МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

 

 

 

                                                                             Начальник Департамента образовательных

                                                                                           программ  и  стандартов

                                                                                    профессионального образования

 

 

                                                                                   ______________________ Л.С.Гребнев

                                                                                  "_____"____________________  2000 г.

 

 

 

 

 

 

 

ПРИМЕРНАЯ  ПРОГРАММА  ДИСЦИПЛИНЫ

 

Детали  машин  и основы  конструирования

 

 

 

 

 

 

Рекомендуется Минобразованием России для направлений подготовки

 

 

552700 –  "Энергомашиностроение"

651200 – "Энергомашиностроение"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.   Цели и задачи дисциплины.

Цель: изучение и практическое освоение методов проектирования технических систем.

Задачи: изучение элементной базы машиностроения (деталей машин), типовых методов проектирования механических систем, основ взаимозаменяемости, метрологии и стандартизации, принципов, структуры и методов системного проектирования. Приобретение навыков практического проектирования и конструирования.

 

2.   Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

            Иметь представление о:

–        процессе создания машин и механизмов;

–        методах проектно-конструкторской работы;

–        автоматизированных системах проектирования.

Знать:

-     терминологию, функциональное назначение, конструкцию, методы проектировочных и проверочных расчетов деталей машин;

-     основы взаимозаменяемости, метрологии и стандартизации, допуски и посадки;

-     инвариантные понятия и этапы системного проектирования: формирование технического задания, выбор физического принципа действия, структурный синтез, параметрический синтез;

-     методы формирования множества решений, методы выбора оптимального варианта, методы рационального конструирования.

Владеть:

-     умениями разбора конструкций и чтения чертежей;

-     методами практического проектирования и конструирования основных элементов машин: передач, валов, подшипников, корпусов, соединений;

-     методами формирования множества возможных схемных и конструктивных решений проектной задачи и выбора оптимального варианта;

-     техникой компонования конструкции механических систем, правилами изготовления проектной и конструкторской документации.

Иметь опыт:

–        проведения инженерных расчетов по проектированию основных деталей машин и механизмов;

–        выбора оптимальных решений;

–        оформления  проектной и конструкторской документации;

–        измерения параметров технических систем и их статистической обработки.

 

3.   Объем дисциплины и виды учебной работы.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

Общая трудоемкость дисциплины

320

4

5

6

Аудиторные занятия

 

 

 

 

Лекции

68

4

5

 

Практические занятия (ПЗ)

34

4

5

 

Семинары (С)

 

 

 

 

Лабораторные работы (ЛР)

34

4

5

 

и (или) другие виды аудиторных занятий

 

 

 

 

Самостоятельная работа

32

4

5

 

Курсовой проект (работа)

136

 

5

6

Расчетно-графические работы (ТР)

16

4

 

 

Реферат

 

 

 

 

и (или) другие виды самостоятельной работы

 

 

 

 

Вид итогового контроля  (зачет, экзамен)

 

зачет,

экзамен

зачет,

экзамен

зачет

 

4.   Содержание дисциплины

 

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

 

№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ

(или С)

ЛР

1.

Методология, этапы и методы проектирования

2.

Элементная база машин

2.1

Теория машин и механизмов

 

2.2

Передачи. Корпуса

2.3

Валопроводы (валы, подшипники, муфты)

2.4

Соединения

3.

Взаимозаменяемость, допуски и посадки, метрология и стандартизация

4.

Эскизное проектирование и рациональное конструирование

 

 

4.2 Содержание разделов дисциплины

 

1.   Методология, этапы и методы проектирования

 

            Понятие проектирования. Системный подход в проектировании технических систем. Принципы системного проектирования. Этапы процесса проектирования. Техническое задание, его роль в проектировании. Выбор физического принципа действия, структурный и параметрический синтез. Формирование множества вариантов принципа действия, структур, параметров объекта проектирования. Методы выбора оптимальных решений на этапах структурного и параметрического синтеза.

 

2.   Элементная база машин

 

2.1. Теория машин и механизмов

            Классификация и состав элементной базы машин. Классификация деталей по функциональному признаку. Структурный и кинематический анализ механизмов.

 

2.2. Передачи. Корпуса

            Механические передачи. Классификация. Основные кинематические и силовые соотношения. Эвольвентное зацепление. Основные геометрические и кинематические параметры цилиндрических зубчатых колес. Методы нарезания зубчатых колес.

            Классификация, принципы действия, геометрические параметры и силы в цилиндрических, конических, червячных, планетарных, фрикционных, ременных, цепных, винтовых передачах. Нагрузки, механизмы отказа (накопление усталостных повреждений в поверхностном слое и объеме зуба), расчетные схемы, критерии работоспособности, материалы, предельные и допускаемые напряжения для разных типов передач. Алгоритмы проектировочного и проверочного расчетов передач.

Назначение корпусов. Основные элементы корпусов. Рекомендации по выбору размеров литых элементов корпуса.

 

2.3. Валопроводы (валы, подшипники, муфты)

            Назначение валов и осей. Конструктивные исполнения основных и переходных участков валов. Определение геометрических параметров валов. Виды отказа (накопление усталостных повреждений, пластические деформации, низкая жесткость, вибрация). Критерии расчета валов (прочность, жесткость, отстройка от резонанса).

            Назначение и классификация подшипников. Конструкции подшипников скольжения. Расчет подшипников в режиме полужидкостного и жидкостного трения. Типы и классификация подшипников качения. Условные обозначения подшипников. Выбор подшипников. Схемы установки. Расчет подшипников по статической и динамической грузоподъемности.

Назначение и классификация муфт. Виды несоосности валов. Конструкции, методы подбора и проектирование глухих, компенсирующих, упругих, управляемых и предохранительных муфт.

2.4.  Соединения       

            Соединения. Назначение и классификация соединений. Виды соединений для передачи крутящего момента. Шпоночные, зубчатые (шлицевые), штифтовые, профильные и клеммовые соединения, цилиндрические и конические соединения с натягом. Их параметры, методы проектирования и расчета.

            Резьбовые соединения. Классификация резьб. Геометрические параметры резьб. Основные типы крепежных резьбовых изделий. Силовой анализ в винтовой паре. Моменты завинчивания и отвинчивания. Расчет резьбовых изделий на прочность. Расчет болтового стыка для разных случаев приложения нагрузки.

           

3.   Взаимозаменяемость, допуски и посадки, метрология и стандартизация

 

            Классификация параметров машин (кинематические, силовые, геометрические, прочностные и др.). Понятие детерминированных и случайных параметров. Распределение случайных величин. Понятие функций распределения и плотности распределения вероятностей случайной величины. Основные характеристики нормального распределения случайной величины (среднее и дисперсия). Математическая статистика. Графики эмпирических распределений (полигон и гистограмма).

            Метрология, основы взаимозаменяемости и стандартизации. Расчетные и действительные параметры. Понятие номинального размера. Классификация отклонений геометрических параметров деталей. Основные термины и определения единой системы допусков и посадок (ЕСДП). Обозначения допусков и посадок на чертежах. Системы отверстий и вала. Предпочтительные поля допусков и рекомендуемые посадки.

            Отклонения форм и расположения поверхностей. Допуски цилиндричности, перпендикулярности, соосности, радиального биения. Их обозначения на чертежах. Параметры шероховатости и их обозначения на чертежах.

            Размерные цепи. Основные понятия. Примеры сборочной и подетальной размерных цепей. Обратная и прямая задача при расчете линейных размерных цепей. Методы расчета размерных цепей при проектировании (метод попыток, метод равных квалитетов, метод равных допусков, селективная сборка, метод компенсирующего звена).

 

4.   Эскизное проектирование и рациональное конструирование

            Общие и частные правила конструирования. Упрощенная и уточненная эскизная компоновка. Техническое и рабочее проектирование.

 

 

            Рациональное конструирование. Методы повышения качества характеристик машин. Уменьшение массы и металлоемкости конструкций. Компактность. Равнопрочность. Применение литых, штампованных и сварных конструкций. Рациональное расположение опор. Оребрение. Увеличение сопротивления усталости. Унификация конструктивных элементов и деталей.

 

5.   Лабораторный практикум.

п/п

№ раздела

дисциплины

Наименование лабораторных работ

1.

2.1

Структурный и кинематический анализ механизмов

2.

2.1, 2.2

Нарезание зубчатых колес. Построение картины зацепления.

3.

2.1, 2.3

Балансировка ротора.

4.

1, 2.2

Структурный, кинематический и силовой анализ зубчатых передач.

5.

1, 2.2

Структурный, кинематический и силовой анализ планетарных передач.

6.

2.2, 3

Исследование кпд червячной передачи.

7.

2.3

Конструирование подшипниковых узлов.

8.

3

Контроль шероховатости поверхности.

9.

3

Допуски и посадки. Методы контроля размеров цилиндрических изделий.

10.

3

Статистический метод контроля технологического процесса.

 

6.   Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

6.1. Рекомендуемая литература.

            а) основная литература:

1.   Иванов М.Н. Детали машин. М.: Высшая школа. 1998. 383 с.

2.   Орлов П.И. Основы конструирования. В 2-х кн. М.: Машиностроение, 1988. Кн.1. 560 с. Кн.2. 544 с.

3.   Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Высшая школа., 1998. 447 с.

4.   Корж Д.Д., Хорошев А.Н. Этапы проектирование механического привода. М.: Изд-во МЭИ, 1997. 84 с.

б) дополнительная литература:

1.   Детали машин: Атлас конструкций /Под ред. Д.Н. Решетова, М.: Машиностроение. 1992.

2.   Основы взаимозаменяемости и стандартизации в машиностроении /Коллектив авторов, М.: Изд-во МЭИ, 1989.

3.   Хорошев А.Н. Введение в управление проектированием механических систем. М.: 1999. 362 с.

в) периодические издания (журналы):

1.      «Вестник машиностроения».

2.      «Стандарты и качество».

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины.

            Используются компьютерные программы для проектирования механических передач, а также пакеты MathCAD, MathLab, AutoCAD.

 

7.   Материально-техническое обеспечение дисциплины.

 

            Лабораторно-практические занятия проходят в специализированных учебных лабораториях. При изучении дисциплины используются следующие модели, учебные и экспериментальные установки:

-     модели механических передач;

-     модели механизмов различного назначения;

-     экспериментальные установки червячных передач, передач винт-гайка;

-     натурные передаточные устройства;

-     стенд для изучения схем установки подшипников;

-     балансировочные станки;

-     станки для нарезания зубьев;

-     приборы для измерения шероховатости поверхностей;

-     микрометры, калибры, наборы концевых мер;

-     образцы контролируемых деталей.

 

8.   Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.

            Для изучения различных разделов курса используются учебные пособия и методические указания, содержащие методические рекомендации и справочные данные по проектированию и конструированию элементов машин. Конструкции изучаются по моделям, натурным образцам, а также чертежам из атласов конструкций.

 

 

            Программа составлена в соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлениям подготовки 552700 "Энергомашиностроение" и 651200 "Энергомашиностроение".

 

Программу составили  Корж Д.Д., доцент, МЭИ(ТУ)

                                      Николаев В.П., профессор, МЭИ(ТУ)

 

 

 

 

Программа одобрена на заседании Учебно-методического совета по направлениям 552700 "Энергомашиностроение", 651200 "Энергомашиностроение"

  от "____"_____________2000 г. протокол № ____.

 

 

Председатель УМС по направлениям

552700 "Энергомашиностроение",

651200 "Энергомашиностроение"                                                                  Росляков П.В.

 

 

 

Председатель УМО  по образованию

в области энергетики                                                                                       Аметистов Е.В.

 

 

Схемы образования геометрических параметров деталей 42
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 868
Отклонения геометрических параметров деталей
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 477
ПОСТРОЕНИРИМЕНЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 547
Обработка заготовок деталей машин
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 387
Основы теории резания металлов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 854
3
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 86
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 90
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 28
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 11
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 36
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 51
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 100
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 15
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 94
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 13