Рабочая программа специальности 100700. Промышленная теплоэнергетика (ПТ) направления 650800. Теплоэнергетика испециальности 330100. Безопасность жизнедеятельности в техносфере (бжт) направления

Вид материала

Рабочая программа

Содержание 656500. Безопасность жизнедеятельности 1. Цели и задачи дисциплины 1.2. Задачи изучения дисциплины 2. Содержание дисциплины 2.1. Теория механизмов и машин 2.1.2. Структура механизмов 2.1.3. Анализ механизмов 2.1.4. Синтез механизмов 2.2. Сопротивление материалов 2.2.2. Растяжение и сжатие 2.2.3. Геометрические характеристики сечений 2.2.4. Сдвиг. Кручение 2.2.6. Сложное сопротивление. Теории, прочности 2.2.7. Устойчивость сжатых стержней 2.2.8. Переменные напряжения 2.2.9. Упругие колебания и удар 2.3. Детали машин 2.3.3. Механические передачи 2.3.4. Валы, подшипники, муфты 3. Виды работ с распределением времени ... Полное содержание

Подобный материал:

• Рабочая программа для студентов VI курса специальности, 350.79kb.
• Рабочая программа для студентов Vкурса специальности 290800. Промышленная теплоэнергетика, 63.46kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины сд. 13 Информационные технологии в управлении, 340.61kb.
• Чурикова Екатерина Валериевна рабочая программа, 322.31kb.
• Рабочая программа и задание на курсовую работу с методическими указаниями для студентов, 1673.35kb.
• Рабочая программа для студентов II курса специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности, 279.42kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины «промышленная экология региона», 229.54kb.
• К ф. н., доцент Латышева, 547.01kb.
• Рабочая программа для студентов IV курса специальности 100700 промышленная теплоэнергетика, 243.31kb.
• Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов, 1598.02kb.

МПС РОССИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ




16/3/1


Одобрено кафедрой «Теоретическая и прикладная механика»

Утверждено деканом факультета «Транспортные средства»

МЕХАНИКА

(ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА)


Рабочая программа


специальности

100700. ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА (ПТ)

направления

650800. ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА И специальности

330100. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ТЕХНОСФЕРЕ (БЖТ)



направления





Москва - 2007

656500. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ


Разработана на основании примерных учебных программ дан­ных дисциплин, составленной в соответствии с государственны­ми требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальностям: 100700 и 330100.


Составители — проф. В.Г. МИЦКЕВИЧ, проф. Г.П. НОС­КОВ, проф. B.C. СЕМЕНОЖЕНКОВ, доц. А.В. ВАСИЛЬЕВ


© Российский государственный открытый технический университет путей сообщения, 2002

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Цели изучения дисциплины — овладеть знаниями, уме­ниями и навыками, необходимыми для дальнейшего изучения специальных инженерных дисциплин и последующей деятельно­сти в условиях производства.

"Механика" (прикладная механика) — дисциплина, представ­ляющая собой основу общетехнической подготовки инженеров.

В курсе "Механика" в полной мере используются сведения, полученные студентами при изучении общенаучных и инженер­ных дисциплин, таких как "Высшая математика", "Физика", "Ин­женерная графика", "Вычислительная математика", "Теоретичес­кая механика" и др.

Будучи комплексной дисциплиной, "Механика" включает в себя в том или ином объеме основные положения курсов "Сопро­тивление материалов", "Теория механизмов и машин", "Детали машин и основы конструирования". При этом соответствующие разделы вводятся как логически обусловленные и связанные меж­ду собой темы единой дисциплины.


1.2. Задачи изучения дисциплины

Изучив дисциплину, студент должен:

1.2.1. Иметь представление об общих принципах проектирования и конструирования, построения моделей и алгоритмов расчетов типовых изделий машиностроения с учетом их главных критериев работоспособности, что необходимо при создании нового или модернизации и на­дежной эксплуатации действующего оборудования отрасли.

2. Знать и уметь использовать основные положения сопротивления материалов, теории механизмов и машин, деталей машин.
   
3. Иметь опыт правильного выбора расчетной модели и выполнения необходимых расчетов в процессе проектирования и оценки работоспособности изделий машино­строения.
   

Тематика практических занятий и номера лаборатор­ных работ из приведенного в данной программе перечня ут­верждены решением кафедры в зависимости от специальнос­ти студента,

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение

Прикладная механика как научно-теоретическая осно­ва механизации и автоматизации производства. Её связь с другими науками. Роль отечественных ученых в создании научных школ. Структура курса и его связь с другими дис­циплинами [1, c.2 -4; 2, c.3- 6].


2.1. ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

2.1.1. Общие сведения

Основные понятия и определения: изделие машиностро­ения, оборудование, машина, аппарат, установка, прибор, механизм, сборочная единица, деталь. Механизм как кине­матическая основа технологических, энергетических, транс­портных, информационных и других машин [1, c.4-6; 2, c.4-5].


2.1.2. Структура механизмов

Звенья и их связи. Кинематические пары, их виды и свойства. Кинематические цепи. Число степеней свобо­ды механизма. Структурные формулы. Классификация плоских шарнирно-рычажных механизмов [1, c.6-11; 2, c.7-17].


2.1.3. Анализ механизмов

Задачи и методы кинематического анализа механиз­мов. Кинематические диаграммы. Планы скоростей и ус­корений. Задачи и методы динамического анализа меха­низмов. Силы, действующие на звенья механизмов. Кине­тостатика плоского рычажного механизма. Уравновеши­вающая сила (момент). Приведенные массы, силы, момен­ты. Динамическая модель механизма. Уравнение движе­ния механизма. Неравномерность движения машинного аг­регата. Балансировка вращающихся тел. Трение в кине­матических парах. КПД механизмов [1, c.12-17; 2, c.203-215, 326-333; 5, c.18-36].


2.1.4. Синтез механизмов

Кинематический синтез. Динамический синтез. Ос­новная теорема зацепления. Цилиндрическая зубчатая пе­редача. Эвольвента окружности. Эвольвентное зацепле­ние, его параметры и свойства. Построение внешнего эвольвентного зацепления прямозубых цилиндрических колес. Способы изготовления цилиндрических зубчатых колес. Косозубые колеса. Пространственные передачи за­цеплением: прямозубая комическая передача, червячная передача.

Виды кулачковых механизмов. Определение профи­ля кулачка по заданной функции движения ведомого зве­на (толкателя) [1,c. 47-89; 2, c.143-158, 225-232, 320-323].


2.2. СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

2.2.1 .Общие сведения

Понятия, допущения и определения. Прочность, жест­кость и устойчивость. Схематизированные объекты изуче­ния: брус, пластинка, оболочка и массив. Сплошность, одно­родность и изотропность материала. Внешние силы и их клас­сификация. Деформации и перемещения. Метод сечений. Внутренние силы. Напряжение (полное, нормальное и каса­тельное) с.87 - 128; 2, c.27-34].


2.2.2. Растяжение и сжатие

Осевое (центральное) растяжение и сжатие. Напряже­ния.. Урав­нение совместности деформации.

Теоретический и эффективный коэффициенты концентрации. Контакты двух шаров. Контакты двух ци­линдров. Общий случай контакта двух тел. Предельные со­стояния. Коэффициент запаса прочности. Условия прочнос­ти при растяжении (сжатии). Расчет по допускаемым напря­жениям и допускаемым нагрузкам [1, c.123-167; 2, c.35-52].


2.2.3. Геометрические характеристики сечений

Площадь. Статический момент. Осевые или экватори­альные моменты инерции. Полярный момент инерции. Центробежный момент инерции. Зависимость между момен­тами инерции относительно параллельных осей. Моменты инерции простых и сложных сечений. Главные оси инерции и главные моменты инерции [1, c. 143-148; 2, c.75-79].


2.2.4. Сдвиг. Кручение

Напряженное состояние и деформации при сдвиге. Чис­тый сдвиг, 3акон Гука при сдвиге. Модуль сдвига. Практи­ческие расчеты на сдвиг.

Кручение круглого прямого вала. Момент сопротив­ления и напряжения при кручении. Угол закручивания и жес­ткость вала. Построение крутящих моментов и углов закру­чивания. Определение диаметра вала из условия прочности и жесткости при кручении. Напряжения в брусе прямоуголь­ного сечения при кручении [1, c.156-186; 2, c.52- 59].


2.2.5. Изгиб

Общие понятия о деформации изгиба. Чистый изгиб. Прямой изгиб. Поперечный изгиб. Опоры и опорные реакции балок. Изгибающий момент и поперечная сила. Зависимость между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсив­ностью распределенной нагрузки. Построение эпюр изгибаю­щих моментов и поперечных сил. Нормальные напряжения при изгибе. Осевые моменты сопротивления. Условие прочно­сти по нормальным напряжениям.

Касательные напряжения при изгибе. Главные напряже­ния. Расчет на прочность по допускаемым напряжениям. Рас­чет по предельным состояниям и допускаемым нагрузкам.

Линейные и угловые перемещения три изгибе. Дифферен­циальное уравнение изогнутой оси балки. Универсальное уравнение [1, c.201-223; 2, c.67-71,79-82].


2.2.6. Сложное сопротивление. Теории, прочности

Виды сложного сопротивления. Основные теории прочности. Косой изгиб. Внецентренное растяжение (сжатие). Изгиб с кручением [1, c.205-237; 2, c.85-88,63-67].

2.2.7. Устойчивость сжатых стержней

Понятие устойчивости. Продольный изгиб. Формула Эйлера для критической силы. Влияние способа закрепле­ния концов стержня на величину критической силы. Преде­лы применимости формулы Эйлера. Формула Ясинского. Практический метод расчета на устойчивость [1, c.234-245; 2, c.90-94].


2.2.8. Переменные напряжения

Усталость материалов. Предел выносливости. Влияние состояния поверхности и концентраторов напряжений на проч­ность. Масштабный фактор. Выносливость при совместном действии изгиба и кручения. Параметры циклов переменных напряжении. Определение коэффициента запаса прочности. Практические меры повышения усталостной прочности [1, c.211-2264; 2, c.94-101].


2.2.9. Упругие колебания и удар

Собственные и вынужденные упругие колебания сис­тем с одной степенью свободы. Резонанс при колебаниях. Приближенные, методы определения частот собственных колебаний. Напряжения при ударе. Ударная прочность. Ди­намические коэффициенты при ударных нагрузках [1, c. 259-273; 2, c.333-344].


2.3. ДЕТАЛИ МАШИН

2.3.1. Общие сведения

Детали машин общего назначения. Критерии работоспособности. Надежность и долговечность. Выбор ма­териалов. Стандартизация. Допуски и посадки. Единая систе­ма конструкторской документации [1, c.297- 316; 2, c. 110-122].


2.3.2. Соединения

Основные виды соединений. Сварные соединения. Способы сварки. Основные схе­мы нагружения. Резьбовые соединения. Область применения. Виды и гео­метрические параметры резьб. Стандартные крепежные дета­ли. Способы стопорения резьбовых соединений. Силовые соотношения в винтовой паре. Самоторможение. Расчет резь­бовых соединений на прочность [1, c. 325-341; 2, c.278-304].


2.3.3. Механические передачи

Общие сведения. Классификация, устройство и назна­чение передач. Силовые и кинематические соотношения в передачах.

Зубчатые передачи. Область применения. Достоинства и недостатки, классификация. Параметры зубчатых передач. Конструкции и материалы зубчатых колес. Точность изготов­ления. Критерии работоспособности зубчатых передач. Рас­чет цилиндрических прямозубых передач на контактную и изгибную прочность.

Особенности конструкций и расчета цилиндрических косозубых и конических прямозубых передач. Передачи с зацеплением Новикова.

Редукторы, мультипликаторы и коробки передач. Планетарные и дифференциальные передачи. Смазка зубча­тых передач.

Червячные передачи. Общие сведения, достоинства и недостатки. Основные параметры и их выбор. Критерии ра­ботоспособности. Материалы червяков и колес. Силы, дей­ствующие в зацеплении. Расчеты передачи на контактную и изгибную прочность. Червячные редукторы. Тепловой рас­чет и смазка.

Цепные передачи. Виды и область применения. Привод­ные цепи. Звездочки. Основные параметры и соотношения. Основы расчета.

Ременные передачи. Общие сведения, достоинства, недо­статки и область применения. Конструкции и материалы. Сиди, действующие в ременной передаче, и критерии ее работо­способности. Основы расчета плоско- и клиноременных передач.

Фрикционные передачи. Общие сведения. Классифика­ция, достоинства, недостатки и область применения. Мате­риалы. Критерии работоспособности. Расчет на прочность и рекомендации по конструированию.

Передачи винт-гайка. Область применения. Основные схемы. Резьбы. Передаточное отношение. КПД Расчеты си­ловых передач [1, c.242-323; 2, c126-143,163-202].

2.3.4. Валы, подшипники, муфты

Валы. Основные типы валов и их конструкции. Мате­риалы. Критерии работоспособности. Расчетные схемы. Приближенный расчет валов. Расчет на выносливость и жес­ткость.

Подшипники качания. Классификация. Основные типы, устройство и маркировка. Критерии работоспособности. Расчет (подбор) подшипников качения по динамической и статической грузоподъемностям. Смазка, монтаж и демон­таж подшипников.

Подшипники скольжения. Общие сведения. Режимы тре­ния. Конструкции подшипниковых узлов. Материалы вкладышей. Условный расчет. Смазка. Муфты. Общие све­дения, назначение и классификация [1, c.377-396; 2, c232-273].


3. ВИДЫ РАБОТ С РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ВРЕМЕНИ

Курс (семестры)	III
Всего часов	150
Аудиторные занятия	20 ч
Лекционные занятия	8 ч
Лабораторные занятия	12 ч
Контрольные работы (количество)	3
Самостоятельная работа	130 ч
Зачеты (количество)	1
Экзамены (количество)	1

4. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛЕКЦИОННЫХ ЗАНЯТИЙ

Раздел 1. Основные виды механизмов. Структурный анализ и синтез механизмов – 2 ч.

Раздел 2. Основные понятия; метод сечений; центральное растя­жение сжатие; сдвиг; прямой поперечный изгиб; кручение – 3 ч.

Раздел 3. Основы проектирования передач: зубчатых, чер­вячных, ременных, цепных, фрикционных. Критерии работоспо­собности – 3 ч.


ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПРОРАБОТКИ СТУДЕНТОМ

Раздел 1

1. Динамическая модель механизма.
   
2. Линейные и нелинейные уравнения движения в механизмах. Трение в кинематических парах.
   

Раздел 2

1. Обобщенный закон Гука. Понятие о статически неопреде­
   лимых задачах.
   
2. Моменты инерции простых и сложных сечений. Главные
   оси инерции и главные моменты инерции.
   
3. Виды сложного сопротивления. Основные теории прочности. Косой изгиб. Внецентренное растяжение (сжатие).
   Изгиб с кручением.
   

Раздел 3

1. Соединения. Основные виды. Схемы нагружения и расчета.
   
2. Валы. Основные типы валов. Расчетные схемы.
   
3. Подшипники качения. Критерии работоспособности. Расчет (подбор) подшипников.
   

3.4. Муфта. Назначение. Конструкции. Расчет.


5. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

5.1 .Определение элементов и параметров эвольвентных цилин­дрических колес — 2 ч.

5.2.Построение эвольвентных профилей зубьев цилиндричес­ких зубчатых колес методом обкатки — 2 ч.

3. Испытание стального стержня на растяжение — 2 ч.
   
4. Испытание стального стержня на кручение — 2 ч.
   
5. Определение напряжений и деформаций при изгибе — 2 ч.
   
6. Зубчатый редуктор. Изучение конструкций — 2 ч.
   

6. СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Контрольная работа № 1

1. Структурный и кинематический анализ рычажного механизма.
   
2. Расчет и построение эвольвентного зацепления прямозубых цилиндрических колес.
   

Контрольная работа № 2

Расчет прямых стержней на растяжение (сжатие), круче­ние, изгиб и циклическую прочность.

Контрольная работа № 3

Расчет одноступенчатого редуктора общего назначения.


7. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Настоящие методические указания составлены в соответствии с программой, содержат обзор основных разделов курса и вводят в круг понятий, определений и терминологии, необходимых как при первом знакомстве с предметом, так и при его последующем углубленном изучении.

В них даны рекомендации по приемам и методам самостоя­тельного изучения теоретической части курса, а также выпол­нения контрольных и лабораторных работ, приведены конт­рольные вопросы для самопроверки.

К экзамену студент допускается после выполнения всех конт­рольных и лабораторных работ. Экзаменационный билет содер­жит обычно два вопроса по теории и одну типовую задачу.


7.1.ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ ИМАШИН

7.1.1. Общие сведения

"Теория механизмов и машин" является научно-теоретической основой механизации и автоматизации про­изводства. Она тесно связана с математикой, физикой, тео­ретической механикой, техническим черчением. "Теория ме­ханизмов и машин" - наука, изучающая структуру, кинема­тику и динамику механизмов и машин. Её основные пробле­мы - исследование существующих механизмов (анализ) и проектирование новых по заданным условиям (синтез).

Одной из важнейших задач при изучении настоящего раздела является усвоение специальной терминологии, определений и основных положений. На их базе строятся все последующие исследования и выводы.

Прежде всего, надо знать, что называют механизмом и машиной.

Механизмом называют механическую систему тел, предназначенную для преобразования движения одного или нескольких из них в требуемое движение других тел. Комп­лекс механизмов, состоящий из двигателей, передач, рабо­чих органов и контрольно-регулирующих устройств, выпол­няющий работу по преобразованию энергии, материалов, информации или перемещению грузов, называют машиной.

По структурно-конструктивным признакам механизмы делятся на семь следующих видов: рычажные, зубчатые, вин­товые, кулачковые, фрикционные, механизмы с гибкими свя­зями и прочие, в том числе комбинированные.

В данном разделе прикладной механики основное внима­ние уделяется изучению рычажных и зубчатых механизмов.


7.1.2. Структура механизмов

В этой теме также вводится ряд понятий из классичес­кой теории механизмов и машин, которые следует запомнить.

Механизм и, следовательно, машину собирают из отдельных "частей" - деталей. Деталью называют изделие, изготовленное из монолитного материала без применения сборочных операций. Одна или несколько деталей, образую­щих жесткую систему тел, предназначенные для выполнения определенной функции в составе механизма, называют зве­ном. Звено может быть подвижным и неподвижным. Непод­вижное звено называют стойкой.

Под кинематической парой понимают подвижное соеди­нение двух звеньев, допускающее их относительное движе­ние. Места контакта каждого из двух звеньев называют эле­ментами кинематической пары. Элементы низших пар - по­верхности, высших - линии или точки.

На относительное движение каждого звена элементы ки­нематической пары налагают ограничения, называемые связями. В зависимости от числа налагаемых связей кинематические пары разделяют на пять классов. Под кине­матической цепью понимают связанную систему звеньев, образующих между собой кинематические пары. Цепи раз­личают открытые и замкнутые, простые и сложные, плос­кие и пространственные.

Число степеней свободы плоских механизмов W определяют по формуле Чебышева (1869 г.): W = 3n - 2p₅ - p₄, где n - количество подвижных звеньев; p₅ - количество кине­матических пар 5 класса (низших пар) и p₄ - количество ки­нематических пар 4 класса (высших пар).

Любой механизм имеет одно или несколько ведущих звеньев, количество которых соответствует значению W.

Ведущее звено, образующее со стойкой вращательную или поступательную кинематическую пару, относят к меха­низмам 1 класса. Более сложные механизмы можно полу­чить, если последовательно присоединять к одному или нес­кольким ведущим звеньям и стойке так называемые струк­турные группы Ассура (1914) - такие кинематические цепи, которые получают нулевую подвижность после присоедине­ния концевых пар к стойке. В состав этих групп входят толь­ко низшие кинематические пары. Структурные группы Ас­сура не изменяют числа степеней свободы механизмов. Их подразделяют на классы и порядки. Разложение кинемати­ческой цепи механизма на структурные группы называют структурным анализом. При структурном анализе опреде­ляют количество звеньев, количество и класс кинематичес­ких пар, число степеней свободы, класс и порядок структур­ных групп. По Артоболевскому (1905-1977 гг.) класс и по­рядок механизма соответствует наивысшему классу и по­рядку входящих в него структурных групп.

В процессе изучения материала по пособиям [1...6] сле­дует научиться самостоятельно решать задачи по структурному анализу различных видов механизмов.


Вопросы

1. Что называют кинематической цепью, механизмом, деталью, звеном механизма?

2. По каким признакам классифицируют кинематические пары и цепи

3. Что называют числом степеней свободы механизма и как его определить?
   
4. Какие кинематические цепи называют структурны­ми группами Ассура?
   
5. Объясните принцип структурной классификации плоских механизмов по Артоболевскому.
   
6. В какой последовательности выполняется структур­ный анализ механизмов?