Торайгырова Кафедра «Механика и нефтегазовое дело»
Смотрите также:
- Торайгырова Кафедра «Механика и нефтегазовое дело»
- Торайгырова Кафедра «Механика и нефтегазовое дело»
- Торайгырова Кафедра «Транспортная техника и логистика»
- Торайгырова Кафедра «Биологии и экологии»
- Пример программы чтения/записи на диск (на 10 точек) 5 Массивы
- Рабочая программа дисциплины реконструкция и восстановление скважин направление ооп 131000
- Рабочая программа дисциплины «Физика нефтяного и газового пласта» Направление подготовки: 131000
дать студентам знания по основным положениям структурного, кинематического и динамического анализа механизмов и машин;
И.И. Артоболевский «Теория механизмов и машин. –М., 2002 г. – 683 с.
Министерство образования и науки Республики КазахстанПавлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Кафедра «Механика и нефтегазовое дело» Методические рекомендации и указания по дисциплине «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 5В070800 – «Нефтегазовое дело» Составитель: ст. преподаватель кафедры МиНГД Сарымов Е.К. Павлодар Цель дисциплины «Теория механизмов и машин» заключается в формировании у студентов знаний в области общих методов исследования и проектирования механизмов, необходимых для создания машин, устройств, приборов, автоматических устройств и комплексов, отвечающих современным требованиям эффективности, точности, надежности и экономичности. ^ 1.1 Цель дисциплины «Теория механизмов и машин» заключается в формировании у студентов знаний в области общих методов исследования и проектирования механизмов, необходимых для создания машин, устройств, приборов, автоматических устройств и комплексов, отвечающих современным требованиям эффективности, точности, надежности и экономичности. ^ - привить прочные навыки синтеза механизмов и машин, применяемых по данной специальности; В результате изучения дисциплины студент должен Знать: - основы построения механизмов и машин; - методы структурного, кинематического и динамического анализа и синтеза механизмов; - формулировки основных понятий, теорем, принципов теории механизмов и машин. В результате изучения дисциплины студент должен Уметь: - составлять кинематические схемы механизмов и машин; - проектировать рациональные схемы механизмов; - выполнять кинематические исследования графическим и аналитическим методами для различных механизмов (зубчатых, планетарных, рычажных и т.д.); - составлять динамические модели машин и механизмов; - выполнять динамический анализ различных механизмов и машин; - выполнять метрический синтез механизмов (рычажных, зубчатых, кулачковых и т.д.); - проводить экспериментальные исследования кинематики и динамики машин и механизмов; - определять качественные характеристики машин и механизмов и делать заключения о их работоспособности. 1.2 Объем и сроки изучения курса Курс «Теория механизмов и машин» общим объемом 90 часов (2 кредита) изучается в течение 2 семестра: 6 часов лекционных занятий, 3 часов практических занятий, 3 часов лабораторных работ. На самостоятельную работу отводится 78 часов, из них 12 часов на СРСП. 1.3. Основные виды занятий и особенности их проведения при изучении дисциплины Программой курса предусмотрено проведение лекционных и практических занятий, лабораторных работ, а также проведение консультаций для всех видов выше указанных занятий 1.3.1. Лекционные занятия Лекционные занятия проводятся в объеме 6 часов (по расписанию) 1.3.2. Практические работы Практические работы проводятся в компьютерных классах в объеме 3 часов (по расписанию). 1.3.1. Лабораторные работы Лабораторные работы проводятся в объеме 3 часов в специализированной лаборатории Б-310 (по расписанию) 1.3.3 Курсовая работа В период учебной сессии студенты получают задание на курсовую работу и приступают к ее выполнению согласно графика, в межсессионный период проводятся консультации по разделам курсовой работы. 1.3.4. Самостоятельная работа Самостоятельная работа подразумевает подготовку студентов к лекционным и практическим занятиям, на основании материалов лекций и рекомендованных программой учебников и учебных пособий. Студент может самостоятельно доделывать практические работы по дисциплине, если он не успевает выполнить их в классе, так как процесс изучения новых программных средств достаточно трудоемок и требует самостоятельной работы в разном объеме у разных студентов. 1.4. Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы студентов при изучении курса Теоретический материал, который студент слушает на лекциях, должен быть усвоен им в ходе подготовки к практическим работам, промежуточным и итоговым аттестациям. Для успешного выполнения практических работ необходимо усвоить материал тем: _1__, _2__, _3__, _4__, __5__. 1.5. Виды контроля знаний студентов и их отчетности по дисциплине Текущий контроль за выполнением самостоятельной работы осуществляется преподавателем на лекциях и консультациях. Изучение курса завершается сдачей курсовой работы и экзаменом, который включает проверку теоретических и практических знаний студента. Экзамен (100 баллов) проводится по тестовым заданиям. 2. Содержание курса ^ Главная цель теоретического лекционного курса, представляющего собой совокупность лекционных занятий, - сформировать у студентов системное представление об изучаемом предмете, дать студентам теоретические знания, обеспечить усвоение будущими специалистами методов анализа и синтеза основных типов механизмов. Все содержание дисциплины разбито на разделы и темы, охватывающие логически завершенный материал. ^ Роль машиностроения в осуществлении научно-технического прогресса. Основные задачи в области создания новых механизмов и машин. Содержание дисциплины и её значение для инженерного образования. Связь теории механизмов и машин с другими областями знаний. Роль отечественных и зарубежных ученых в создании научных школ. Перспективы развития науки о механизмах и машинах. Основные проблемы в теории механизмов и механике машин. ^ Основные понятия теории механизмов и машин. Машина. Механизм, как основа транспортных и других машин. Звено механизма. Кинематическая пара, кинематическая цепь. Классификация кинематических пар. Число степеней свободы механизмов. Обобщённые координаты механизма. Начальные звенья. ^ Кинематика входных и выходных звеньев, передаточные функции и отношения механизма. Метод векторного замкнутого контура для определения кинематических характеристик плоских рычажных механизмов. Метод планов скоростей и ускорений при кинематическом исследовании рычажных, кулачковых и сложных зубчатых механизмов. ^ Условие статической определимости механизма и его структурных групп. Аналитический метод силового расчёта механизмов. Определение уравновешивающей силы по теореме Н.Е. Жуковского. ^ Силы, действующие в машинах, механизмах и их характеристика. Режимы движения механизмов. Динамическая модель механизма. Приведение сил и моментов. Приведенная масса и приведённый момент инерции. Уравнение движения механизма и звена динамической модели в форме энергии и в форме моментов (энергетической и дифференциальной форме). ^ Общая постановка задачи, средняя скорость машины и её коэффициент неравномерности. Связь между приведённым моментом инерции, приведёнными силами и коэффициентом неравномерности движения механизма. Общая постановка задачи, средняя скорость машины и её коэффициент неравномерности. Связь между приведённым моментом инерции, приведёнными силами и коэффициентом неравномерности движения механизма. ^ Неуравновешенность механизмов и её виды. Статическое уравновешивание механизмов. ^ Природа сил трения. Внутреннее и внешнее трение. Трение скольжения, качения, покоя. Тема 9 Синтез механизмов с низшими кинематическими парами Входные и выходные параметры и этапы синтеза механизмов. Целевые функции, ограничения и дополнительные условия синтеза. Условие существования кривошипа в четырёхзвенном механизме. ^ Общие сведения, классификация. Основная теорема зацепления. Геометрические элементы зубчатых колёс. Элементы и свойства эвольвентного зацепления. Дуга зацепления, угол зацепления, коэффициент перекрытия. Подрезание и заострение профилей зубьев. Особенности зубчатых передач внутреннего зацепления. Реечное зацепление. ^ Общие сведения. Кинематика и геометрия конической передачи. Нарезание конических зубчатых колёс методом обкатки. Применение винтовых и угловых зубьев на конических колёсах. Кинематика и геометрия червячной передачи. Понятие о зацеплении червячных передач. Особенности зацепления глобоидной червячной передачи. ^ Последовательный ряд зубчатых колёс с кратным зацеплением. Последовательный ряд зубчатых колёс с паразитными колёсами в зубчатых передачах с неподвижными осями. Планетарные зубчатые механизмы. ^ Виды и назначение кулачковых механизмов. Законы движения выходного звена и способы их задания при проектировании механизма. Угол давления и его влияние на действие сил в механизме, на его размеры и надёжность. ^ Источники колебаний и объекты виброзащиты. Влияние механических воздействий на технические объекты. Анализ действия вибраций. Основные методы виброзащиты. Виброзащитные системы с одной степенью свободы. ^ целью практических занятий является закрепление, углубление и расширение полученных на лекциях знаний; привить студентам навыки в расчетах и проектировании, в использовании справочной литературы, учебных пособий; проконтролировать усвоение студентами лекционного материала. Углубление знаний и приобретение навыков достигается решением примеров расчета с элементами исследования. ^ Структура механизмов. Кинематические пары. Преобразование механизмов. Рычажные, зубчатые, зубчато-рычажные, кулачковые механизмы, комбинированные механизмы, манипуляторы. ^ Кинематический анализ графоаналитическим методом. Построение планов положений, скоростей и ускорений для рычажных механизмов. ^ Силовой расчет кривошипно-ползунного, кривошипно-коромыслового механизмов графическим методом. Определение реакций в кинематических парах и уравновешивающей силы. ^ Статическое уравновешивание кривощипно-ползунного, шарнирно-рычажного механизмов методом замещающих масс. Тема 12 Многозвенные зубчатые механизмы Определение передаточного отношения в сложном многоступенчатом зубчатом механизме, выполненном на базе последовательно соединенных рядных и планетарных механизмов. Графический и аналитический методы определения передаточного отношения в планетарном механизме. Выбор чисел зубьев и числа сателлитов в планетарных механизмах. Кинематика зубчатого дифференциала. Замкнутые дифференциальные механизмы. Бесступенчатые передачи с замкнутым дифференциалом. ^ Целью лабораторных занятий является научить студентов методике исследований, использованию приборов, обработке полученных результатов, выполнению необходимых расчетов, что способствует в дальнейшем решению проблем, связанных с организацией систем исследования сложных объектов и созданием эффективных теоретических и экспериментальных методов исследований. ^ Изучение строения, принципа образования и синтез структурной схемы рычажных механизмов. Методика определения общего числа избыточных связей в плоских рычажных механизмах и их устранение. ^ Изучение общих положений и методов динамической балансировки роторов. Получение практических навыков балансировки роторов на балансирных машинах. ^ Изучение образования геометрической картины эвольвентных профилей при нарезании зубчатых колес методом огибания посредством исходного производящего контура. Получение практических навыков нарезания зубчатых колес с эвольвентным профилем на зубонарезных станках. ^ Самостоятельная работа студентов заключается в закреплении теоретических знаний, полученных на лекциях, подготовке к лабораторным и практическим занятиям, оформлении отчетов, выполнении домашней работы и более глубоком изучении разделов курса. ^
Темы, предлагаемы е студентам для самостоятельного изучения Тема 2 Вопросы, подлежащие рассмотрению - Структурный анализ и синтез механизмов. Образование рычажных механизмов методом наслоения структурных групп; - Локальные и структурные избыточные связи. Контурные избыточные связи и синтез механизмов с оптимальной структурой. Рекомендуемая литература: [3] стр. 11-23. ^ - Метод векторного замкнутого контура для определения кинематических характеристик плоских рычажных механизмов; - Метод планов скоростей и ускорений при кинематическом исследовании кулачковых и сложных зубчатых механизмов. Рекомендуемая литература: [3] стр. 27-53. ^ - Аналитический метод силового расчёта механизмов; - Особенности силового расчета кулисных механизмов; - Силовой расчет механизмов высокого класса Рекомендуемая литература: [1] стр. 51-53. ^ - Закон изменения скорости механизма, нагруженного силами, зависящими только от положения механизма. Закон изменения скорости механизма, нагруженного силами, зависящими только от скорости. Закон изменения скорости механизма, нагруженного силами и моментами, зависящими как от положения, так и от скорости механизма. Рекомендуемая литература: [1] стр. 151-153. ^ - Определение момента инерции маховика по диаграмме энергомасс; - Определение момента инерции маховика по уравнению моментов; - Определение момента инерции маховика при движущем моменте, зависящем от скорости. Рекомендуемая литература: [1] стр. 154-169. ^ - Моментное уравновешивание. Неравномерность ротора и её виды; - Динамическая балансировка роторов при проектировании. Статическая и динамическая балансировка изготовленных роторов. Рекомендуемая литература: [3] стр. 141-143. ^ - Действие сил в кинематических парах с учётом сил трения. Трение в поступательной, во вращательной кинематических парах. Трение качения и трение скольжения в высших кинематических парах; - Механический КПД. Определение КПД типовых механизмов. Рекомендуемая литература: [1] стр. 51-53. ^ - Синтез механизма по заданным положениям входного и выходного звеньев, с учётом допустимых углов давления; - Синтез рычажных механизмов по коэффициенту изменения средней скорости ведомого звена. Рекомендуемая литература: [1] стр. 351-353. ^ - Кинематика сопряжённых профилей. Геометрический расчет цилиндрических прямозубых зубчатых передач со смещением; - Кинематика и геометрия цилиндрической косозубой передачи. Передачи Новикова и область их применения. Рекомендуемая литература: [1] стр. 241-258. ^ - Общие сведения. Кинематика и геометрия конической передачи. Нарезание конических зубчатых колёс методом обкатки; - Применение винтовых и угловых зубьев на конических колёсах. Кинематика и геометрия червячной передачи. Понятие о зацеплении червячных передач. Особенности зацепления глобоидной червячной передачи. Рекомендуемая литература: [1] стр. 258-356. ^ - Графический и аналитический метод определения передаточного отношения в планетарном механизме. Выбор чисел зубьев и числа сателлитов в планетарных механизмах. Кинематика зубчатого дифференциала; - Замкнутые дифференциальные механизмы. Бесступенчатые передачи с замкнутым дифференциалом. Рекомендуемая литература: [3] стр. 151-153. ^ - Определение основных размеров механизма по критериям допустимого угла давления и выпуклости профиля; - Определение координат профиля кулачка по заданному закону движения ведомого звена. Выбор размеров ролика толкателя. Заменяющие механизмы; - Обеспечение силового замыкания высшей кинематической пары при ускоренном движении толкателя. Условие качения ролика. Рекомендуемая литература: [4] стр. 95-126. ^ - Динамическое гашение колебаний. Поглотители колебаний с вязким и сухим трением. Виды манипуляторов и промышленных роботов; - Структура кинематических цепей манипуляторов. Классификация движений захвата. Влияние расположения кинематических пар манипулятора на его манёвренность. Рекомендуемая литература: [3] стр. 250-267. ^ Курсовая работа по теории машин и механизмов по объёму включает 2 листа чертежей формата А1, выполненных на миллиметровой бумаге и расчётно-пояснительную записку формата А4, оформленную в соответствии с требованиями ЕСКД. Задание на курсовую работу является комплексным, предусматривающим проектирование и исследование основных видов механизмов, объединённых в систему какой-либо машины или устройства. Оно должно учитывать специальность, по которой обучается студент. Задания на домашнюю работу выдаётся преподавателем. Курсовая работа выполняется после изучения теоретического материала. В процессе выполнения работы по «Теории машин и механизмов» студент должен получить практические навыки по применению основных положений и выводов теории к решению конкретных технических задач. Выполненная работа рецензируется преподавателем с последующей ее защитой. 2.5.1 Содержание графической части курсовой работы: -Кинематический и кинетостатический анализ рычажного механизма; - Синтез зубчатых механизмов. Графические построения к каждому разделу работы выполняются на отдельном форматах А1 карандашом с соблюдением всех требований ЕСКД. На чертежах обязательно сохранить все вспомогательные построения, делать соответствующие надписи и проставлять принятые масштабные коэффициенты с размерностью. Каждый лист проекта должен иметь основную надпись. Пояснительная записка пишется на одной стороне листа писчей бумаги формата А4 с полями слева 20 мм, справа 5 мм. Все станицы нумеруются. Записка должна иметь титульный лист, задание, выданное кафедрой, условие и числовые данные к каждому разделу, пояснения к решению и расчетам, в конце список используемой литературы и оглавление. Все необходимые математические зависимости пишутся в общем виде с последующей подстановкой числовых значений и указания конечного результата с размерностью. Для повторяющихся вычислений записывается расчетная формула, а результаты проставляются в табличной форме. Содержание листов курсовой работы Лист 1 Кинематический и кинетостатический анализ рычажного механизма. Построить планы положений механизма для 8-ми положений кривошипа; Построить один план скоростей (для рабочего хода), один план ускорений; Определить линейные и угловые скорости и ускорения всех точек и звеньев механизма; Определить инерционные нагрузки, действующие на звенья механизма. Для заданного положения механизма вычертить в масштабе структурные группы и указать силы, приложенные к его звеньям. Методом планов сил определить реакции во всех кинематических парах механизма. Найти уравновешивающий момент (силу) на звене приведения механизма методом планов сил и методом рычага Н.Е.Жуковского. ^ Учитывая условия соосности, соседства и сборки подобрать числа зубьев всех колёс планетарного механизма, считая, что Z1>17, и колёса нулевые. Рассчитать начальные диаметры и вычертить схему планетарного механизма в 2-ух проекциях с построением картины распределения окружных скоростей. Выполнить геометрический расчёт внешнего зацепления пары колёс эвольвентного профиля с неподвижными осями, нарезанных стандартной инструментальной рейкой. При выборе коэффициентов смещения рейки обеспечить отсутствие подреза ножек зубьев. Учесть, что у равносмещенного зацепления коэффициенты смещения сопряжённых колёс одинаковы по величине, но противоположны по знаку, а при заданном межосевом расстоянии коэффициенты смещения для отдельных колес должны обеспечивать предварительно найденное суммарное значение коэффициентов смещения. Построить картину внешнего зацепления. Изобразить по три зуба каждого колеса, линию и дугу зацепления, рабочие участки профилей зубьев, определить значения коэффициентов относительного скольжения и построить картину относительных скольжений профилей зубьев. Масштаб построения зацепления выбирается таким, чтобы высота зуба на чертеже была не менее 60мм. Построить картину реечного зацепления с простановкой размеров рейки и нарезного колеса. ^
Литература Основная литература 2. С.А. Попов, Г.А. Тимофеев «Курсовое проектирование по теории механизмов механике машин». –Москва, 2002 г. – 362 с. 3. К.В. Фролов «Теория машин и механизмов», для вузов –М., 2001г. – 421с. Дополнительная литература 4. Баранов Г.Г. Курс теории механизмов и машин– М., 2004 г.-327 с. 5. Гавриленко Г.С. Теория механизмов – «Высшая школа», 2000 г. -544 с. 6. Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. – М., 2002 г.-576 с. 7. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин– М.: Наука, 2000 г. -489 с 8. Попык К.Г. Динамика автомобильных и тракторных двигателей. – М.: Высшая школа, 2000г. – 173 с. 9. Юдин В.А., Петрокас Л.В. Теория механизмов и машин – М., 2007 г. –289 с.  
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
