Детали и узлы технологических машин
Описание: Дисциплина посвящена изучению конструкции, принципов работы и методов расчёта основных деталей и узлов технологических машин. Рассматриваются элементы передач, опоры, соединения, механизмы перемещения и управления, а также требования к их прочности, надёжности и технологичности при проектировании и эксплуатации.
Количество кредитов: 5
Пререквизиты:
- Физика
- Физика. Школьный курс
Трудоемкость дисциплины:
| Виды работ | часы |
|---|---|
| Лекции | 15 |
| Практические работы | 30 |
| Лабораторные работы | |
| СРОП | 30 |
| СРО | 75 |
| Форма итогового контроля | экзамен |
| Форма проведения итогового контроля | письменный экзамен |
Компонент: Вузовский компонент
Цикл: Базовые дисциплины
Цель
- - формирование у студентов знаний о конструкции, назначении и принципах работы основных деталей и узлов технологических машин; - изучение методов расчёта, проектирования и выбора стандартных и оригинальных элементов машин; - развитие навыков анализа надежности, прочности и долговечности деталей; - подготовку студентов к решению инженерных задач, связанных с проектированием и эксплуатацией оборудования в горной, перерабатывающей и машиностроительной отраслях.
Задача
- - изучение конструкции, назначения и принципов работы деталей и узлов технологических машин; - знание основных видов нагрузок и условий работы деталей; - понимание требований к надежности, прочности и долговечности элементов машин.
Результат обучения: знание и понимание
- знать классификацию и назначение основных деталей и узлов технологических машин; понимать принципы работы, конструктивные особенности и области применения соединений, подшипников, передач, муфт, валов и корпусов; знать методы расчета на прочность, жесткость, износостойкость и надежность элементов машин; понимать современные требования к проектированию, стандартизации и унификации деталей и узлов; иметь представление о тенденциях развития конструкций машин и применении новых материалов и технологий; знать правила выбора стандартных элементов в соответствии с ГОСТ, ISO и другими нормативами.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- применять полученные знания для расчета прочности, жесткости и надежности деталей и узлов машин; использовать методы проектирования при выборе оптимальной конструкции элементов (валов, подшипников, передач, муфт, крепежных соединений и др.); подбирать стандартные изделия (подшипники, резьбовые соединения, зубчатые колеса и др.) в соответствии с условиями эксплуатации и нормативной документацией (ГОСТ, ISO); решать инженерные задачи, связанные с модернизацией и эксплуатацией технологического оборудования; использовать современные программные средства (CAD/CAE-системы) для моделирования, анализа и проверки деталей машин; обосновывать выбор материалов и способов обработки для повышения надежности и долговечности узлов.
Результат обучения: формирование суждений
- Анализировать различные варианты конструктивных решений деталей и узлов машин, сравнивая их эффективность, надежность и экономичность; делать обоснованные выводы при выборе методов расчета, проектирования и эксплуатации элементов машин; критически оценивать применяемые технические решения и предлагать их совершенствование; учитывать производственные, эксплуатационные, экологические и экономические факторы при формировании инженерных решений; формировать собственную аргументированную позицию по вопросам надежности, ресурса и модернизации узлов технологических машин; использовать полученные знания для оценки рисков и последствий при принятии инженерных решений.
Результат обучения: коммуникативные способности
- В результате освоения дисциплины студент должен уметь: грамотно излагать технические решения устно и письменно (в отчетах, расчетных записках, презентациях); использовать инженерную терминологию для профессионального общения с преподавателями, коллегами и специалистами производства; работать в составе проектной или исследовательской группы, эффективно распределяя обязанности и взаимодействуя с другими участниками; аргументированно отстаивать принятые решения при обсуждении вариантов конструкции деталей и узлов; использовать современные средства коммуникации и цифровые платформы (CAD-модели, онлайн-конференции, совместные рабочие среды) для обмена информацией; вести диалог на профессиональные темы с учетом этики инженерного общения.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- В результате освоения дисциплины студент должен уметь: самостоятельно изучать дополнительную техническую литературу, нормативную документацию (ГОСТ, ISO, СНиП) и современные исследования в области машиностроения; использовать справочные материалы, каталоги и базы данных стандартных деталей для решения инженерных задач; применять современные программные средства (CAD/CAE-системы) для самостоятельного моделирования и анализа конструкций; развивать навыки самообразования и критической оценки новых технологий и материалов; формировать индивидуальную траекторию профессионального развития, учитывая современные тенденции машиностроения и автоматизации; осознавать необходимость непрерывного профессионального обучения для повышения инженерной компетентности.
Методы преподавания
Для повышения качества обучения по дисциплине «Детали и узлы технологических машин» применяются современные образовательные технологии, ориентированные на активное вовлечение студентов и развитие их инженерных компетенций: Интерактивные лекции использование мультимедийных презентаций, анимаций, 3D-моделей узлов и механизмов; обсуждение примеров из реального машиностроительного производства. Проблемно-ориентированное обучение (Problem-Based Learning, PBL) постановка инженерных задач, требующих самостоятельного поиска решений; работа над кейсами из практики проектирования деталей и узлов. Проектная технология обучения выполнение мини-проектов по расчету и конструированию отдельных узлов машин; защита проектов в форме презентаций и технических отчетов. Компьютерное моделирование (CAD/CAE) использование программных комплексов (SolidWorks, AutoCAD, ANSYS и др.) для моделирования деталей и проведения инженерных расчетов; освоение современных методов цифрового инжиниринга. Элементы дистанционного и смешанного обучения размещение учебных материалов, тестов и заданий на платформе LMS (Moodle, Canvas и др.); проведение онлайн-консультаций и тестирований. Игровые и тренинговые технологии использование симуляторов для анализа работы механизмов; деловые и ролевые игры при обсуждении решений по выбору оптимальной конструкции узлов. Технология критического мышления анализ различных конструктивных решений и их сравнительная оценка; формирование у студентов навыков аргументированного выбора и принятия решений.
Оценка знаний обучающегося
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| Период | Вид задания | Итого |
|---|---|---|
| 1 рейтинг | 0-100 | |
| Итоговый контроль | экзамен | 0-100 |
Политика оценивания результатов обучения по видам работ
| Вид задания | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Отлично | Хорошо | Удовлетворительно | Неудовлетворительно | |
| «Отлично» (90–100%) — студент владеет полным объемом знаний, умеет применять теорию для решения практических задач, выполняет расчеты без ошибок, проявляет самостоятельность и инициативу. «Хорошо» (75–89%) — материал усвоен в достаточном объеме, допущены незначительные ошибки в расчетах и выводах, студент способен к самостоятельной работе. «Удовлетворительно» (50–74%) — знания ограничены, допускаются ошибки при решении расчетных задач, требуется помощь преподавателя. «Неудовлетворительно» (менее 50%) — материал не усвоен, задания не выполнены, студент не способен к самостоятельному применению знаний. |
Форма оценки
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
- Назначение и классификация технологических машин
- Материалы для деталей машин
- Основы расчета на прочность и жесткость
- Соединения деталей машин
- Валы и оси
- Подшипники скольжения и качения
- Муфты
- Зубчатые передачи
- Ременные, цепные и фрикционные передачи
- Редукторы и вариаторы
- Механизмы преобразования движения
- Корпусные детали машин
- Системы смазки и охлаждения в технологических машинах
- Узлы управления и автоматизации
- Перспективы развития деталей и узлов машин
Основная литература
- Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. Том 1–4. – М.: Наука, 1980. Иванов М.Н., Кудрявцев В.Н., Черняев А.И. Детали машин. – М.: Машиностроение, 2010. Леликов О.П. Детали машин: учебник для вузов. – М.: Академия, 2012. Дунаев П.Ф., Ковалев А.С. Детали машин и основы конструирования. – М.: Высшая школа, 2005. Стрекопытов С.А., Юрьев Б.А. Детали машин: учебник. – М.: Машиностроение, 2009. Кудрявцев В.Н. Основы проектирования деталей машин. – М.: Машиностроение, 2006. Болтинский В.А. Детали машин: учебное пособие. – СПб.: Питер, 2013. Тимошенко С.П., Янг Д.Г. Теория упругости и сопротивления материалов. – М.: Наука, 1993 (как базовая для расчетов).
Дополнительная литература
- Горелов В.А. Сопротивление материалов. Детали машин. – М.: Высшая школа, 2008. Болотин В.В., Новожилов В.В. Механика материалов и конструкций. – М.: Наука, 1985. Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике. – М.: Наука, 1999 (для углубления расчетных основ). Никитин А.П. Справочник по деталям машин. – М.: Машиностроение, 1990. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Сопротивление материалов. – Киев: Вища школа, 2004. Справочник конструктора-машиностроителя / Под ред. А.А. Шепелевского. – М.: Машиностроение, 2002. Budynas R.G., Nisbett J.K. Shigley’s Mechanical Engineering Design. – McGraw-Hill, 2020 (международный стандартный учебник по деталям машин). Norton R.L. Machine Design: An Integrated Approach. – Pearson, 2019. Collins J.A., Busby H., Staab G. Mechanical Design of Machine Elements and Machines. – Wiley, 2010. ГОСТы и ISO-стандарты по подшипникам, зубчатым передачам, муфтам и соединениям (для практического применения).
