деталей машин "Восход".
  12. Автоматизированная система расчета и проектирования машин, механизмов и конструкций АРМ Win Machine.
  13. Прикладные программы расчета деталей машин в системе EXCEL.
  14. Автоматизированная система для выполнения кинематических расчетов механических приводов “Кинематик”.

15. Программа расчета на ЭВМ стационарных и динамических характеристик опор скольжения “Подшипник-Криоген”.

10. Рекомендуемая литература


10.1 Основная литература
  1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Изд. 8-е в 3-х тт. - М.: Машиностроение,1999.
  2. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике: Справочное пособие для инженеров и конструкторов в 5 томах. –М; Наука, 1979 г.
  3. Детали машин. Атлас конструкций. Под ред. Решетова Д.Н. Изд. 5-е в двух частях. М.: Машиностроение, 1992.
  4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов.  7-е изд., испр.  М.: Высш. шк., 2001.  447 с.: ил.
  5. Заблонский К.И. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов.  Киев.:Вища. школа, 1985.  518 с.
  6. Иванов М.Н. Детали машин. Учебник для вузов. Изд. 6-е. М.: Высшая школа, 1998.
  7. Иосилевич Г.Б. Детали машин. - М.: Машиностроение, 1988.
  8. Кузьмин К.Н. Расчеты деталей машин. - М.: ВШ, 1988.
  9. Машиностроение. Энциклопедия. М.: Машиностроение, 1995. Детали машин. Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка. Т. IV-1/Под общ. ред. Д.Н. Решетова.
  10. Орлов П.И. Основы конструирования.-М.: Машиностроение, т.1,т.2, 1988.
  11. Решетов Д.Н. Расчет деталей машин на ЭВМ. Учебное пособие для вузов. Высшая школа, 1985.
  12. Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для вузов. Изд. 4-е. М.: Машиностроение, 1989.
  13. Шелофаст В.В. Основы проектирования машин. М.: Изд-во АПМ,2000–472 с.
  14. Чернавский С.А, Снесарев Г.А.и др. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие. - М.: Машиностроение,1984.


10.2 Дополнительная литература
  1. Гузенков П.Г. Детали машин. - М.: Высшая школа, 1982.
  2. Джонс Д.К. Методы проектирования. –М; Мир, 1986-326 с.
  3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Расчет допусков размеров. – М.: Машиностроение, 2001.
  4. Конструкционные материалы: Справочник. Под общ. Редак. Б.Н.Арзамасова.-М: Машиностроение, 1990. –688 с.

Кудрявцев В.Н. Детали машин. - М.: Машиностроение, 1980.
  1. Проников А.С. Надежность машин-М: Машиностроение., 1998 –592 с.
  2. Ряховский О.А., Иванов С.С. Справ. по муфтам. - Л.: Политехника, 1991.
  3. Снесарев Г.А. Конструирование редукторов. Методические рекомендации по технической механике. Выпуск 6.-М.: Высшая школа, 1982.
  4. Электротехнический справочник. Под. Ред. Орлова И.Н. Т2-М: Энергоатомиздат, 1985, -711 с.