Geum.ru

Навчальна програма дисципліни технічна механіка для напрямку підготовки

Вид материалаДокументы
Подобный материал:

Міністерство освіти та науки України

Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут”




Затверджую

Декан факультету.

Аерокосмічних систем

________Збруцький А.В.

___ _______ ____


НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ

ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА

Для напрямку підготовки

6.051001 Метрологія та інформаційно - вимірювальні технології


Програму рекомендовано

Ухвалено методичною комісією кафедрою інформаційно

Факультету аерокосмічних систем вимірювальної техніки

Протокол №.....від................... протокол №. ...від . .04. 2007 р

Голова методичної комісії Зав. кафедрою

.................Бобков Ю.В. ............. Циделко В.Д.

....04.2007р. ....04.2007 р.


КИЇВ 2007

I. Загальні відомості.

Завданням дисципліни є вивчення місця і ролі механічних пристроїв у вимірювальних приладах і інформаційно - вимірювальних системах.

Особливістю таких механічних пристроїв є висока кінематична точність, швидкодія, зв'язок проектування їхній з досягненнями електроніки, кібернетики, автоматичного регулювання і керування.

У результаті вивчення курсу студенти повинні:

а) знати принципи й області застосування механізмів вимірювальних приладів і систем, тенденції розвитку механічних пристроїв вимірювальної техніки, особливості роботи механізмів у приладах;

б) уміти використовувати сучасні методи проектування, що забезпечують одержання необхідних функціональних параметрів механізмів (кінематичної точності, надійності, економічній ефективності), вибирати матеріали і технологічні процеси, що забезпечують досягнення заданих параметрів якості при виготовленні і наступній експлуатації;

в) мати навички використання сучасної технічної літератури, довідників, типових програм для ЕОМ, що відносяться до області проектування механічних пристроїв приладів, оформлення графічної і текстової конструкторської документації відповідно до вимог стандартів.

Вивчення дисципліни базується на використанні знань, одержуваних при вивченні математики, фізики, теорії ймовірності і математичної статистики, програмування та інженерної графіки.

Загальний обсяг годин необхідний для вивчення дисципліни за навчальним планом складає 234 годин.


Форма навчання
Семестри
Всього

кредитів/годин
Розподіл навчального часу за видами занять

Семестрова

атестація

Лекції
Практичні заняття
Лабораторні роботи
РГР
Курсовий проект
СРС

Денна
2,3
6,5/234
45
36
18
+
+

135

Іспит

Заочна
4,5
6,5/234
8
6
8
+
+
212
Іспит


II. Зміст навчального матеріалу.

1 Вступ

1.1 Місце і роль механізмів у вимірювальних пристроях і системах автоматики. Особливості механічних пристроїв приладів - високі кінематична точність, швидкодія, надійність; зв'язок проектування сучасних механізмів з досягненнями електроніки, кібернетики, автоматичного регулювання і керування.

1.2. Роль методів автоматизованого проектування при створенні конструкцій оптимальних механізмів.

2. Основи теорії механізмів.

2.1. Цільова функція механізму (М) у вимірювальних пристроях і системах автоматики. М як перетворювач механічних параметрів руху.

2.2. Структура М та їхня класифікація. Плоскі й просторові М. Визначення надійності М по структурних ознаках. М оптимальної структури без надлишкових зв'язків.

2.3. Геометричні характеристики структурно - простих і структурно - складних М - функції положення, швидкості, прискорення; методи їхнього визначення - аналітичні, графоаналітичні.

2.4. Сили, що діють на ланки М, реакції в кінематичних параметрах, сили тертя; методи визначення цих сил. ККД механізму. Зрівноважування сил інерції, статичне та динамічне балансування ланок М.

2.5. Приведені параметри М. Рух М під дією прикладених сил, швидкодія М. Механічні коливання в конструкціях, резонансні явища в М.
  1. Основи розрахунку деталей на міцність.

3.1. Мета і методи розрахунків на міцність, твердість і стійкість. Коротка характеристика конструкційних матеріалів для М вимірювальних приладів і систем автоматики: сталі, алюмінієві і магнієві сплави, кольорові метали і сплави зі спеціальними властивостями: пластмаси, кераміка, скло, гума. Механічні характеристики матеріалів, обумовлені експериментально. Модулі пружності. Показники пластичності і твердості.

3.2. Розрахунок міцності і твердості деталей при основних видах навантаження : розтяганні – зжиманні, зрушенні, крутінні, вигині. Раціональні форми перетинів деталей.

3.3. Міцність і твердість при складних видах навантаження. Розрахунок міцності контактних з'єднань.

3.4. Визначення стійкості стрижнів при подовжньому стиску. Міцність (витривалість) матеріалів при циклічних навантаженнях.


4. Основи взаємозамінності й елементи теорії точності механізмів

4.1. Функціональна і геометрична взаємозамінність при виробництві продукції. Параметри точності М/ джерела їхніх погрішностей. Похибки схеми: технологічні, експлуатаційні. Вплив параметрів навколишнього середовища на роботу М. Механічні і кліматичні випробовування приладів. Методи визначення параметрів точності М.

4.2. Кінематичні похибки і мертвий хід М. Способи досягнення заданої точності параметрів М – методом повної і часткової взаємозамінності.

4.3. Технологічні похибки і забезпечення взаємозамінності по геометричних параметрах. Єдина система допусків і посадок у конструкторській документації. Економічні передумови уніфікації і стандартизації при виробництві виробів .

5. Основи конструювання механізмів

5.1. Проектування механізмів із заданою цільовою функцією. Структурно-кінематичний і конструкторсько - технологічний рівні проектування. Використання методу організуючих понять при розробці схеми та конструкції механізму.

5.2. Методи автоматизованого проектування й оптимізації М с допомогою ЕОМ. Проектування М оптимальної структури (без надлишкових зв'язків). Кінематичний і машинобудівний методи конструювання з'єднань у М. Характеристики конструктивної досконалості й економічної ефективності конструкції.

6. Пружні елементи приладів

6.1. Пружні елементи у вимірювальних перетворювачах і механізмах: пружини і гнучкі оболонки. Вимірювальні і силові пружні елементи приладів, їхні характеристики. Матеріали для пружних елементів.

6.2. Конструювання пружин - прямих, спіральних, кручення, біметалічних для вимірювальних перетворювачів. Похибки пружних елементів.

6.3. Конструкції силових пружних елементів пружинних двигунів і їхній розрахунок. Конструювання і розрахунок пружних оболонок - мембран, сильфонів, трубчастих пружин вимірювальних перетворювачів; забезпечення точності вимірювальних пристроїв із пружними елементами.

7. Направляючі для обертального та прямолінійного руху в приладах і механізмах та параметри їхньої точності

7.1. Види напрямних обертального руху і їхня порівняльна оцінка. Параметри точності напрямних. Опори з тертям ковзання, кочення, пружні і спеціальні - газові, рідинні, магнітні. Кернові опори приладів.

7.2. Підвіси і розтяжки для вимірювальних приладів. Вибір матеріалів, розрахунок похибок і забезпечення параметрів кінематичної точності опор для обертального руху. Конструювання валів та осей.

7.3 .Напрямні для прямолінійного руху. Типи і конструктивні схеми напрямних. Схеми навантаження і силова працездатність напрямних; опорні вузли з тертям ковзання, кочення, на пружних зв'язках. Розрахунок похибок направляючих, забезпечення кінематичної точності прямолінійного руху.

8. Передавальні механізми і параметри їхньої точності

8.1. Передавальні механізми приладів як лінійні і функціональні перетворювачі руху. Зубчаті М - циліндричні, конічні, гіперболоїдні. Геометрія і кінематичні параметри зубчатої передачі. Параметри кінематичної точності і методи їхнього визначення.

8.2. Фрикційні механізми з твердими і гнучкими ланками: геометрія, кінематичні параметри, погрішності. Планетарні і хвильові зубчаті і фрикційні передачі. Застосування цих М в приладах, параметри їхньої кінематичної точності.

8.3. Кулачкові функціональні перетворювачі, геометрія, кінематичні параметри, забезпечення кінематичної точності.

8.4. Гвинтові М приладів; структура, кінематичні параметри, похибки; методи конструювання шарнірно - стрижневих, тригонометричних, кулісних, повідкових М. М переривчатого руху - мальтійські, зубчаті, храпові. Геометрія та кінематичні параметри цих М, застосування їх у приладах, особливості конструювання.

9. Допоміжні пристрої приладових механізмів

9.1. Регулятори швидкості обертального та прямолінійного руху. Принципи стабілізації швидкості ланок у М. Параметри точності регулювання. Гальмові регулятори із сухим тертям, повітряні, із пружним деформуванням елементів. Спускові регулятори приладів та їх похибки. Системи автоматичного регулювання і показники якості цих систем.

9.2.Муфти. Призначення і класифікація муфт. Основні типи сполучних, обмежувальних та керованих приладових муфт. Похибки передачі обертального руху муфтою.

9.3. Фіксатори й обмежники. Призначення і застосування їх у приладах та механізмах. Характеристики фіксаторів і обмежників і розрахунок їхніх параметрів .

10. Відлікові пристрої

10.1 Відлікові пристрої (ВП) М та приладів. Призначення і види ВП. Шкальні ВП, основні елементи і параметри шкал, показники якості шкальних ВП. Вибір параметрів ВП, розрахунок похибок, забезпечення параметрів точності конструювання.

10.2 Механічні цифрові ВП, вибір дискретності пристрою, конструкція і проектування.


III. Тематика практичних занять

1. Структурний аналіз механізмів.

2. Аналітичні та графоаналітичні методи визначення швидкостей і прискорень ланок у механізмах.

3. Розрахунок силових параметрів та динамічний розрахунок механізмів.

4. Розрахунок міцності і твердості деталей у механізмах.

5. Вибір допусків і посадок деталей, що з’єднуються.

6 Розрахунок лінійних розмірних ланцюгів.

7 Розрахунок кінематичних параметрів передавальних М.

8.Розрахунок геометричних параметрів і розмірів ланок передавальних М.

9.Розрахунок кінематичної погрішності і погрішності мертвого ходу передавальних М.

10. Розрахунок параметрів відлікових і допоміжних пристроїв.


IV. Тематика лабораторних занять

1. Визначення розмірів ланок і якості поверхонь їхніх елементів.

2. Визначення маси і моментів інерції ланок розрахунковим та експериментальним способами.

3. Дослідження характеристик пружин приладів.

4 Дослідження характеристик мембран і сильфонів вимірювальних перетворювачів.

5 Дослідження характеристик опор обертального руху приладів і механізмів.

6 Дослідження зубчатих пар і визначення їхніх параметрів.

7 Дослідження точності зубчатих передавальних механізмів.

  1. Індивідуальні завдання

З метою придбання студентами навичок самостійного рішення технічних задач і закріплення знань доцільне виконання розрахунково-графічної роботи ( паралельно з вивченням теоретичного матеріалу) і курсового проекту (після закінчення вивчення теоретичного матеріалу).

Тема розрахунково-графічної роботи: “ Комплексне дослідження важільних механізмів”.

Тема курсового проекту “Проектування, конструювання і розробка конструкторської документації механізмів і механічних пристроїв вимірювальних приладів і інформаційно - вимірювальних систем”.

  1. Контрольні роботи

З метою досконалішого засвоєння матеріалу дисципліни по кожному розділу проводяться контрольні роботи.

Загальна кількість контрольних робіт відповідно до кількості розділів становить 10, по два питання в одній роботі.


VII. Методичні вказівки.

При складанні робочої навчальної програми для студентів заочної форми навчання необхідно зважити на обмежену кількість годин для лекцій. Тому слід раціонально добирати теми для лекційного навчання.


VIII. Навчально – методичні матеріали
  1. Артоболевський І.І. Теорія механізмів і машин. М. Наука 1975.
  2. Бойко В.А. Технічна механіка. Конспект лекцій, частина 1, К. 2006 р.
  3. Бойко В.А. Технічна механіка. Конспект лекцій, частина 2, К. 2006 р.
  4. Бойко В.А. та інші: Курсовые и дипломные проекты. Требования к оформлению документации. – К.: “Корнійчук”, 2003
  5. Вопилкин Е.А. Розрахунок і конструювання точних механізмів систем і приладів. М./1981.
  6. Деталі і механізми приладів: Довідник /Б. М. Уваров, В.А.Бойко, В.Б. Подаревський, Л.И. Власенко./- К.: Техн1ка/ 1987
  7. Дунин - Барковский И.В. Взаємозамінність/ стандартизація і технічні виміри. Підручник для вузів. - М./ У стандартів/ 1987
  8. Заплетохин В.А. Конструювання деталей механічних пристроїв: Довідник,- Л.: Машинобудування 1990.
  9. Красковський Е.Я./ Дружинін Ю.А./ Філатова Е.М. Розрахунок і конструювання механізмів приладів і обчислювальних систем. Навчальний посібник для приладобуд.. спец. вузів /Під ред. Ю.А.Дружиніна - 2-і изд. перераб. і доп./ - М.: Вища школа/ 1991.
  10. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвєєв В.В. Довідник по опору матеріалів. - Київ: Наукова думка/ 1988.
  11. Елементи приладових пристроїв (Курсове проектування):Навчальний посібник для студентів вузів. У 2-х частинах. Під ред. О.Ф. Тищенко - М.:/ Вищ. школа/ 1978
  12. . Елементи приладових пристроїв (Основний курс у 2-х частинах): Учбов. посібник для студентів вузів. У 2-х частинах. Під ред. О.Ф. Тищенко - М.: Вищ. школа/ 1982.
  13. Методичні вказівки по курсовому проектуванню по дисципліні "Технічна механіка". к- ра ЗВТ, вип. 1999 ... 2004 р.


Навчальна програма складена на основі освітньо – професійної програми СВО для напрямку підготовки: 6.051001 метрологія та інформаційно - вимірювальні технології


Розробник програми

Старший викладач кафедри інформаційно – вимірювальної техніки Бойко В.А.