ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ  МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
«Согласовано» | «Утверждаю» |
___________________ Руководитель ООП по направлению 140400 проф. А.Е. Козярук |
_______________________ Зав. кафедрой Машиностроения проф. В.В. Максаров |
^ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ПРИКЛАДНАЯ механика»
Направление подготовки: 140400 Энергетика и электротехника
Профили подготовки: «Электропривод и автоматика»
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Составитель: доц. Большунов А.В.
Санкт-Петербург 2012 ^ «Прикладная механика» - обязательная дисциплина федерального государственного образовательного стандарта, являющаяся комплексной общетехнической дисциплиной для направления подготовки 140400 «Энергетика и электротехника» по профилю «Электропривод и автоматика» ^ «Прикладная механика» является формирование профессиональных знаний, умений и навыков в области исследования и проектирования технологических машин и оборудования. ^ являются: приобретение понимания роли и тенденций развития прикладной механики в области исследования и проектирования современных технологических машин и оборудования; овладение методами структурного, кинематического, силового и динамического анализа механизмов, инженерных расчётов деталей и узлов по основным критериям работоспособности, а так же основами проектирования типовых деталей и узлов технологических машин и оборудования. формирование: представлений о последовательности стадий исследования и проектирования технологических машин и оборудования; навыков практического проектирования и конструирования деталей и узлов технологических машин и оборудования; готовности применения профессиональных знаний для совершенствования существующих и создания принципиально новых технологических машин и оборудования; способностей для аргументированного обоснования решений с точки зрения технической целесообразности; мотивации к самостоятельному повышению уровня профессиональных навыков в области проектирования и конструирования деталей и узлов технических систем.
^ Дисциплина «Прикладная механика» относится к вариативной части базового профессионального цикла основной образовательной программы по направлению подготовки 140400 «Энергетика и электротехника». Для изучения дисциплины «Прикладная механика», приобретения необходимых знаний, умений и компетенций студент должен обладать соответствующими знаниями, умениями и компетенциями, полученными им при изучении Учебных дисциплин: «История развития электроэнергетики и электромеханики», «Философия», «Иностранный язык», «Технический перевод иностранной литературы», «Правоведение», «Высшая математика», «Физика», «Информатика», «Теоретическая механика», «Начертательная геометрия и инженерная графика», «Электротехническое и конструкционное материаловедение», «Метрология». Учебная дисциплина «Прикладная механика» является предшествующей для ряда учебных дисциплин по направлению подготовки 140400 «Энергетика и электротехника» и на основе знаний, умений и компетенций, приобретенных студентом в процессе ее изучения, формируются соответствующие знания, умения и компетенции для последующих учебных дисциплин для которых учебная дисциплина «Прикладная механика» является предшествующей. К таким дисциплинам относятся: «Электрические машины», «Электрические и электронные аппараты», «Электрический привод», «Стационарные установки нефтяной и газовой промышленности», «Трубопроводный транспорт», «Механическое оборудование нефтепромыслов», «Эксплуатация систем автоматики», «Эксплуатация систем электропривода», «Эксплуатация систем электроснабжения», «Проектирование систем автоматики», «Проектирование систем электропривода», «Проектирование систем электроснабжения».
^ Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1); готовностью к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7); способностью и готовностью использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики, в своей предметной области (ПК-1); способностью демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовностью использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2); готовностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3); готовностью работать над проектами электроэнергетических и электротехнических систем и их компонентов (ПК-8); способностью разрабатывать простые конструкции электроэнергетических и электротехнических объектов (ПК-9); способностью оценивать механическую прочность разрабатываемых конструкций (ПК-13); готовностью разрабатывать технологические узлы электроэнергетического оборудования (ПК-17). способностью использовать нормативные документы по качеству, стандартизации и готовностью участвовать в монтажных, наладочных, ремонтных и профилактических работах на объектах электроэнергетики (ПК-27). готовностью изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-39); способностью к монтажу, регулировке, испытаниям и сдаче в эксплуатацию электроэнергетического и электротехнического оборудования (ПК-46); готовностью к наладке и опытной проверке электроэнергетического и электротехнического оборудования (ПК-47). В результате изучения дисциплины студент должен: Знать: основы устройства типовых механизмов электрических машин и технологического оборудования; основные методы определения кинематических характеристик и силовых факторов, действующих на звенья механизмов электрических машин и технологического оборудования в процессе их работы; основные методы исследования напряжённо-деформированного состояния деталей и узлов электрических машин и технологического оборудования; методы проектных и проверочных расчётов деталей и узлов электрических машин и технологического оборудования; основные стадии проектирования деталей, узлов электрических машин и технологического оборудования. Уметь: пользоваться терминологией, принятой в различных разделах прикладной механики; выбирать аналоги и прототипы конструкций при проектировании; выполнять инженерные расчёты и конструировать деталей, узлов электрических машин и технологического оборудования, обеспечивая их работоспособность; разрабатывать техническую документацию в соответствии с требованиями ЕСКД. Владеть: основными методами структурного, кинематического и силового исследования механизмов электрических машин и технологического оборудования; принципами составления расчетных схем элементов конструкций, находящихся в сложнонапряженных состояниях, определения напряжений в опасных сечениях и проверки по условиям прочности; методиками расчета и проектирования деталей и электрических машин и технологического оборудования.
^ Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц. Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | 3 | 4 | 5 | ^ | 106 | 51 | 54 | 1 | В том числе: | - | - | - | - | Лекции | 70 | 34 | 36 |
| Практические занятия (ПЗ) | 1 | - | - | 1 | Семинары (С) | - | - | - | - | Лабораторные работы (ЛР) | 35 | 17 | 18 | - | ^ | 110 | 37 | 37 | 36 | В том числе: | - | - | - | - | Курсовой проект | 36 | - | - | 36 | Расчетно-графические работы | - | - | - |
| Реферат | 22 | 11 | 11 |
| ^ |
|
|
|
| Подготовка к лабораторным работам | 20 | 2*5=10 | 2*5=10 |
| Домашнее задание | 32 | 8*2=16 | 8*2=16 |
| Вид промежуточной аттестации (зачет- З, экзамен - Э) |
| З | З | КП | Общая трудоемкость час зач. ед. | 216 | 88 | 91 | 37 | (6) | 2,5 | 2,5 | 1 | ^ 5.1. Содержание разделов дисциплины № п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела | 1. | Основные понятия и определения теории механизмов и машин. Структура механизмов. | Звенья, кинематические пары, кинематические цепи. Структура и классификация механизмов. Группы Ассура. Структурная формула механизма. | 2. | Кинематика механизмов и машин | Методы планов положений, скоростей и ускорений. Графическое интегрирование и дифференцирование. | 3. | Механизмы с высшими кинематическими парами. | Основная теорема зацепления. Основные параметры зубчатых передач. Производящий реечный контур. Основное уравнение зацепления. Расчет геометрических параметров зубчатых передач. Качественные характеристики зацепления. | 4. | Кинетостатика и динамика механизмов и машин | Основные виды сил, действующие на звенья механизма. Принципы кинетостатики. Метод планов сил. Силовой расчет механизмов. Приведение масс, моментов и сил. Динамическая модель механизма. Уравнение движения машины в дифференциальной форме. Основные периоды движения машины. Коэффициент неравномерности хода, методы регулирования неравномерности. Трение в механизмах и машинах. | 5. | Основные понятия и определения детали машин | Классификация деталей машин. Классификация сил, действующих на детали машин. Метод сечений, понятие о рабочих и допускаемых напряжениях и деформациях. Механические характеристики хрупких и пластичных материалов деталей машин. Критерии работоспособности деталей машин, расчет допускаемых напряжений, факторы концентрации напряжений. Основные условия прочности. Составление расчетных схем, построение эпюр внутренних силовых факторов и напряжений, определение опасных сечений. Проектный и проверочный расчёты деталей машин. | 6. | Соединения деталей машин | Сварные, резьбовые, шпоночные, шлицевые и соединения с натягом. Классификация. Силовые зависимости. Напряжения и деформации при растяжении (сжатии), срезе и смятии. Определение основных геометрических параметров, выбор по ГОСТу. Расчет на прочность. | 7. | Механические передачи | Зубчатые, червячные, фрикционные, ременные, цепные передачи. Классификация. Силовые зависимости. Основные критерии работоспособности. Расчет эквивалентных напряжений по основным теориям прочности. Определение основных кинематических параметров, геометрических и конструктивных размеров. Расчеты на прочность. | 8. | Детали механических передач | Валы и оси, подшипники качения и скольжения, муфты, корпусные детали. Классификация. Основные критерии работоспособности. Определение основных геометрических параметров. Расчет на прочность, выносливость и долговечность. |
^ № п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 1. | Электрические машины | * | * | * | * | * | * | * | * | 2. | Электрические и электронные аппараты | * | * |
|
| * | * | * | * | 3. | Электрический привод | * | * | * | * | * | * | * | * | 4. | Стационарные установки нефтяной и газовой промышленности | * | * | * | * | * | * | * | * | 5. | Трубопроводный транспорт | * | * | * | * | * | * | * | * | 6. | Механическое оборудование нефтепромыслов | * | * | * | * | * | * | * | * | 7. | Эксплуатация систем автоматики | * | * |
|
| * | * | * | * | 8. | Эксплуатация систем электропривода | * | * | * | * | * | * | * | * | 9. | Эксплуатация систем электроснабжения |
|
|
|
| * | * |
|
| 10. | Проектирование систем автоматики | * | * |
|
| * | * | * | * | 11. | Проектирование систем электропривода | * | * | * | * | * | * | * | * | 12. | Проектирование систем электроснабжения |
|
|
|
| * | * |
|
|
^ № п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин | СРС | Все-го час. | 1. | Основные понятия и определения теории механизмов и машин. Структура механизмов. | 6 |
| 4 |
| 9 | 19 | 2. | Кинематика механизмов и машин | 8 |
| 6 |
| 10 | 24 | 3. | Механизмы с высшими кинематическими парами. | 6 |
| 3 |
| 8 | 17 | 4. | Кинетостатика и динамика механизмов и машин | 8 |
| 4 |
| 10 | 22 | 5. | Основные понятия и определения детали машин | 10 |
| 6 |
| 16 | 32 | 6. | Соединения деталей машин | 8 |
| 4 |
| 15 | 27 | 7. | Механические передачи | 12 | 1 | 4 |
| 24 | 41 | 8. | Детали механических передач | 12 |
| 4 |
| 18 | 34 |
^ № п/п | № раздела дисциплины | Тематика лабораторных занятий | Трудо-емкость (час.) | 1. | 1 | Составление структурных (кинематических) схем и определение основных характеристик механизмов | 2 | 2. | 1 | Структурный анализ плоского механизма | 2 | 3. | 2 | Кинематическое исследование рычажного механизма | 6 | 4. | 4 | Кинетостатическое исследование рычажного механизма | 4 | 5. | 3 | Обмер и расшифровка параметров зубчатого колеса | 3 | 6. | 5 | Общие основы расчета и конструирования деталей машин | 6 | 7. | 6 | Силовые зависимости в затянутом резьбовом соединении | 2 | 8. | 6 | Определение несущей способности шлицевого соединения | 2 | 9. | 7 | Изучение конструкции цилиндрического двухступенчатого редуктора | 4 | 10. | 8 | Изучение подшипников качения | 4 |
^ учебным планом не предусмотрены.
8. Примерная тематика курсовых проектов: Расчет и проектирование механизмов силовых передач приводов технологических машин и оборудования.
^
а) основная литература Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин. – М.: Альянс, 2011. – 640 с. Фролов К.В. и др. Теория механизмов и механика машин. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. – 688 с. Тимофеев Г.А. Теория механизмов и машин. Курс лекций. М.: Высшее образование, 2009. – 352 с. Артоболевский И. И., Эдельштейн Б. В. Сборник задач по теории механизмов и машин. – М.: Альянс, 2009. – 256 с. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. – 592 с. Копнов В.А.. Сопротивление материалов. Руководство для решения задач и выполнения лабораторных и расчетно-графических работ. – М.: Высшая школа, 2009. - 351 с. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин. – М.: Высшая школа, 2010. - 408 с. Детали машин. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. – 520 с. Дунаев П.Ф., Леликов. О.П. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Академия, 2009. 496 с. б) дополнительная литература Теория механизмов и машин: Методические указания по курсовому проектированию / Санкт-Петербургский государственный горный ин-т. Сост.: А.В. Большунов, В.В. Денегин, Г.В. Соколова. СПб, 2006. 27 c. Теория механизмов и машин: Методические указания по выполнению лабораторных работ / Санкт-Петербургский государственный горный ин-т. Сост.: А.В. Большунов, В.В. Денегин, Г.В. Соколова. СПб, 2005. 45 c. Попов С.А., Тимофеев Г.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. – М.: Высшая школа, 2008. – 456 с. Грес П.В. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов. – М.: Высшая школа, 2009. – 135 с. Вольмир А.С. и др. Сопротивление материалов. Сборник задач. – М.: Дрофа, 2009. – 400 с. Детали машин и основы конструирования: Методические указания по курсовому проектированию / Санкт-Петербургский государственный горный ин-т. Сост.: А.В. Большунов, Е.С. Кузнецов, Г.В. Соколова, И.П. Тимофеев. СПб, 2009. 54 c. Детали машин и основы конструирования: Методические указания по выполнению лабораторных работ / Санкт-Петербургский государственный горный ин-т. Сост.: А.В. Большунов, В.В. Денегин, Е.С. Кузнецов, Г.В. Соколова. СПб, 2008. 61 c. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. М.: Машиностроение, 2004. – 560 с. Чернилевский Д.В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования. – М.: Машиностроение, 2003. – 560 с. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т. 1-3. М.: Машиностроение, 2006. Атлас конструкций узлов и деталей машин /Под ред. О.А. Ряховского. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. – 400 с.
в) программное обеспечение конструкторские программы: OS Microsoft Windows XP, Vista 7; Microsoft Office 2010, Универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: Библиотека стандартов ГОСТ Р, [сайт] URL http://www.gost.ru. (дата обращения: 29.12.2010) Библиотека изобретений, патентов, товарных знаков РФ, [сайт] URL: http://www. fips.ru. (дата обращения: 29.12.2010) Полнотекстовые базы данных, библиотека СПГГИ, [сайт] URL:http://kodeks.spmi.edu.ru:3000. (дата обращения: 29.12.2010)
^ Кабинет «Прикладной механики» – ауд. 5506 (общая площадь 42,3 м2) на 24 посадочных места, оснащенный моделями кинематических пар, звеньев, рычажных и зубчатых механизмов; лаборатория «Деталей машин» – ауд. 7204 (общая площадь 77 м2) на 14 посадочных мест, оснащенный лабораторными стендами по основным разделам курса и образцами механических передач и деталей механических передач; компьютерный класс – ауд. 7215 (общая площадь 46,7 м2) на 20 посадочных мест (14 рабочих мест), оснащенный 6 компьютерами P4-2400, 8 компьютерами Celeron1700, лазерным принтером и сканером.
^ Все домашние работы, рефераты, лабораторные работы и курсовой проект связаны единой тематикой. Каждое последующее задание базируется на знаниях, умениях и компетенциях предыдущего. Лабораторные работы способствуют закреплению теоретических знаний, полученных на лекционных занятиях, и подготавливают студента к выполнению курсового проекта. Тематика рефератов носят опережающий характер, способствующий самостоятельному ознакомлению с основами теории механизмов и машин, сопротивления материалов, деталей машин в рамках, очерченных программой учебной дисциплины. Тематика домашних заданий связана с углубленным изучением материала рассматриваемого на лекционных и лабораторный занятиях и органично с ним связана. Тематика курсового проекта связана с реальными инженерными задачами, решаемыми при расчете и проектировании механизмов силовых передач приводов технологических машин и оборудования. Соответственно, образуется единая система контроля и стимулирования студента в приобретении им соответствующих компетенций, т.е. его способности применять знания, умения и личные качества в соответствии с задачами профессиональной деятельности.
Разработчик:
каф. Машиностроения доцент Большунов А.В.
Эксперты:
каф. Машиностроения профессор Тимофеев И.П.
каф. Машиностроения ст. преп. Соколова Г.В.
|