Примерная программа дисциплины детали машин и основы конструирования Рекомендуется Минобразованием России для направлений подготовки (специальностей) в области техники и технологии

Вид материала

Содержание

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
4.2. Содержание разделов дисциплин
Сварные соединения, паяные и клеевые соединения.
Заклепочные соединения.
Резьбовые соединения.
Фрикционно-винтовые (клеммовые) соединения.
Соединения типа вал-ступица.
Зубчатые эвольвентные передачи
Передачи с круговинтовым зацеплением М.Л.Новикова
Волновые передачи.
Передачи винт-гайка.
Червячные передачи.
Цепные передачи.
Зубчато-ременные передачи.
Фрикционные передачи и вариаторы.
4.2.4. Валы и оси и их опоры.
Подшипники качения.
Подшипники скольжения.
...
Полное содержание

Подобный материал:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

детали машин и основы конструирования

Рекомендуется Минобразованием России для направлений

подготовки (специальностей) в области техники и технологии,

сельского и рыбного хозяйства

Москва 2001г.

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Предмет дисциплины - теоретические основы расчета, конструирования и надежной эксплуатации изделий машиностроения общетехнического назначения.

Курс базируется на общенаучных и общетехнических дисциплинах: математике, физике, теоретической механике, инженерной графике, материаловедении, технологии материалов, сопротивлении материалов, теории механизмов и машин, метрологии. Изучение дисциплины завершает общетехническую и общеинженерную подготовку.

Цель дисциплины - активно закрепить, обобщить, углубить и расширить знания, полученные при изучении базовых дисциплин, приобрести новые знания и сформировать умения и навыки, необходимые для изучения специальных инженерных дисциплин и для последующей инженерной деятельности.

Задачи дисциплины заключаются в изучении общих принципов расчета и приобретении навыков конструирования, обеспечивающих рациональный выбор материалов, форм, размеров и способов изготовления типовых изделий машиностроения.
^

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Студент, изучивший курс "Детали машин и основы конструирования", должен знать:

Основные требования работоспособности деталей машин и виды отказов деталей.
Типовые конструкции деталей и узлов машин, их свойства и области применения.
Принципы расчета и конструирования деталей и узлов машин.

Студент по окончании изучения курса должен уметь:

Конструировать узлы машин общего назначения в соответствии с техническим заданием.
Подбирать справочную литературу, стандарты, а также прототипы конструкций при проектировании.
Учитывать при конструировании требования прочности, надежности , технологичности, экономичности, стандартизации и унификации , охраны труда, промышленной эстетики.
Выбирать наиболее подходящие материалы для деталей машин и рационально их использовать.
Выполнять расчеты типовых деталей и узлов машин, пользуясь справочной литературой и стандартами.
Оформлять графическую и текстовую конструкторскую документацию в полном соответствии с требованиями ЕСКД.

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Трудоемкость дисциплин для каждого направления подготовки специалистов определяется государственным образовательным стандартом.

Рекомендуется следующее распределение трудоемкости дисциплины при общей трудоемкости 204 часа ( для дисциплин с меньшей трудоемкостью распределение соответственно изменяется).

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
Общая трудоёмкость дисциплины	204	5	6	7	8
Аудиторные занятия:	102	102	-
Лекции	51	51	-
Упражнения	17	17	-
Лабораторные работы	34	34	-
Самостоятельная работа:	102	34	68
Курсовой проект (работа)	68	-	68
Подготовка к упражнениям и лаб. работам	26	26	-
Выполнение домашних заданий	8	8	-
Вид итогового контроля (зачёт, экзамен)		Экзамен	Зачет

Учебный план должен быть составлен таким образом, чтобы изучение теоретических разделов данной дисциплины начиналось после изучения базовых дисциплин, указанных в разделе 1, а курсовое проектирование проводилось не параллельно с изучением теоретического курса, а в следующем семестре. Теоретическая подготовка завершается экзаменом, а курсовое проектирование - защитой курсового проекта в форме зачета.
^

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

(лекции, упражнения, домашние занятия, лабораторные работы, курсовое проектирование).

введение (л.);

соединения (л.; упр.; дз.; лр.);

передачи (л.; упр.; дз.; лр.);

валы и оси и их опоры ( л.; упр.; дз.; лр.);

упругие элементы и муфты ( л.; упр.; лр.);

корпусные детали (л.);

расчет деталей на надежность (л.; упр.);

трение, изнашивание и смазка (л.);

основы конструирования (л.; кп.).
^

4.2. Содержание разделов дисциплин

4.2.1. Введение

Предмет курса. Значение машиностроения для социально-экономического развития общества. Краткие сведения из истории машиностроения. Основные направления развития конструкций механизмов и машин.

Основные задачи курса. Связь курса с общенаучными , общеинженерными и специальными дисциплинами.

Основные понятия и определения. Изделия машиностроения. Деталь, сборочная единица (узел), механизм, машина.

Классификация деталей машин по назначению: передачи, валы и оси, подшипники и направляющие, соединения, муфты, пружины, уплотнения, корпусные детали и т.п.

Основные требования к деталям машин: функциональные, эксплуатационные, производственно-технологические, экономические, требования эргономики и другие. Возможность реализации их в конструкции. Основные принципы конструирования деталей машин. Понятие о надежности и долговечности. Основные термины. Случайные и закономерные отказы. Пути повышения надежности. Неразрушающие методы контроля состояния деталей и обеспечение контролепригодности конструкции. Основные требования к материалам деталей и пути их обеспечения при конструировании. Главные критерии работоспособности деталей машин: прочность, жесткость, вибростойкость, износостойкость, тепло(хладо) стойкость.

Виды нагрузок, действующих на детали машин. Типовые режимы нагружения. Модели разрушений деталей и критерии их расчета: статическая и малоцикловая прочность, сопротивление усталости, ползучесть, жесткость, вибростойкость, износостойкость, теплостойкость и др. Особенности расчета по этим критериям при статических и переменных нагрузках. Учет динамических нагрузок. Коэффициент динамичности.

4.2.2. Соединения.

(Допустимо по усмотрению кафедры начинать изучение деталей машин отдельных групп с зубчатых передач, если их геометрия и кинематика в ТММ изучалась в предыдущем семестре)

Классификация соединений. Соединения стержней, листов и корпусных деталей, соединения типа вал-ступица, соединения валов, соединения труб. Соединения разъемные и неразъемные. Соединения фрикционные и нефрикционные.

^ Сварные соединения, паяные и клеевые соединения.

Сварные соединения и их роль в машиностроении. Основные типы соединений дуговой сваркой: соединения стыковые, нахлесточные, тавровые, угловые. Соединения электрошлаковой сваркой. Соединения контактной сваркой. Расчет на прочность сварных швов. Допускаемые напряжения и запасы прочности. Расчеты на прочность при переменных напряжениях. Особенности конструирования сварных соединений.

Паяные соединения, припои. Методы пайки. Достоинства и области применения паяных соединений. Конструирование и прочность паяных соединений.

Клеевые соединения в машиностроении. Вид клеев. Прочность. Клеерезьбовые, клеезаклепочные и клеесварные соединения.

^ Заклепочные соединения. Область их применения. Классификация. Основные типы заклепок. Прочность однозаклепочного соединения. Типовые конструкции узлов, конструктивные соотношения. Расчет на прочность группового заклепочного соединения. Нормативы на допускаемые напряжения и запасы прочности.

^ Резьбовые соединения. Основные определения. Классификация.

Резьба и ее элементы. Классификация резьб по назначению: крепежные резьбы, крепежно-уплотняющие резьбы, резьбы грузовых и ходовых (трансмиссионных) винтов. Классификация резьб по форме. Основные параметры резьб: диаметры, шаг, ход, угол профиля. Стандартизация резьб. КПД резьбы и условие самоторможения.

Крепежные детали и типы соединений: болтом, винтом, шпилькой. Материалы крепежных деталей. Силы и моменты в резьбовом соединении при его затяжке. Контроль затяжки. Самоотвинчивание резьбовых соединений и способы стопорения резьбовых деталей. Взаимодействие между винтом и гайкой. Распределение нагрузки между витками резьбы. Концентрация напряжений. Прочность стержня и головки болта (винта) . Прочность витков резьбы.

Основные случаи нагружения и расчета соединения, состоящего из одиночного винта (болта, шпильки). Расчет соединения при действии усилия затяжки. Влияние изгиба стержня резьбовой детали на прочность соединения. Силы в затянутом соединении при действии внешней нагрузки. Диаграмма сил. Расчет такого соединения. Потребная из условия плотности затяжка. Расчеты плотных резьбовых соединений: присоединений крышек цилиндров, фланцевых соединений труб. Расчеты резьбовых соединений, подверженных переменным нагрузкам. Оптимальная затяжка. Расчет резьбового соединения, нагруженного силой, действующей в плоскости стыка соединяемых деталей в случае установки винта с зазором или по посадке.

Групповые резьбовые соединения. Расчет их при действии сил и моментов перпендикулярно к плоскости стыка или в плоскости стыка, а также при произвольном направлении нагрузки. Выбор запасов прочности и допускаемых напряжений при расчете винтов в зависимости от условий работы, материала, технологии изготовления и монтажа.

Конструкторские и технологические мероприятия по повышению выносливости винтов. Применение профилей резьбы с увеличенным радиусом впадин; специальных форм стержня; гаек, обеспечивающих повышение равномерности работы витков резьбы.

^ Фрикционно-винтовые (клеммовые) соединения. Конструктивные исполнения. Области применения клеммовых соединений и их роль в современном машиностроении. Методика расчета для случая нагружения соединения: а) крутящим моментом, б) осевой силой, в) изгибающим моментом.

^ Соединения типа вал-ступица.

Соединения деталей с натягом. Области их применения в машиностроении. Несущая способность цилиндрических напряженных соединений при нагружении осевой силой, крутящим и изгибающим моментом. Расчет потребного натяга. Прочность сопрягаемых деталей. Расчетные и технологические натяги. Вероятностный расчет прочности сцепления. Технология сборки: запрессовка, соединение за счет температурных деформаций. Силы запрессовки и распрессовки. Потребные нагрев или охлаждение соединяемых деталей. Конические соединения. Силовой натяг соединений.

Соединения коническими кольцами. Конструкция и расчет.

Шпоночные соединения. Основные типы шпонок: призматические, сегментные, цилиндрические, клиновые и специальные. Области применения. Стандарты на шпоночные соединения. Расчет шпоночных соединений. Допускаемые напряжения.

Зубчатые (шлицевые) соединения. Области применения. Прямобочные соединения. Способы центрирования .Расчет на прочность в соответствии с ГОСТ 21425-75. Эвольвентные и треугольные соединения, расчет на прочность. Торцовые шлицевые соединения.

Профильные соединения. Соединения с гранями, с лысками и с овальным контуром сечения. Области применения и несущая способность соединений.

Штифтовые соединения. Соединения цилиндрическими и коническими штифтами. Области применения и расчет на прочность.

4.2.3. Передачи.

Назначение и структура механического привода. Основные характеристики привода. Классификация передач. Передачи зацеплением и трением, с непосредственнным контактом и гибкой связью. Передачи для постоянного и переменного передаточного отношения. Передачи ступенчатого и бесступенчатого регулирования. Кинематические и энергетические соотношения для механических передач. Контактные напряжения и контактная прочность.

^ Зубчатые эвольвентные передачи. Основные понятия о зубчатых передачах и основные определения. Области применения. Классификация зубчатых передач. Материалы, термическая, химико-термическая обработки и др. виды упрочнений. Причины и виды выхода из строя зубчатых передач, критерии их работоспособности. Модификация (корригирование) зубчатых передач.

Цилиндрические зубчатые передачи с прямыми и косыми зубьями. Силы в зацеплениях. Распределение нагрузки в зубчатых зацеплениях. Концентрация нагрузки. Динамическая составляющая нагрузки. Учет переменности режима работы и срока службы. Расчетная нагрузка. Расчет на контактную прочность активных поверхностей зубьев цилидрических передач. Расчет зубьев цилиндрических передач на прочность при изгибе. Номинальные напряжения. Местные напряжения. Коэффициент формы зуба. Расчетные зависимости для проектного и проверочного расчетов.

Конические зубчатые передачи с прямолинейными и круговыми зубьями. Основные сведения из геометрии конических зацеплений. Особенности расчета на прочность. Понятия о гипоидных и спироидных передачах .

Последовательность проектирования зубчатой передачи. Допускаемые напряжения при расчете на прочность. Конструкции зубчатых колес. Многоступенчатые зубчатые механизмы. Разбивка общего передаточного числа между ступенями. Редукторы. Коробки зубчатых передач. Смазывание зубчатых зацеплений и смазочные материалы.

^ Передачи с круговинтовым зацеплением М.Л.Новикова с одной и двумя линиями зацепления. Области применения. Расчеты.

Планетарные передачи. Основные схемы. Силы, действующие в передаче. Особенности расчета.

^ Волновые передачи. Кинематика и геометрия зацепления. КПД. Конструкция элементов. Расчет элементов передачи на прочность. Материалы и допускаемые напряжения.

^ Передачи винт-гайка.

Передачи с трением скольжения. Области применения. Силы, действующие в передаче. КПД и явление самоторможения. Расчеты на прочность, износостойкость, устойчивость.

Передачи с трением качения: шариковые и роликовые. Области применения. Конструкция. Особенности расчета.

^ Червячные передачи. Основные понятия и определения. Области применения. Классификация червячных передач. Передачи с цилиндрическим червяком: архимедовым, эвольвентным, конволютным, нелинейчатым, с выпукловогнутым профилем и передачи с глобоидным червяком.

Геометрические параметры передач. Кинематика и КПД передач.

Расчеты зубьев на контактную прочность и на изгиб. Расчет червяка на прочность и жесткость. Расчет на сопротивление изнашиванию и заедание зубьев передач. Материалы и допускаемые напряжения деталей передачи.

Червячные редукторы. Схемы, конструкции. Тепловой расчет. Искусственное охлаждение.

^ Цепные передачи. Классификация приводных цепей. Стандарты. Конструкция основных типов приводных цепей. Шарниры качения. Области применения цепных передач в машиностроении. Основные характеристики. Выбор основных параметров цепных передач. Кинематика цепных передач.

Критерии работоспособности цепных передач и исходные положения для расчета. Натяжение ветвей. Несущая способность и подбор цепей. Учет частоты вращения, передаточного числа, длины цепи и других факторов. Переменность передаточного отношения. Динамические нагрузки. Коэффициент полезного действия. Нагрузка на валы. Профилирование звездочек. Смазка цепных передач. Цепные вариаторы.

^ Зубчато-ременные передачи. Области применения. Материалы и конструкция зубчатых ремней и шкивов. Определение параметров и расчет.

Ременные передачи. Основные характеристики. Области применения. Разновидности ременных передач. Основные типы и материалы ремней. Упругое скольжение и кинематика передачи. Силы и напряжения в ремне, быстроходность передачи. Тяговая способность и КПД передачи. Критерии работоспособности передач. Расчет ременных передач по полезному напряжению, обеспечивающему тяговую способность и требуемый ресурс.

Шкивы ременных передач, материалы и конструкция. Сила начального натяжения и способы натяжения ремней. Силы, действующие на валы от ременной передачи.

Клиновые вариаторы.

^ Фрикционные передачи и вариаторы. Классификация. Области применения. Общие эксплуатационные характеристики. Геометрическое и упругое скольжение. Буксование. Устройства для прижатия друг к другу тел качения.

Передачи для постоянного передаточного отношения, цилиндрические, желобчатые и конические, постоянно работающие, выключаемые и включаемые.

Бесступенчатые передачи - вариаторы: лобовые, конусные, многодисковые, шаровые и торовые.

Кинематика передач. Точность передаточного отношения. Сила прижатия тел качения. Расчет катков по контактным напряжениям. Определение размеров тел качения и их профилей.
^

4.2.4. Валы и оси и их опоры.

Оси и валы. Классификация валов и осей. Конструкции и материалы. Требования к валам. Нагрузки на валы и расчетные схемы. Расчет на прочность. Учет переменного режима нагружения. Расчет на жесткость. Допустимые величины прогибов, углов наклона упругой линии и углов поворота характерных сечений валов. Особенности расчетов на прочность и жесткость валов редукторов. Крутильные и изгибные колебания валов. Расчет колебаний. Критическая скорость вращения валов. Гибкие валы.

^ Подшипники качения. Общие сведения. Конструкция, классификация. Обозначение, выходные (потребительские) характеристики. Сравнительная характеристика основных типов подшипников. Точность изготовления. Виды повреждений и критерии работоспособности. Контактные напряжения в подшипнике. Распределение нагрузки между телами качения. Потери на трение и кинематика подшипников. Динамическая грузоподъемность и долговечность подшипников. Выбор расчетных нагрузок. Подбор подшипников. Учет переменности режима работы. Статическая грузоподъемность подшипника.

Жесткость подшипников качения и предварительный натяг. Конструкции типовых подшипниковых узлов. Способы осевой фиксации валов с помощью подшипников качения. Способы смазывания подшипников. Уплотнения подшипников. Сборка и разборка подшипниковых узлов.

^ Подшипники скольжения. Общие сведения. Область применения. Особенности работы подшипников скольжения. Режимы работы подшипника скольжения при смазывании жидкостью.

Основные параметры подшипников. Виды выхода из строя подшипников. Критерии работоспособности и расчета.

Распределение давления в смазочном слое. Выбор зазоров в подшипниках. Расчет подшипников, работающих в условиях граничного и полужидкостного трения. Расчет радиальных подшипников при условии жидкостного трения с учетом рассеяния зазоров. Естественное и искусственное охлаждение. Подвод смазки в подшипники. Системы смазки.

Конструкции подшипников скольжения. Регулирование зазоров. Сегментные подшипники. Подшипниковые материалы. Вкладыши. Расчет и конструкция осевых подшипников скольжения. Тепловой расчет подшипников скольжения. Расчет расхода смазочного материала. Гидростатические подшипники. Газовые гидродинамические подшипники. Магнитные подшипники.
^

4.2.5. Упругие элементы и муфты.

Упругие элементы. Классификация. Материалы. Цилиндрические винтовые пружины растяжения и сжатия; конструкция и расчет. Фасонные и многожильные пружины. Тарельчатые пружины. Витые цилиндрические пружины кручения. Плоские спиральные пружины. Рессоры. Торсионы. Мембраны и сильфоны.

^ Муфты для соединения валов. Классификация муфт: постоянные, управляемые и самоуправляющиеся муфты. Компенсирующая способность муфт и дополнительные нагрузки на детали приводов. Амортизирующая и демпфирующая способность муфт.

Постоянные муфты. Глухие, упругие и компенсирующие. Конструкции и расчет.

Сцепные управляемые муфты. Жесткие сцепные муфты: кулачковые и зубчатые. Форма зубьев. Включение и выключение муфт. Расчет зубьев. Муфты трения. Классификация по форме рабочих поверхностей и механизмам управления. Динамика включения. Расчетные коэффициенты трения и допускаемые давления. Расчетные формулы. Выбор материалов. Механизмы управления. Особенности конструкции и расчета шинопневматических муфт трения. Электромагнитные порошковые муфты.

Самоуправляемые муфты. Предохранительные муфты с разрушающимися элементами, пружинно-кулачковые и фрикционные. Особенности конструкции и расчет. Обгонные муфты. Конструкции и расчет. Центробежные муфты.
^

4.2.6. Корпусные детали. Классификация корпусных деталей.

Корпуса механизмов. Конструкция корпусов из заготовок, получаемых литьем, давлением, сваркой. Выбор оптимальных форм сечений, систем ребер и перегородок. Основные положения расчета. Выбор толщин стенок. Особенности конструирования литых и сварных деталей.

Станины, крышки, стаканы.

Направляющие скольжения. Направляющие качения. Общие основы расчета.
^

4.2.7. Расчет деталей машин на надежность.

Основные понятия надежности. Показатели надежности. Вероятность безотказной работы, гамма-процентный ресурс.

Представление нагрузки и несущей способности как функции случайных величин. Композиция запасов распределения. Метод линеаризации функции случайных величин.

Расчет на надежность деталей машин: подшипников качения, зубчатых передач, валов, соединений с натягом и т.д.

Расчет сборочных единиц (узлов) и машин на надежность. Расчет надежности по интенсивности отказов.

Расчет на надежность механических систем без резервирования и с резервированием.
^

4.2.8. Трение, изнашивание и смазка деталей машин.

Основные виды трения скольжения: трение без смазки, граничное, полужидкостное, жидкостное. Трение качения. Механизм изнашивания пар трения. Виды изнашивания в машинах. Интенсивность изнашивания и типичная кривая изнашивания. Связь прочности деталей с трением и изнашиванием. Требования к материалам для трущихся деталей.

Направления повышения износостойкости деталей машин при проектировании, изготовлении и в процессе эксплуатации.

Функции смазочных материалов. Жидкие, пластичные и твердые смазочные материалы и области их применения. Методы смазывания.

Смазочные устройства. Классификация способов смазки и смазочных устройств. Типовые конструкции смазочных устройств. Типовые конструкции устройств для контроля, подачи, очистки и охлаждения масла.

Уплотнительные устройства. Уплотнения неподвижных соединений. Уплотнения соединений пар возвратно-поступательного и вращательного движений. Уплотнения сальниковые, манжетные, щелевые, торцовые, винтовые, импеллерные.
^

4.2.9. Основы конструирования деталей машин

(Содержание этого подраздела должно быть скорректировано в соответствии со спецификой специальности и проиллюстрировано соответствующими примерами).

Обеспечение прочности деталей. Выбор рациональной конструктивно-силовой схемы. Равнопрочность и выравнивание напряжений. Уменьшение концентрации напряжений. Снижение динамической составляющей нагрузки. Замена напряжений изгиба напряжениями растяжения, сжатия, среза. Предварительное напряжение конструкций.

Снижение материалоемкости, уменьшение габаритов.

Обеспечение жесткости в местах ограничения перемещений. Выбор рациональных форм сечений. Применение усилений, оребрений и перегородок. Повышение контактной жесткости. Конструирование деталей с заданной или малой жесткостью. Общая и местная устойчивость детали.

Обеспечение точности взаимного положения деталей. Базирование и фиксация деталей. Способы центрирования. Обеспечение взаимозаменяемости. Самоустанавливающиеся элементы.

Повышение износостойкости. Герметизация пар трения. Организация смазывания. Выравнивание нагрузки. Замена трения скольжения трением качения. Рациональный подбор материалов и упрочнение поверхностей. Компенсация износа.

Обеспечение теплостойкости. Уменьшение потерь на трение. Охлаждение. Правильный подбор материалов.

Обеспечение производственно-технологических требований. Рациональный выбор вида заготовок. Максимальное использование стандартных элементов. Унификация внутренняя и внешняя. Автоматизация изготовления. Основные правила конструирования деталей, получаемых литьем, сваркой, обработкой давлением. Конструирование деталей, подвергаемых механической обработке. Особенности конструирования деталей из неметаллических и композиционных материалов.

Обеспечение экономических требований, т.е. минимизация стоимости материала, затрат на изготовление и эксплуатационных расходов.

Обеспечение требований эргономики: безопасность и комфортные условия для персонала, снижение и исключение вредных воздействий и т.п.

Особенности проектирования изделий машиностроения. Стадии проектирования: техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочая документация. Системный подход к конструированию деталей. Выбор оптимальных параметров деталей и узлов. Цель оптимизации и критерий оптимальности. Многокритериальная оптимизация. Автоматизация проектирования.
^

5. УПРАЖНЕНИЯ И ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ

Цель упражнений - привить студентам навыки в решении задач, в выполнении расчетов деталей и узлов, в пользовании справочной и методической литературой, атласами конструкций и стандартами. Упражнения ставят также целью подготовку студентов к выполнению расчетной части курсового проекта.

Тематика и объем задач, выносимых на упражнения, определяется кафедрой в зависимости от содержания соответствующих разделов рабочей программы и от профиля вуза. Рекомендуется характер задач увязывать со спецификой будущей специальности студента. Упражнения должны охватывать все основные разделы курса. Следует по возможности практиковать выдачу небольшим группам студентов одной задачи в разных вариантах по видам материала, термообработки, конструктивных решений и других параметров с последующим разбором со студентами полученных результатов и выяснения влияния различных факторов. Рекомендуется также использование на упражнениях вычислительной техники в форме занятий в дисплейном классе.

Параллельно с изучением теоретического курса студенты должны выполнять 2-3 домашних задания. Сроки их выдачи и приема устанавливаются кафедрой в зависимости от порядка прохождения соответствующих разделов. Содержание заданий и их объем также определяются кафедрой, исходя из перечня вопросов, излагаемых на лекциях, и количества часов, выделяемых учебным планом на самостоятельную работу студентов. Ниже приводится рекомендуемая тематика домашних заданий.

Расчеты соединений (резьбовых, сварных, соединений с натягом, зубчатых, шпоночных и т.д.).
Расчеты зубчатых и червячных передач.
Расчеты узлов с подшипниками качения.

Рекомендуется задания составлять в виде технического задания на расчет какого-либо конкретного узла, содержащего рассчитываемые элементы.

Приведенная выше тематика домашних заданий может быть расширена и дополнена по усмотрению кафедры.
^

6. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Основные цели лабораторного практикума - изучение в металле конструкций типовых деталей и узлов машин, освоение методов их испытания, изучение сущности работы и знакомство на практике с типовыми конструкторскими вопросами (регулирование зацеплений и подшипников, способы подвода смазочного материала, обеспечение технологичности, ремонтопригодности и т.д.).

Лабораторные работы должны охватывать основные раздела курса:

Соединения (резьбовые, соединения с натягом и т.д.).
Передачи зацеплением и трением.
Подшипники качения и скольжения.
Пружины и муфты.

Конкретный перечень лабораторных работ устанавливается кафедрой в зависимости от специфики вуза и его материально-технических возможностей.
^

7. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Цель курсового проектирования - формирование у студентов навыков конструирования машин. Проектирование понимается как одна из форм самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя. В соответствии с этим кафедрами составляются задания, пособия и методические руководства по курсовому проектированию, содержащие преимущественно элементы конструкций, а не целые конструкции, позволяющие копирование. Конкретная тематика заданий и их содержание устанавливается кафедрой и должна увязываться с профилем вуза и специальности, по которой обучаются студенты. С этой целью кафедрам рекомендуется налаживать контакты с предприятиями соответствующих отраслей промышленности.

В проектируемых студентами объектах должен быть максимально широко охвачен теоретический курс, а также в наибольшей степени использованы знания, полученные на лабораторно-практических занятиях. В заданиях предусматривают применение важнейших и наиболее распространенных типов деталей: деталей передач, деталей подшипниковых узлов, муфт, корпусных деталей и т.д.

В процессе курсового проектирования студенты должны освоить единство конструктивных, технологических и экономических решений, компромиссный характер параметров конструкции любой машины, а также уяснить возможность многовариантности конструктивных решений как отдельных узлов, так и машин в целом.

Проекты предусматривают в объеме 5 листов формата А1 при подготовке инженеров-механиков-конструкторов и 3-4 листов при подготовке специалистов других профилей.

Рекомендуемое распределение материала по листам:

Чертеж общего вида привода или установки - 1 лист

Сборочный чертеж и конструктивная

проработка наиболее существенных узлов - 1…3 листа

Рабочие чертежи деталей

(зубчатые и червячные колеса, валы-

шестерни , червяки, валы, корпусные детали,

стаканы, крышки и т.д.) - 1 лист

В зависимости от содержания проекта рекомендуемое выше распределение может быть видоизменено.

Расчетно-пояснительная записка должна иметь объем не менее 25-30 страниц. Вместе с техническим заданием и описанием конструкции записка должна включать в себя расчеты всех основных деталей и узлов, входящих в курсовой проект. При этом часть расчетов желательно выполнять на компьютере с оптимизацией параметров конструкции, т.е. с получением гаммы многовариантных решений при использовании варьируемых параметров. Выбор оптимального варианта должен выполнять сам студент под руководством преподавателя.

При построении учебного процесса рекомендуется курсовое проектирование проводить по окончании теоретического курса, упражнений и выполнения домашних заданий. Совмещение курсового проектирования с одновременным чтением лекций крайне нежелательно.
^

8. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Самостоятельная работа студентов проводится с целью воспитания у них творческой активности, привития навыков работы с технической и научной литературой, производственными материалами, выработки способности вести учебно-исследовательскую работу, а также для систематического постоянного изучения курса. Рекомендуются следующие формы организации самостоятельной работы студентов:

1. Самостоятельная проработка отдельных глав теоретического курса с изучением вопросов, не читавшихся в лекционном курсе и не выносившихся на лабораторные и практические занятия. Этот вид работы может заканчиваться написанием реферата или отчета, либо сдачей устного коллоквиума.

2. Написание студентами рефератов по отдельным вопросам, не входящим в теоретический курс и специфичным для профиля данного вуза или специальности. Эти вопросы могут относиться к числу мало освещаемых или вообще не затрагиваемых в теоретическом курсе. Такой вид работы требует привлечения дополнительной научной литературы, список которой составляется преподавателем.

3. Решение задач дома с последующей проверкой либо сдачей устного коллоквиума. Необходимо для решения задачи данные могут быть взяты из сборников задач, либо составлены кафедрой.

4. Проведение "бесед круглого стола" с группой студентов не более 4-5 чел. В качестве тематики бесед может быть обсуждение конструкций различных узлов машин с анализом достоинств и недостатков тех или иных конструктивных решений, с выдвижением иных вариантов исполнения конструкции (например, при изменении способа производства или условий эксплуатации). Допустимо также обсуждение конструктивных решений с целью их рационализации студентами или анализа варианта рационализации, предлагаемого преподавателем. Главная цель такой формы работы - воспитание у студентов представления многовариантности конструкторских решений и их компромиссном характере. Результаты "бесед круглого стола" желательно оценивать по окончании каждого из собеседований.

5. Самостоятельная работа студентов с обучающими программами в дисплейных классах. Тематика обучающих программ может быть различной: углубленная проработка разделов лекционного курса, обучение методике решения задач (расчетных и конструкторских), подготовка к упражнениям и лабораторным работам и т.д. Рекомендуется использование обучающе-контролирующих систем с оценкой результатов работы студентов по пятибальной системе.

6. Выполнение курсового проекта - это самый важный вид самостоятельной работы . В помощь студентам планируются групповые и индивидуальные консультации преподавателей.

Перечисленный выше список видов самостоятельной работы студентов не является обязательным для всех , равно как и не исчерпывает всех возможных вариантов проведения данной работы. Кафедры вузов в соответствии с возможностями могут выбирать те или иные формы самостоятельной работы, а также предлагать и использовать свои варианты.

Все виды самостоятельной работы студентов должны завершаться обязательным контролем со стороны преподавателя, а результаты проверок - учитываться при подведении итогов работы студента за семестр.

Сроки проведения тех или иных видов самостоятельной работы и их контроля, а также содержание такой работы устанавливаются по усмотрению кафедры. Однако, эти сроки необходимо увязывать с графиком изучения соответствующих разделов в лекционном курсе.
^

9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

9.1.Рекомендуемая литература

а) Основная литература

Иванов М.Н. Детали машин. М. Высшая школа, 1998. – 383с.
Иосилевич Г.Б. Детали машин. М., Машиностроение, 1988.- 367с.
Кудрявцев В.Н. Детали машин. Л., Машиностроение, 1980.- 464с.
Решетов Д.Н. Детали машин. М., Машиностроение,1989.- 496с.

б) Литература по курсовому проектированию

Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя, т.1,2,3. М. Машиностроение, 1994.- Т1.-816с.- Т2. – 783с. – Т3.- 732с.
Детали машин. Атлас конструкций. Уч. пособие для ВТУЗов в 2ч.; Под ред. Д.Н.Решетова, М., Машиностроение, 1992.- Ч1.- 351с.- Ч2-296с.
Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М.Высшая школа, 1998.-447с.
Кудрявцев В.Н. Курсовое проектирование деталей машин. Л.Машиностроение, 1984.- 400с.
Подшипники качения. Справочник - каталог под ред. В.Н.Нарышкина и Р.В.Коросташевского. М., Машиностроение, 1984. – 280с.
Поляков В.С., Барбаш Д.Б., Ряховский О.А. Справочник по муфтам Л.,Машиностроение, 1979. – 343с.
Проектирование механических передач под ред. С.А.Чернавского, Г.А.Снесарева и др. М., Машиностроение, 1984.- 558с.
Пронин Б.А.Ревков Г.А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи (вариаторы). М., Машиностроение, 1980.-320с.

в) Дополнительная литература

Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчеты на прочность деталей машин. М., Машиностроение, 1993.- 639с.
Воробьев И.И. Ременные передачи. М., Машиностроение, 1979.-168с.
Гаркунов Д.Н. Триботехника. М., Машиностроение, 1989.- 327с.
Иванов М.Н. Волновые зубчатые передачи. М., Высшая школа, 1981.- 184с.
Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие.В 2х кн. 1, 2 . М., Машиностроение., 1988. – Кн1 – 580с.. – Кн 2 –542с.
Основы расчета и конструирования деталей и механизмов летательных аппаратов. Под ред.В.Н.Кестельмана и Г.И.Рощина, М., Машиностроение, 1989.- 455с.
Решетов Д.Н., Иванов А.С., Фадеев В.З. Надежность машин. М., Высшая школа, 1988.- 237с.

9.2. Средства обеспечения освоения дисциплины

При чтении лекций, проведении упражнений и лабораторных работ рекомендуются следующие формы использования средств:

Демонстрация учебных кинофильмов.
Демонстрация слайдов, диафильмов и фолий для кодоскопа.
Показ деталей и узлов машин в натуре и на специальных витринах.
Работа с учебными плакатами.
Использование обучающих компьютерных программ для закрепления знаний по лекционному материалу и обучения методам решения задач на упражнениях.
Использование обучающе-контролирующих компьютерных программ для выяснения степени подготовленности студента к практическим или лабораторным занятиям или проверки знаний, полученных на этих видах занятий.
Использование компьютерных программ для проведения практикумов по исследованию многовариантности конструкторских решений.

При выполнении курсовых проектов и домашних заданий рекомендуются следующие формы использования средств:

Проведение расчетов деталей в дисплейном классе.
Использование компьютерных программ, отлаженных кафедрой, для расчета и конструирования узлов и деталей машин.

При проведении самостоятельной работы студентов рекомендуются следующие формы использования средств:

Использование автоматизированных обучающих и обучающе-контролирующих систем для дополнительной самостоятельной проработки тех или иных разделов курса.
Применение типовых расчетных программ для самостоятельного решения задач.

Приведенный выше список форм применения технических средств обучения может быть расширен и дополнен кафедрами.
^

10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для изучения дисциплины должны быть подготовлены следующие помещения:

специализированная аудитория для чтения лекций, оборудованная доской с механическим приводом, проекционными установками с экраном;

лабораторные помещения, оборудованные стендами с контрольно-измерительной аппаратурой для проведения испытаний деталей, стендами с образцами деталей по разделам курса, плакатами, показывающими конструкцию деталей, принципы их действия, виды и причины выхода их из строя;

залы или аудитории для курсового проектирования, оборудованные рабочими местами для конструирования, образцами механизмов, являющихся объектами проектирования, стендами с примерами выполнения проектов, плакатами, разъясняющими порядок проектирования ,и плакатами со справочными данными и конструкторскими рекомендациями;

дисплейный класс, оснащенный обучающими и контролирующими программами для самоподготовки студентов.

^

11. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

11.1.На основании данной программы кафедра составляет рабочую программу, являющуюся основным документом по которому ведется учебный процесс.

Рабочие программы должны состоять из следующих разделов:

Цели и задачи дисциплины.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).
Объем дисциплины и виды учебной работы ( в виде таблицы показывается распределение общей трудоемкости, соответствующей государственному образовательному стандарту специальности, между разными видами аудиторных и самостоятельных занятий).
Разделы дисциплины, виды занятий по каждому разделу и распределение часов по разделам и видам занятий.
Содержательная часть программы (перечень вопросов, входящих в теоретический лекционный курс).
Содержание упражнений и домашних заданий.
Перечень лабораторных работ.
Содержание курсового проектирования.
Формы и методы проведения самостоятельной работы студентов.
Рекомендуемая литература (основная и дополнительная).
Формы использования технических средств обучения в учебном процессе.

11. 2. Содержательная часть программы (лекционный курс)

Количество часов, отводимых на теоретический курс (чтение лекций), а также перечень изучаемых вопросов устанавливаются самой кафедрой в зависимости от общего числа аудиторных часов, предусмотренных учебным планом, профиля подготовки специалистов, а также особенностей данного конкретного вуза.

При этом изучаемые темы выбираются кафедрой из раздела 4.2. Возможно как полное, так и частичное использование предлагаемых тем.

При наличии резко выраженной специфики того или иного вуза программа может дополняться темами, разработанными самим вузом. Сюда могут, например, относиться вопросы работы деталей машин в вакууме и спецсредах, в экстремальных условиях и т.д. Объем таких тем, однако, не должен превышать 20% общего числа часов, отводимых на лекционный курс.

Часть вопросов теоретического курса по решению кафедры может выноситься на самостоятельное изучение. Для этой цели может отводиться время, не превышающее 25% общего числа лекционных аудиторных часов. Необходимые для этого часы берутся из фонда "Самостоятельная работа студентов", предусмотренного учебным планом. Объем лекционных аудиторных часов при этом не уменьшается. Самостоятельная проработка студентами разделов лекционного курса должна обязательно заканчиваться проверкой в виде устного или письменного коллоквиума, написания реферата и т.д.
^

11.3. Упражнения, домашние задания, лабораторный практикум

Количество часов, отводимых на упражнения и лабораторный практикум, устанавливается кафедрой, исходя из общего числа аудиторных часов, предусмотренных учебным планом.

В рабочей программе указывается перечень вопросов, рассматриваемых на упражнениях, содержание решаемых задач, а также перечень лабораторных работ.

В рабочей программе приводится также конкретное содержание домашних заданий, последовательность их выполнения и форма контроля. Объем работы, выполняемой студентами в домашних заданиях, зависит от числа часов, отводимых на них кафедрой. Часы, необходимые для выполнения заданий, берутся из фонда" Самостоятельная работа студентов", предусмотренного учебным планом, и также оговариваются в рабочей программе.
^

11.4. Курсовое проектирование

В разделе «Курсовое проектирование» указываются:

Тематика курсовых проектов.
Объем графической части курсового проекта в листах и содержание каждого из листов.
Объем расчетно-пояснительной записки.
Формы использования компьютерной техники при выполнении курсового проекта.

Объем курсового проекта в листах определяется исходя из времени, предусмотренного на него учебным планом. При этом на один лист формата А1 должно отводиться 15-20 часов работы студента. Если в учебном плане предусмотрен курсовой проект, но не оговорено число часов на него, то необходимое для этого время берется из фонда "Самостоятельная работа студентов". Время, планируемое на расчетно-пояснительную записку, входит в упомянутые выше 15-20 часов на лист, ибо записка готовится параллельно в выполнением листов.
^

11.5.Организация самостоятельной работы студентов

Формы самостоятельной работы студентов, принятые кафедрой, выносятся в отдельный раздел. Время на самостоятельную работу студентов берется из фонда "Самостоятельная работа студентов". Объем часов на те или иные виды самостоятельной работы устанавливаются кафедрой в пределах их количества, установленного учебным планом.
^

11.6. Рекомендации по использованию литературы

Для изучения теоретического материала кафедрой выбирается 1-2 учебника из раздела 9.1.,а) в зависимости от профиля специалистов, числа лекционных часов и других факторов. Аналогично выбирается литература по курсовому проектированию из раздела 9.1.,б). Не следует перегружать рабочие программы большим количеством литературы, обязательной для всех студентов. Справочники и монографии, специфичные для выполнения тех или иных курсовых проектов, могут быть указаны в бланках заданий.

Раздел 9.1.,в)- (дополнительная литература) используется по усмотрению кафедр для изучения отдельных вопросов.

Список рекомендуемой литературы, входящей в рабочую программу, может дополняться местными внутривузовскими изданиями и другими источниками, назначаемыми кафедрами.
^

11.7.Использование технических средств обучения

Предпочтительно в виде отдельного раздела в рабочей программе указать, какие ТСО, в какой форме и в каких главах курса используются. Аналогично следует указать формы применения компьютерной техники. Допускается, однако, эти сведения распределить по разделам дисциплины.

Программа составлена в соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования для направлений подготовки (специальностей) в области техники и технологии, сельского и рыбного хозяйства.

Программу составили:

Ю.Б. Михайлов, доцент Московского

государственного авиационного института

(технического университета)

О.А. Ряховский, профессор Московского

государственного технического университета

имени Н.Э. Баумана

Программа рассмотрена и одобрена на заседании Президиума Научно-методического совета по прикладной (технической) механике, деталям машин и основам конструирования. 20.11.00 (протокол № 4)

Председатель НМС,

академик РИА Станкевич А.И

Blog