Теория механизмов, основы конструирования и детали машин
Beschreibung: Дисциплина изучает теорию механизмов как научную дисциплину об общих методах исследования, построения, кинематики и динамики механизмов. Обучающиеся анализируют классификацию и характеристику механизмов, их конструктивные элементы, характер механических нагрузок. Студенты изучают детали машин, научные основы конструирования и проектирования механических устройств, применяемые методы расчетов конструктивных элементов на механическую прочность, устойчивость и выносливость
Betrag der Credits: 5
Пререквизиты:
- Физика. Школьный курс
Arbeitsintensität der Disziplin:
| Unterrichtsarten | Uhr |
|---|---|
| Vorträge | 15 |
| Praktische Arbeiten | 30 |
| Laborarbeiten | |
| AASAL (Autonomes Arbeiten der Schüler unter Anleitung des Lehrers) | 30 |
| SE (Studentisches Eigenarbeiten) | 75 |
| Endkontrollformular | экзамен |
| Form der Endkontrolle | экзамен. |
Komponente: Вузовский компонент
Zyklus: Базовые дисциплины
Цель
- Формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков в области анализа, синтеза и проектирования механизмов, узлов и деталей машин, необходимых для создания, расчёта и эксплуатации современных технических систем и машин.
Задача
- Изучение основных понятий, законов и принципов теории механизмов и машин. Освоение методов кинематического и динамического анализа механизмов. Формирование умений выполнять расчёты на прочность, жёсткость и долговечность деталей машин. Изучение конструктивных особенностей типовых деталей и узлов машин (соединений, передач, валов, подшипников и др.). Развитие навыков инженерного мышления при выборе рациональных конструкций и материалов. Приобретение практических навыков проектирования, расчёта и конструирования машин и механизмов с использованием современных САПР. Подготовка к профессиональной деятельности в области машиностроения, проектирования и технической эксплуатации оборудования.
Результат обучения: знание и понимание
- 1. Знает и понимает основные понятия, законы и принципы теории механизмов и машин;\rПонимает принципы работы и конструктивные особенности машин и их узлов;\rОсваивает основные методы расчёта и проектирования деталей машин;\rЗнает основы кинематического и динамического анализа, виды движений и их характеристики;\rПонимает принципы выбора материалов и конструкций в соответствии с требованиями прочности и надёжности;\rУмеет применять теоретические знания для решения инженерных задач при проектировании и конструировании;\rПонимает возможности использования современных систем автоматизированного проектирования (САПР) и методов инженерного анализа
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- 1. Применяет теоретические знания для анализа и синтеза механизмов и машин.\rУмеет выполнять расчёты кинематических и динамических характеристик механизмов.\rИспользует инженерные методы при проектировании и расчёте на прочность деталей и узлов машин.\rПрименяет современные программные средства (САПР, инженерные пакеты расчёта) для моделирования и проектирования механизмов.\rУмеет подбирать материалы и конструктивные решения с учётом условий эксплуатации и требований надёжности.\rИспользует полученные знания для разработки, анализа и оптимизации конструкций машин и механизмов.\rПрименяет принципы инженерного мышления при решении практических задач машиностроения.
Результат обучения: формирование суждений
- 1. Способен критически оценивать технические решения при проектировании механизмов и машин.\rУмеет анализировать альтернативные варианты конструкций и выбирать оптимальные решения с учётом прочности, надёжности и экономичности.\rФормирует обоснованные инженерные выводы на основе расчётов, моделирования и экспериментальных данных.\rОценивает влияние выбранных материалов, параметров и технологий на эксплуатационные характеристики машин.\rПонимает ответственность инженера за качество, безопасность и эффективность проектируемых конструкций.\rУмеет аргументировать свои инженерные решения и обосновывать их перед профессиональным сообществом.\rПроявляет самостоятельность и способность принимать решения в условиях неопределённости инженерных задач.
Результат обучения: коммуникативные способности
- Применяет теоретические знания для анализа и синтеза механизмов и машин. Умеет выполнять расчёты кинематических и динамических характеристик механизмов. Использует инженерные методы при проектировании и расчёте на прочность деталей и узлов машин. Применяет современные программные средства (САПР, инженерные пакеты расчёта) для моделирования и проектирования механизмов. Умеет подбирать материалы и конструктивные решения с учётом условий эксплуатации и требований надёжности. Использует полученные знания для разработки, анализа и оптимизации конструкций машин и механизмов. Применяет принципы инженерного мышления при решении практических задач машиностроения.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- 1. Способен самостоятельно приобретать новые знания в области теории механизмов, проектирования и конструирования машин.\rУмеет применять современные источники информации (научно-техническая литература, базы данных, цифровые ресурсы) для профессионального развития.\rРазвивает навыки самообучения и критического осмысления новой инженерной информации. Способен анализировать собственные пробелы в знаниях и планировать пути их восполнения.\rПроявляет стремление к постоянному профессиональному совершенствованию и исследовательской активности.\rУмеет адаптироваться к новым технологиям и методам проектирования в машиностроении.\rПрименяет принципы непрерывного обучения и саморазвития в профессиональной деятельности.
Lehrmethoden
Интерактивные методы обучения.\rИспользуются лекции с элементами дискуссий, проблемного и ситуационного анализа, деловые и ролевые игры, работа в малых группах для развития инженерного мышления и коммуникативных навыков.\rМультимедийные и цифровые технологии.\rПрименяются мультимедийные презентации, виртуальные лаборатории, обучающие видеоматериалы и инженерные симуляторы. Практико-ориентированное обучение.\rОсобое внимание уделяется решению реальных инженерных задач, выполнению расчётно-графических и проектных работ, анализу конструкций и механизмов, моделированию деталей и узлов машин.\rПроблемное и исследовательское обучение.\rСтуденты вовлекаются в выполнение мини-исследований, анализ экспериментальных данных и разработку инновационных инженерных решений.\rМодульно-компетентностный подход.\rОбучение строится на формировании конкретных компетенций через модули, включающие теоретическую подготовку, практические задания и итоговую оценку.
Bewertung des Wissens der Studierenden
| Period | Art der Aufgabe | Gesamt |
|---|---|---|
| 1 Bewertung | Тема 1. Структурный анализ плоского рычажного механизма | 0-100 |
| Тема 2. Кинематический анализ плоского рычажного механизма. | ||
| Тема 3. Силовой анализ плоского рычажного механизма | ||
| Тема 4. Механический привод | ||
| Тема 5. Механический редуктор. | ||
| Тема 6. Расчет вала зубчатого редуктора | ||
| 2 Bewertung | Тема 7. Расчет зубчатого редуктора | 0-100 |
| Тема 8. Расчет клиноременной передачи. | ||
| Тема 9. Расчет цепной передачи. | ||
| Тема 10. Расчет болтового соединения. | ||
| Тема 11. Расчет сварных соединений. | ||
| Endkontrolle | экзамен | 0-100 |
Die Bewertungspolitik der Lernergebnisse nach Arbeitstyp
| Art der Aufgabe | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Exzellent | Gut | Befriedigend | Ungenügend | |
| Выполнение и защита практических работ | 1. Работа выполнена в полном объёме, аккуратно, с необходимыми пояснениями; приведены исходные данные; результаты расчета, единицы измерений; выводы. 2. Расчетные схемы (рисунки, чертежи) выполнены аккуратно с использованием чертежных инструментов или графических программ. 3. При защите работы обучающийся хорошо ориентируется в материале, владеет терминологией, полностью отвечает на дополнительные вопросы. | 1. Работа выполнена в полном объёме с незначительными замечаниями, аккуратно; с необходимыми пояснениями; приведены исходные данные; результаты расчета, единицы измерений; выводы. 2. Расчетные схемы (рисунки, чертежи) выполнены аккуратно с использованием чертежных инструментов или графических программ. 3. При защите работы обучающийся не достаточно хорошо ориентируется в материале, допускает неточности в терминологии, затрудняется при ответах на дополнительные вопросы. | 1. Работа выполнена с ошибками, не достаточно аккуратно; отсутствуют необходимые пояснения; отсутствуют исходные данные; результаты расчета, единицы измерений или выводы. 2. Расчетные схемы (рисунки, чертежи) выполнены не аккуратно или с ошибками. 3. При защите работы обучающийся плохо ориентируется в материале, плохо владеет терминологией, допускает ошибки при ответах на вопросы по работе. | 1. Работа выполнена с грубыми ошибками, неаккуратно; необходимые пояснения отсутствуют; отсутствуют исходные данные; результаты расчета, единицы измерений или выводы. 2. В работе отсутствуют или неправильно выполнены расчетные схемы (рисунки, чертежи). 3. При защите работы обучающийся не ориентируется в материале, не владеет терминологией, не отвечает на вопросы по работе. |
Bewertungsbogen
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Понятие машины и механизма. Классификация механизмов. Классификация звеньев механизма. Классификация кинематических пар. Структурный анализ плоских рычажных механизмов. Определение степени подвижности механизма. Структурная формула механизма.
- Кинематический анализ плоских рычажных механизмов. Определение скоростей и ускорений графическим методом. Построение планов скоростей и ускорений.
- Силовой анализ плоских рычажных механизмов. Определение сил и моментов инерции звеньев механизма
- Детали машин. Основные понятия и определения. Классификация деталей машин. Основы проектирования деталей и узлов машин. Критерии работоспособности и расчета. Классификация механических передач. Механический привод. Основные кинематические и силовые соотношения.
- Зубчатые передачи. Принцип действия. Классификация. Оценка и применение. Критерии работоспособности и расчета. Эвольвентное зубчатое зацепление. Геометрические параметры цилиндрических и конических зубчатых передач. Силы в зацеплении. Расчет цилиндрических передач на прочность. Материалы и термообработка зубчатых колес.
- Червячные передачи. Геометрические и кинематические параметры. КПД червячной передачи. Силы в зацеплении. Расчет на прочность. Материалы и допускаемые напряжения. Червячные редукторы: конструкции, тепловой расчет, применение.
- Валы и оси. Классификация. Критерии работоспособности и расчета. Расчет валов и осей. Материалы. Уплотнения подвижных соединений. Контактные и бесконтактные уплотнения. Конструкции, Область применения.
- Подшипники качения и скольжения. Классификация. Конструкции. Критерии работоспособности и расчета. Область применения. Материалы.
- Классификация механических муфт. Конструкции и принцип действия. Область применения.
- Ременные передачи. Принцип действия. Классификация. Оценка и применение. Геометрические и кинематические параметры. Силы и напряжения в ремне. Критерии работоспособности.
- Цепные передачи. Принцип действия, оценка и применение. Основные характеристики. Конструкции приводных цепей. Силы в цепной передаче. Критерии работоспособности и расчета
- Соединения деталей машин. Классификация. Шпоночные соединения. Основные типы шпонок. Область применения. Расчет шпоночных соединений. Шлицевые соединения. Способы центрирования. Область применения.
- Резьбовые соединения. Классификация резьб. Основные параметры резьб. Расчет резьбовых соединений.
- Тема 14. Сварные соединения. Виды сварных соединений. Типы сварных швов. Область применения. Расчет сварных соединений на прочность
- Соединения с натягом. Прочность соединения. Область применения. Заклепочные соединения. Классификация. Расчет на прочность.
Основная литература
- 1. Тимофеев Г. А. Теория механизмов и механика машин: учебник для вузов / Тимофеев Г. А., Мусатов А. К., Попов С. А., Фролов К. В.; ред. Тимофеев Г. А. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. – 566 с. 2. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин: Учеб. пособие для ун-тов и втузов / Н.И. Левитский. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1990. - 590 с. 3. Фролов К. В. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов / К. В. Фролов [и др.]; ред. К. В. Фролов. - М.: Высш. шк., 1987. - 496 с.: ил. - Библиогр.: с. 490. 4. Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов. — 4-е изд., перераб. и доп. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 640 с. 5. Детали машин: Учебник / А.А.Эрдеди, Н.А.Эрдеди. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Высш. шк., 2001. - 285 c. 6. Детали машин: учебник/ М.Н. Иванов, В.А. Финогенов. – 8-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2003. – 408 с. 7. Детали машин. Проектирование: Учеб. пособие / Л.В.Курмаз, А.Т.Скопейда. - 2-е изд., испр. и доп. - Минск: УП "Технопринт", 2002. - 296 c. 8. Детали машин: Учебник / М.Н.Иванов, В.А.Финогенов. - 8-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2003. - 408 c. 9. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие / П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2002. - 536 c.
Дополнительная литература
- 1. 1. Машиностроение. Энциклопедия в 40 т.: раздел IV. Конструирование машин. – М.: Машиностроение, 1995 – Т. IV-1: Детали машин. Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка\/ Под ред. Л.Н. Решетов и др. – 1995. – 863 с.\r2. Детали машин: Учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений\/ М.Н. Иванов. – 5-е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 1991. – 383 с.\r3. Детали машин: Учеб. для ВУЗов \/ П.Г. Гузенков. - 4-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.\r4. Детали машин. Краткий курс и тестовые задания: учебное пособие В.П. Олофинская. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: ФОРУМ, 2009. – 208 с.\r5. Меньшенин, С. Е. Детали машин и основы конструирования. Проектирование механических передач: учебное пособие \/ С. Е. Меньшенин. — 2-е изд. — Москва: Ай Пи Ар Медиа, 2024. — 308 c. — ISBN 978-5-4497-3324-5. — Текст: электронный \/\/ Цифровой образовательный ресурс IPR SMART: [сайт]. — URL: https:\/\/www.iprbookshop.ru\/141475.html\r6. Мещерин, В. Н. Детали машин и основы конструирования: учебно-методическое пособие \/ В. Н. Мещерин, В. И. Скель. — Москва: МИСИ-МГСУ, Ай Пи Ар Медиа, ЭБС АСВ, 2024. — 89 c. — ISBN 978-5-7264-3418-6. — Текст: электронный \/\/ Цифровой образовательный ресурс IPR SMART: [сайт]. — URL: https:\/\/www.iprbookshop.ru\/140470.html\r7. Макридина, М. Т. Детали машин: учебное пособие \/ М. Т. Макридина, А. А. Макридин. — Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2013. — 165 c. — Текст: электронный \/\/ Цифровой образовательный ресурс IPR SMART: [сайт]. — URL: https:\/\/www.iprbookshop.ru\/28344.html\r8.Терехова, Э. Г. Резьбовые детали. Разъемные соединения: методические указания к выполнению практического задания \/ Э. Г. Терехова, Е. А. Костенецкая. — Оренбург: Оренбургский государственный университет, ЭБС АСВ, 2007. — 22 c. — Текст: электронный \/\/ Цифровой образовательный ресурс IPR SMART: [сайт]. — URL: https:\/\/www.iprbookshop.ru\/21664.html\r9. Жулай, В. А. Детали машин: учебное пособие \/ В. А. Жулай. — Москва: Ай Пи Ар Медиа, 2021. — 237 c. — ISBN 978-5-4497-1106-9. — Текст: электронный \/\/ Цифровой образовательный ресурс IPR SMART: [сайт]. — URL: https:\/\/www.iprbookshop.ru\/108292.html\r10. Детали машин: учебное пособие \/ В. Н. Основин, Ю. В. Родионов, Д. В. Никитин, К. Л. Сергеев. — Тамбов: Тамбовский государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2021. — 81 c. — ISBN 978-5-8265-2379-7. — Текст: электронный \/\/ Цифровой образовательный ресурс IPR SMART: [сайт]. — URL: https:\/\/www.iprbookshop.ru\/122966.html
