4 л цель и задачи изучени` 1етали машин" занимает в стаж

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ульяновский государственный педагогический университет имени И.Н. Ульянова»
(ФГБОУ ВПО «УлГПУ им. И.Н. Ульянова»)
Кафедра технологии
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_______________ И.В. Столярова
«_____» ________________ 2012 г.
ОД.Ф.5. ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА: ДЕТАЛИ МАШИН
Программа учебной дисциплины федерального компонента для специальности
050501.07.65 «Профессиональное обучение (материаловедение и обработка
материалов)» для очной и заочной форм обучения
Составитель: Юганова Н.А., кандидат
технических наук, доцент.
Рассмотрено и утверждено на заседании учёного совета факультета технологии и
дизайна (протокол от «22»марта 2012 г. № 7).
Ульяновск, 2012
Пояснительная записка
Рабочая программа дисциплины «Техническая механика» раздел «Детали машин»
разработана в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего
профессионального образования по специальности 050501.07.65 «Профессиональное
обучение (материаловедение и обработка материалов)» 2000 г., рабочими учебными планами
специальности 050501.07.65 «Профессиональное обучение (материаловедение и обработка
материалов)» для очной (протокол №7 Ученого совета вуза от 30.03.2010г.) и заочной форм
обучения УлГПУ (протокол №9 Ученого совета вуза от 29.05.2009г.), утвержденными
ректором УлГПУ.
Актуальность курса обусловлена необходимостью знания студентами,
обучающимися
по
специальности
050501.07.65
«Профессиональное
обучение
(материаловедение и обработка материалов)» устройства и принципов работы различных
технологических машин (металлорежущих и деревообрабатывающих станков, швейных
машин, сельскохозяйственной техники, бытовой техники и др.), которые на 80–90% состоят
из деталей машин общего назначения. Это литые или сварные корпуса, валы, зубчатые
колеса, шкивы, ремни, звездочки, цепи, подшипники, муфты, болты, шпонки, гайки, шайбы и
т.д. В состав большинства технологических машин входят механические передачи. Все
перечисленное студенты изучают в рамках классического курса «Детали машин».
При изучении дисциплины основное внимание уделяется соединениям деталей
машин, механическим передачам вращательного движения и деталям, обслуживающим
передачи. Исходя из назначения и критериев работоспособности технических средств
подбираются рациональные формы деталей и узлов машин, производятся расчеты их на
прочность, жесткость, износ, нагрев и устойчивость. Расчеты конструкций и их элементов
опираются на основные требования, допущения и стандарты, принятые в проектировании и
конструировании. Используются доступные математические выкладки, широко
применяются аудиовизуальные, компьютерные и лабораторные средства обеспечения.
Дисциплина «Детали машин» изучается студентами факультета технологии и
дизайна на завершающем этапе общетехнической подготовки; опирается на знания,
полученные ими по дисциплинам естественно-научного цикла (математика, физика, химия и
др.), а также по дисциплинам общетехнической предметной подготовки: теоретическая
механика, теория механизмов и машин, сопротивление материалов, основы
взаимозаменяемости и стандартизации, графика и др. Изучение дисциплины позволит
заложить фундамент для более глубокого понимания специальных дисциплин учебного
плана.
Изучение теоретического материала дисциплины осуществляется в ходе
прослушивания лекционного курса. Практические навыки применения теоретических знаний
и методов решения типовых технических задач студенты приобретают при выполнении
лабораторно-практических работ. В ходе обучения дисциплине студенты сдают зачет,
выполняют курсовую работу и заканчивается изучение курса сдачей экзамена.
Выписка из федерального государственного образовательного стандарта
высшего профессионального образования
по специальности 050501.07.65 «Профессиональное обучение
(материаловедение и обработка материалов)»
Техническая механика
Соединения, механические передачи, элементы соединений вращающихся частей
механизмов, оси, валы, муфты, подшипники.
2
Цели и задачи изучения дисциплины
Цель обучения – формирование инженерно-педагогического мышления будущих
педагогов в области машиноведения.
Основными задачами изучения дисциплины являются:
- изучение основных типов конструкций (деталей, узлов, механических передач,
соединений деталей);
- усвоение базовых принципов конструирования;
- овладение навыками расчетов конструкций и их элементов;
- овладение проектно-конструкторской терминологией.
Требования к уровню усвоения содержания дисциплины
Студент, изучивший дисциплину, должен знать о современном состоянии
машиноведения, тенденциях его дальнейшего развития, основные принципы и этапы
проектно-конструкторского расчета конструкций и их элементов; типовые детали, узлы и их
соединения, принципы преобразования движения; машины и устройства, применяемые в
различных сферах технико-технологической деятельности людей; техническую
терминологию.
Студент, изучивший дисциплину, должен уметь:
- решать конструкторско-технологические задачи;
- осуществлять проектную деятельность (в рамках учебных программ
педагогических вузов и школы), начиная с постановки проблемы и кончая получением
реального результата.
Студент, изучивший дисциплину, должен владеть навыками использования
полученных знаний и навыков в будущей работе учителя технологии и
предпринимательства.
Общая трудоемкость дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
1. Общая трудоемкость дисциплины
2. Аудиторные занятия
2.1. Лекции
2.2.Лабораторные занятия
3. Самостоятельная работа
4. Курсовая работа
5. Виды итогового контроля
очная форма
обучения
6 семестр
88
46
24
22
42
6 семестр
экзамен
Объем, час.
заочная форма
обучения
8 семестр 9 семестр
126
28
14
14
98
9 семестр
экзамен
3
Примерный тематический план раздела «Детали машин»
дисциплины «Техническая механика»
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Примерный тематический план для очной формы обучения
Количество часов по формам организации
обучения
Наименование разделов и тем
Семинарские,
Лекционные
Лабораторные Сам.
практические
занятия
занятия
работа
занятия
6 семестр
Модуль 1. «Соединения деталей машин»
Введение в машиноведение.
Работоспособность и принципы
1
2
расчета деталей машин
Резьбовые соединения
2
2
2
Сварные и клеевые соединения
2
1
2
Шпоночные
и
шлицевые
1
1
2
(зубчатые) соединения
Заклепочные соединения
1
1
2
Соединения с натягом
1
1
2
Модуль 2. «Механические передачи»
Механические
передачи.
1
2
2
Основные сведения.
Фрикционные передачи
2
2
2
Общие
сведения
и
классификация
зубчатых
2
1
6
передач. Основные принципы
расчета.
Червячные передачи
1
2
2
Цепные и ременные передачи
2
2
2
Модуль 3. «Детали, обслуживающие передачи»
Оси и валы
2
2
2
Подшипники
скольжения
и
2
1
2
качения
Муфты
2
2
2
Редукторы, мультипликаторы
2
2
10
ИТОГО
24
22
42
4
Примерный тематический план для заочной формы обучения
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Количество часов по формам организации
обучения
Наименование разделов и тем
Семинарские,
Лекционные
Лабораторные Сам.
практические
занятия
занятия
работа
занятия
8 семестр
Модуль 1. «Соединения деталей машин»
Введение в машиноведение.
Работоспособность и принципы
1
4
расчета деталей машин
Резьбовые соединения
1
1
4
Сварные и клеевые соединения
1
1
4
Шпоночные
и
шлицевые
1
1
4
(зубчатые) соединения
Заклепочные соединения
1
1
4
Соединения с натягом
1
1
4
Модуль 2. «Механические передачи»
Механические
передачи.
1
1
4
Основные сведения.
Фрикционные передачи
1
1
4
Общие
сведения
и
классификация
зубчатых
1
1
12
передач. Основные принципы
расчета.
Червячные передачи
1
1
4
Цепные и ременные передачи
1
1
4
Модуль 3. «Детали, обслуживающие передачи»
Оси и валы
1
1
4
Подшипники
скольжения
и
1
1
4
качения
Муфты
1
1
4
Редукторы, мультипликаторы
34
ИТОГО
14
14
98
5
Содержание дисциплины
Преподавание дисциплины предусматривает чтение лекций, проведение
лабораторно-практических занятий и организацию самостоятельной работы студентов по
выполнению курсовой работы.
Тема 1. Введение в машиноведение. Работоспособность и принципы расчета деталей
машин.
Основные понятия дисциплины «Детали машин». Детали и узлы машин. Принципы
преобразования движения. Краткие сведения из истории развития учения о деталях машин.
Современные направления в развитии машиностроения. Понятие технологичности.
Основные требования к машинам, их деталям и узлам.
Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин (прочность,
жесткость, износостойкость, вибростойкость). Факторы, подлежащие учету при выборе
материала. Допускаемые и расчетные напряжения. Проектный и проверочный расчеты.
Концентрации напряжений и циклы нагружения в деталях. Выбор коэффициентов запаса
прочности и допускаемых напряжений.
Модуль 1. «СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН»
Общие сведения о соединениях деталей машин. Классификация и краткая
характеристика соединений.
Тема 2. Резьбовые соединения.
Резьбовые соединения. Классификация резьб и их геометрические параметры.
Основные типы резьб, их обозначение и области их применения. Способы изготовления
резьб. Конструктивные формы резьбовых соединений. Стандартные крепежные детали,
способы их стопорения. Силовые соотношения в винтовой паре. Условие самоторможения.
КПД винтовой пары. Основные случаи расчета резьбовых соединений.
Тема 3. Сварные и клеевые соединения.
Достоинства и недостатки, область применения. Основные виды сварных швов, их
обозначение и расчет при статическом и динамическом нагружении. Основные виды
клеевых соединений.
Тема 4. Шпоночные и шлицевые (зубчатые) соединения.
Конструкции шпоночных и шлицевых соединений. Типы шпонок. Проектировочный
и проверочный расчеты на прочность. Область применения шлицевых соединений, их
преимущества перед шпоночными. Виды шлицевых соединений и их проверочный расчет.
Тема 5. Заклепочные соединения.
Достоинства, недостатки, область применения. Основные типы заклепок.
Образование заклепочного шва. Расчет прочности заклепочных швов и определение их
геометрических параметров.
Тема 6. Соединения с натягом.
Область их применения, достоинства и недостатки. Цилиндрические соединения с
натягом, способы их сборки. Условие неподвижности деталей в соединении. Определение
требуемого натяга и выбор посадок.
Модуль 2. «МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ»
Тема 7. Механические передачи. Основные сведения.
Назначение передач в машинах. Классификация механических передач. Основные
кинематические и силовые соотношения в передачах.
Тема 8. Фрикционные передачи.
Принцип их работы, основные типы. Достоинства, недостатки и область
применения. Материалы катков, требования к ним. Виды разрушения рабочих поверхностей
катков. Усилия в передаче. Передаточное отношение. Расчет на прочность цилиндрической
фрикционной передачи с гладкими катками. Понятие о вариаторах и их конструкциях.
6
Тема 9. Общие сведения и классификация зубчатых передач. Основные принципы
расчета.
Достоинства и недостатки, области применения. Краткие сведения о способах
изготовления зубчатых колес и отделке зубьев. Основы теории зубчатого зацепления.
Основные элементы и параметры эвольвентного зацепления. Влияние числа зубьев на форму
и прочность зуба. Конструкции зубчатых колес, применяемые материалы. Понятие о
зубчатых зацеплениях со смещением. Передаточное отношение и передаточное число.
Основные геометрические соотношения. Расчет зубчатых передач. Силы, действующие в
зацеплении. Расчетная нагрузка. Расчет зубьев на изгиб и контактную прочность. Виды
разрушения зубьев.
Тема 10. Червячные передачи.
Основные сведения, устройство, применяемые материалы. Конструкции червячных
передач. Достоинства, недостатки и применение червячных передач. Передаточное
отношение. КПД червячной передачи. Виды разрушения зубьев червячного колеса. Расчет
червячной передачи на прочность. Тепловой расчет червячной передачи.
Тема 11. Цепные и ременные передачи.
Общие сведения. Достоинства и недостатки, области применения. Конструкции
цепей и звездочек, применяемые материалы. Критерии работоспособности цепных передач.
Подбор цепей и их проверочный расчет.
Общее устройство ременных передач. Достоинства, недостатки и применение.
Плоскоременные передачи, шкивы и приводные ремни, натяжные устройства. Усилия и
напряжения в ветвях ремня. Расчеты ремней по тяговой способности и на долговечность.
Последовательность расчета плоскоременных передач. Клиноременные передачи.
Конструкции ремней и шкивов. Особенности расчета клиноременной передачи.
Модуль 3. «ДЕТАЛИ, ОБСЛУЖИВАЮЩИЕ ПЕРЕДАЧИ»
Тема 12. Оси и валы.
Назначение, конструкции и материалы. Критерии работоспособности и расчета осей
и валов. Расчет осей и валов на прочность, выносливость и жесткость.
Тема 13. Подшипники скольжения и качения.
Конструкции и материалы. Достоинства, недостатки и применение подшипников
скольжения. Режимы трения и критерии расчета. Расчет подшипников скольжения с
полусухим или полужидкостным трением. КПД подшипников скольжения. Смазочные
материалы и смазывание. Работа подшипников в условиях жидкостного трения и понятие об
их расчете.
Классификация и устройство основных типов подшипников качения. Достоинства,
недостатки и применение подшипников качения. Маркировка подшипников качения. Подбор
и расчет подшипников качения по статической и динамической грузоподъемности.
Смазывание подшипников качения. Краткие сведения о конструкциях подшипниковых
узлов.
Тема 14. Муфты.
Назначение и классификация. Устройство и принцип работы некоторых видов муфт:
постоянных, сцепных, самоуправляемых, предохранительных. Подбор муфт и проверочные
расчеты их отдельных элементов.
Тема 15. Редукторы, мультипликаторы.
Назначение редукторов их классификация. Основные схемы редукторов и их
особенности. Обозначение редукторов. Смазка и охлаждение. Понятие о мультипликаторах.
7
Перечень лабораторных работ
Перечень лабораторных работ для очной формы обучения
6 семестр
1. Изучение резьбовых соединений
2. Изучение и конструирование шпоночных и шлицевых соединений
3. Изучение и расчет заклепочных соединений
4. Конструирование сварных соединений
5. Конструирование соединений с натягом
6. Определение передаточного числа механических передач
7.
Расчет фрикционных передач. Определение диапазона регулирования скоростей
фрикционных вариаторов
8. Определение основных параметров зубчатых передач (прямозубые, косозубые,
конические)
9. Определение основных параметров червячных передач. Расчет червячных передач
10. Определение геометрических параметров ременных передач. Расчет ременных
передач
11. Определение геометрических параметров цепных передач. Расчет цепных передач
12. Изучение осей и валов
13. Изучение и расчет подшипников скольжения и качения
14. Знакомство с конструкциями муфт
15. Изучение конструкции и работы редуктора
Перечень лабораторных работ для заочной формы обучения
8 семестр
1. Изучение резьбовых соединений
2. Изучение и конструирование шпоночных и шлицевых соединений
3. Изучение и расчет заклепочных соединений
4. Конструирование сварных соединений и соединений с натягом
5. Определение передаточного числа механических передач
6. Расчет фрикционных передач
7. Определение основных параметров зубчатых передач (прямозубые, косозубые,
конические)
8. Расчет зубчатых передач
9. Определение основных параметров червячных передач. Расчет червячных передач
10. Определение геометрических параметров ременных передач. Расчет ременных
передач.
11. Определение геометрических параметров цепных передач. Расчет цепных передач
12. Изучение осей и валов
13. Изучение и расчет подшипников скольжения и качения
14. Изучение конструкции и работы редуктора
Активные и интерактивные формы проведения занятий
К интерактивным формам проведения занятий в данном курсе относится лабораторный
практикум, проводимый в учебной лаборатории. В процессе выполнения лабораторных
работ студент активно взаимодействует с преподавателем – уточняет (при необходимости)
задание, обсуждает возможные пути решения задачи, консультируется в случае
возникновения затруднений при решении поставленной задачи.
Сдача лабораторной работы осуществляется в форме собеседования, в ходе которого
преподаватель определяет степень самостоятельности выполнения работы, глубину освоения
студентом теоретического материала, способность применять эти знания для решения
практических задач.
8
При проведении различных видов занятий по дисциплине используются
разнообразные активные формы обучения: применение элементов проблемного обучения,
использование на лекционных занятиях дидактического раздаточного материала,
применение мультимедийных презентаций и др.
Тематика курсовых работ
Курсовая работа самостоятельно выполняется студентами по следующей теме:
«Проектирование одноступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора » по
вариантам. Вариант курсовой работы определяется в соответствии с номером зачетной
книжки студента.
Исходные данные для проектирования:
Мощность на выходном валу редуктора P2,
Скорость вращения выходного вала n2,.
Режим работы редуктора: реверсивный.
Срок службы редуктора не менее 6 лет (по 260 рабочих дней в году) при работе
по 16 часов в сутки.
Характер нагрузки: без толчков и ударов.
Характер изменения нагрузки: значительные колебания.
Состав курсовой работы
1. Пояснительная записка:
1.1. Титульный лист
1.2. Задание на проектирование
1.3. Подбор электродвигателя
1.4. Расчет геометрии шестерни и колеса, выбор материалов для них
1.5. Расчет зубчатого зацепления на контактную и изгибную прочность
1.6. Расчет диаметров валов редуктора,
1.7. Выбор конструктивных параметров зубчатой пары
1.8. Расчет размеров корпуса и крышки редуктора
1.9. Эскизная компоновка редуктора
1.10. Определение усилий в зацеплении
1.11. Подбор подшипников
1.12. Конструирование подшипниковых узлов
1.13. Подбор и проверка шпонок
1.14. Проверочный расчет валов
1.15. Подбор масла и способа смазки редуктора
1.16. Общее описание конструкции редуктора
1.17. Описание сборки и разборки редуктора
1.18. Литература
2. Графический материал:
2.1. Эскизная компоновка редуктора на миллиметровой бумаге (М 1:1)
2.2. Общий вид редуктора в двух проекциях с размерами (М1:1)
2.3. Деталировка зубчатого колеса и ведомого (ведущего) вала
2.4. Спецификация
9
Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение студентов
1. Энерго- и ресурсосберегающие конструкции и технологии.
2. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин.
3. Общие принципы выбора материалов и допускаемых напряжений в деталях машин.
4. Этапы конструирования машин, их деталей и узлов.
5. Роль ученых нашей страны в изобретении и развитии электросварки.
6. Расчет клеевых соединений.
7. Примеры соединений с натягом.
8. Паяные соединения. Виды припоев.
9. Резьбовые соединения. Уравнение винтовой линии.
10. Конструкции резьбовых деталей и применяемые материалы.
11. Шпоночные соединения. Тангенциальные и клиновые шпонки.
12. Область применения шлицевых соединений.
13. Расчет на прочность прямобочных шлицевых соединений.
14. Заклепочные соединения. Конструктивные разновидности заклепок и их материалы.
15. Фрикционные передачи. Расчет конической фрикционной передачи.
16. Вариаторы.
17. Ременные передачи. Виды ремней и шкивов.
18. Цепные передачи. Конструкции цепей и звездочек.
19. Сведения о методах изготовления зубчатых колес, их конструкциях, материалах.
20. Основные элементы зубчатой передачи.
21. Расчет конической зубчатой передачи.
22. Червячные передачи. Область применения, достоинства и недостатки.
23. Валы и оси. Применяемые материалы.
24. Расчет валов на жесткость и выносливость.
25. Подшипники скольжения. Применяемые материалы.
26. Смазочные материалы.
27. Методика подбора подшипников качения.
28. Классификация муфт, краткая характеристика основных типов.
29. Основные сведения о редукторах.
Формы контроля усвоения содержания курса
В ходе усвоения содержания курса предусматривается сдача отчетов по лабораторнопрактическим работам, защита лабораторно-практических работ в ходе собеседования в
соответствии с контрольными вопросами и выполнения тестовых заданий по темам курса.
Курсовую работу по дисциплине студенты выполняют самостоятельно, по вариантам с
последующей защитой в виде собеседования, в ходе которого преподаватель определяет
полноту и правильность выполнения работы, степень самостоятельности ее выполнения.
Рубежный контроль проводиться в виде зачета, итоговый – виде экзамена. Экзамен может
проводиться в форме тестирования, охватывающего все темы курса.
Вопросы к экзамену
1. Основные направления в развитии машиностроения. Требования, предъявляемые к
проектируемым машинам, узлам и деталям.
2. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин.
3. Общие принципы выбора материалов и допускаемых напряжений в деталях машин.
4. Расчет на прочность. Циклы напряжений в деталях.
5. Кривая усталости. Предел выносливости.
6. Понятие о контактной прочности. Проектный и проверочный расчеты.
7. Методы оценки прочностной надежности деталей машин.
10
8. Виды неразъемных соединений. Общая характеристика, достоинства, недостатки,
область применения. Общие сведения о сварных соединениях. Последовательность
проектного расчета сварных соединений.
9. Классификация и разновидности сварных соединений (швов). Расчет сварных
стыковых и нахлесточных соединений.
10. Краткие сведения о клеевых соединениях.
11. Соединения с натягом. Расчет на прочность при нагружении соединения осевой
силой.
12. Соединения с натягом. Расчет на прочность при нагружении соединения вращающим
моментом.
13. Соединения с натягом. Расчет на прочность при нагружении соединения
одновременно осевой силой и вращающим моментом.
14. Краткие сведения о паяных соединениях.
15. Виды резьбовых соединений.
16. Основные типы резьб, их геометрические параметры, сравнительная характеристика
и область применения.
17. Конструкции резьбовых деталей и применяемые материалы. Способы стопорения
резьбовых соединений.
18. Силовые соотношения в винтовой паре.
19. Момент завинчивания.
20. Расчет на прочность резьбовых соединений.
21. Назначение и краткая характеристика основных типов, достоинства и недостатки,
область применения шпоночных соединений.
22. Расчет на прочность призматических шпоночных соединений.
23. Расчет на прочность сегментных шпоночных соединений.
24. Назначение и краткая характеристика основных типов, достоинства и недостатки,
область применения шлицевых соединений.
25. Расчет на прочность прямобочных шлицевых соединений.
26. Заклепочные соединения. Основные понятия, образование заклепочных швов,
достоинства, недостатки и область применения.
27. Классификация заклепочных швов, конструктивные разновидности заклепок и их
материалы.
28. Расчет на прочность заклепочных соединений.
29. Общие сведения о передачах. Назначение и роль передач в машинах. Классификация
механических передач.
30. Основные кинематические и силовые соотношения в передачах.
31. Фрикционные передачи. Достоинства, недостатки, применение, классификация.
Основные геометрические параметры.
32. Цилиндрическая фрикционная передача. Устройство, основные геометрические и
силовые соотношения.
33. Коническая фрикционная передача. Устройство, основные геометрические и силовые
соотношения.
34. Вариаторы.
35. Расчет на прочность фрикционных передач.
36. Ременные передачи. Общие сведения. Конструкция и основные геометрические
соотношения.
37. Силы и напряжения в ремнях. Кривые КПД и скольжения.
38. Особенности плоскоременной передачи. Типы ремней, требования к ним. Требования
к шкивам и рекомендации по конструированию плоскоременных передач.
39. Клиноременные передачи, их достоинства и недостатки, применение. Виды
клиновых ремней и их обозначения.
40. Расчет плоскоременных передач.
41. Расчет клиноременных передач.
42. Цепные передачи. Общие сведения. Конструкции цепей и звездочек.
11
43. Основы расчета цепных передач.
44. Зубчатые передачи. Общие сведения и классификация.
45. Краткие сведения о методах изготовления зубчатых колес, их конструкциях,
материалах.
46. Основные элементы зубчатой передачи.
47. Основная теорема зубчатого зацепления.
48. Цилиндрические прямозубые передачи. Устройство и основные геометрические
соотношения.
49. Расчет зубьев цилиндрической прямозубой передачи на изгиб.
50. Расчет зубьев цилиндрической прямозубой передачи на контактную прочность.
51. Червячные передачи. Общие сведения, устройство передачи, материалы, область
применения, достоинства и недостатки.
52. Тепловой расчет червячной передачи.
53. Валы и оси. Назначение, конструкция и материалы.
54. Критерии работоспособности и расчет валов и осей.
55. Подшипники скольжения. Назначение, типы, область применения, разновидности
конструкций подшипников скольжения, применяемые материалы.
56. Расчет подшипников скольжения.
57. Смазка подшипников скольжения.
58. Подшипники качения. Общие сведения. Классификация и область применения.
59. Методика подбора подшипников качения. Принципы расчета. Маркировка
подшипников качения.
60. Муфты. Общие сведения. Краткие сведения о выборе и расчете муфт.
61. Классификация муфт, краткая характеристика основных типов.
62. Основные сведения о редукторах.
Примеры контрольных задач к экзамену
1. Определить величину шага однозаходной резьбы винта М 20, если ctg Ψ = 10000/433
(Ψ = 2˚29΄).
2. Характеристики металла, из которого изготовлен болт, следующие: δ = 28%, σт = 325
МПа, σв = 405 МПа. Определить класс прочности болта.
3. Прессовое соединение нагружено моментом Т = 72 Н*М и осевой силой F = 160 Н.
Диаметр и длина посадочной поверхности d = 240 мм, I = 40 мм соответственно.
Коэффициент трения f = 0,07, коэффициент запаса сцепления К = 3. Определить потребное
контактное давление.
4. Рассчитать двойной лобовой шов для соединения полос из стали 5 толщиной 4 мм,
при статистической нагрузке 140 кН. [τ]ср = 108 МПа. Выполнить эскиз.
5. Определить длину призматической шпонки 14*9 мм для вала диаметром 45 мм.
Глубина паза в валу 5,5 мм. Передаваемый момент Т = 190 Н*М; [σ]см = 110 МПа;
исполнение 1.
6. Определить КПД винтовой пары в %, если ctg (Ψ + φ´) = 10000/2186, а √tg Ψ =
21/100, класс прочности 3,6.
7. Два болта удерживают соединяемые детали, нагруженные продольной, по
отношению к болтам, силой F = 40 кН. Класс прочности болтов 4,6, нагрузка постоянная,
коэффициент запаса прочности [n] =3 (неконтролируемая затяжка). Произвести расчет
болтового соединения.
8. Соединение с натягом нагружено осевой силой в 200 Н. Диаметр и длина посадочной
поверхности: d = 200 мм, I = 30 мм. Коэффициент трения f = 0,15, коэффициент запаса
сцепления К = 4. Найти требуемое контактное давление.
9. Определить необходимую длину стыкового шва для соединения двух пластин из
стали Ст 3 толщиной 4 мм при действующей статистической нагрузке 140 кН. [σ]р = 144
МПа.
12
10. Какой вращающий момент может передавать шпонка призматическая на валу
диаметром 45 мм, размером 14*9*40 при М[σ]см = 110 МПа. Нагрузка спокойная. Глубина
паза в валу 5,5 мм, исполнение шпонки 1.
11. В цепной передаче межосевое расстояние а = 180 мм, передаточное число u = 3.
Определить Z2, если цепь втулочная.
12. Шаг в прямозубой цилиндрической передаче составляет 6,28 мм. Определить
высоту зуба.
13. Определить линейную скорость зуба по делительной окружности, если модуль m =
4 мм, а угловая скорость составляет 20 рад/сек. Число зубьев колеса – 50.
14. В цилиндрической передаче с u = 3, диаметр колеса равен 180 мм. Найти межосевое
расстояние.
15. В ременной передаче с передаточным числом 2,0 высота клинового ремня
составляет 8 мм. Во сколько раз изгибное напряжение на ведущем шкиве больше, чем на
ведомом, если ξ = 0,015.
16. Линейная скорость ремня на ведущем шкиве диаметром 80 мм составляет 20 м/сек.
Определить вращающий момент, если мощность составляет 3 кВт.
17. Можно ли использовать однорядную цепь с шагом 19,05 мм для передачи
вращающего момента Т = 200 Н*М, если u = 5, Кэ = 2 и [Рц] =30 МПа.
18. Подшипник качения в маркировке имеет следующие цифры 6 - …12 и должен
насаживаться на вторую ступень вала, у которого диаметр первой ступени составляет 63 мм.
Может ли подшипник с такой маркировкой использоваться в данной конструкции?
19. Известно, что ножка зуба стандартного зубчатого колеса равна 2,5 мм, а ширина
венца – 30 мм. Определить шаг.
20. При нагружении зубчатого колеса вращающим моментом Т = 72 Н*М. Определить
необходимое контактное давление Pm на посадочной поверхности насаженного с натягом
венца. Коэффициент запаса сцепления К = 3, диаметр внутреннего венца d = 200 мм, ширина
венца I = 40 мм, коэффициент трения f = 0,15.
21. Мощность, передаваемая ременной передачей, составляет 6,28 кВт, диаметр
ведущего шкива 200 мм, угловая скорость n = 600 об/мин. Найти момент.
22. Суммарное число зубьев в цилиндрической передаче Z1 + Z2 = 160, а модуль m = 2.
Найти межосевое расстояние.
23. В ременной передаче с u =3 диаметр шкивов равны 60 и 175 мм соответственно.
24. Суммарное число зубьев двух звездочек цепной передачи составляет 63, а
передаточное число – 2. Правильно ли сконструирована передача?
25. Правильно ли сконструирована цепная передача с передаточным числом u = 6 и
Z1=21. Цепь втулочная.
26. Можно ли назначить диаметр выходного конца вала 30 мм для передачи
вращающего момента 190 Н*М?
Критерии оценивания видов деятельности студента
Критерии оценки ответа студента в процессе сдачи экзамена
Критерии
Оценка
5
(отлично)
Знание
Понимание
4
(хорошо)
Знания глубокие,Знание
всесторонние
материала
пределах
программы
Полное
Понимает
понимание
материал,
материала,
приводит
3
2
(удовлетво(неудовлетворительно)
рительно)
Отмечены пробелы вНе
знает
вусвоении
основное
программного
содержание
материала
дисциплины
Суждения
С
трудом
поверхностные,
формулирует
содержат ошибки, несвои мысли, не
13
выводы
примеры,
приводит
примеры,приводит
доказательны,
но испытываетответы
напримеры, не дает
приводит
некоторые
дополнительные
ответа
на
примеры,
затруднения свопросы неуверенные дополнительные
дополнительные выводами,
вопросы.
вопросы
неоднако
требуются
достаточно
полно
отвечает
на
дополнительн
ые вопросы
Логика изложения Излагает
Излагает
Логика
изложенияБеспорядочно,
материал
материал
ненарушена,
неуверенно
логично,
достаточно
формулирует
ответизлагает
последовательно логично
ипосле
уточняющихматериал
последователь вопросов
но
Применение
Дает
емкиеДопускает
Путает понятия,
Затрудняется
в
профессиональной определения
неточности вредко
используетопределении
терминологии
основных
определении профессиональную
основных
понятий,
понятий, не втерминологию
понятий
корректно
полном объеме
изучаемой
использует
использует
дисциплины, не
профессиональну профессиональ
корректно
ю терминологию ную
использует
терминологию
профессиональну
ю терминологию
Соблюдение норм Соблюдает
Соблюдает
Допускает
Косноязычная
литературного
нормы
нормы
множественные
речь
искажает
языка
литературного литературного речевые ошибки присмысл ответа
языка,
языка,
изложении материала
преобладает
допускает
научный
стильединичные
изложения
ошибки
Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Обучение студентов осуществляется путём сообщения на лекционных занятиях
теоретических основ дисциплины, закрепления теоретических знаний на лабораторнопрактических занятиях и в процессе самостоятельной работы студентов при изучении
рекомендуемой литературы, и приобретения практических навыков расчета и
проектирования деталей машин на практических занятиях под руководством преподавателя,
в процессе самостоятельного выполнения курсовой работы.
Выполненные самостоятельно лабораторно-практические работы защищаются
студентами в форме ответов на вопросы преподавателя. Предусматривается тестирование по
каждой теме дисциплины по тестам для контроля текущей успеваемости студентов.
В конце 6 семестра студенты очной формы обучения сдают зачёт по пройденному
материалу. К зачёту допускаются студенты, выполнившие предусмотренные учебной
программой лабораторно-практические работы и защитившие их. Зачёт проводится в форме
собеседования, предусматривающего ответы на вопросы, решение задач и, возможно,
тестирование.
В конце 6 семестра к экзамену допускаются студенты, прослушавшие курс лекций по
дисциплине, выполнившие и защитившие все лабораторно-практические работы,
написавшие на положительные оценки проверочные работы, успешно прошедшие текущее
14
тестирование по дисциплине (варианты тестовых заданий прилагаются) и выполнившие и
защитившие курсовую работу.
Курсовая работа выполняется в течении 6 семестра под руководством преподавателя в
соответствии с методическими указаниями по ее выполнению. Защита проводится в форме
ответов на вопросы преподавателя.
Экзамен осуществляется либо по разработанным билетам (устно), либо по
разработанным тестам для итогового контроля знаний. В качестве поощрения, допускается
освобождение от сдачи экзамена студентов, успешно (досрочно и в срок) сдавших и
защитивших все лабораторно-практические работы, курсовую работу и получивших
положительные оценки по результатам текущей успеваемости. Оценка за экзамен в этом
случае определяется по результатам текущей успеваемости, учитывающей результаты сдачи
лабораторно-практических работ, оценки по контрольным работам и оценки
промежуточного тестирования при изучении дисциплины.
Лабораторно-практические работы по деталям машин составлены в соответствии с
теоретическим курсом и являются его неотъемлемым дополнением. Целью этих работ
является закрепление и углубление теоретических знаний, полученных на лекциях, и
развития навыков самостоятельного применения этих знаний при расчете и проектировании
типовых деталей машин. В методических указаниях к каждой работе даются основные
теоретические сведения, необходимые для понимания изучаемых вопросов, описание
оборудования, цель и задачи работы, порядок ее выполнения. Приводятся требования к
оформлению отчета, а также контрольные вопросы, ответы на которые способствуют более
глубокому освоению и закреплению изучаемого материала.
Сознательное
выполнение
лабораторно-практической
работы
требует
предварительной подготовки студента к ее выполнению. Такая подготовка заключается в
глубоком изучении по лекциям и учебникам теоретического материала по конспекту лекций,
рекомендуемой литературе и методическим пособиям. При этом необходимо ответить на все
контрольные вопросы и подготовить бланк отчета, форма которого приведена в приложении.
О каждой работе оформляется индивидуальный отчет по установленной форме. Все
графические построения выполняются карандашом с помощью чертежных инструментов. По
каждой выполненной и аккуратно оформленной работе студент должен отчитаться на
лабораторно-практическом занятии или на консультации после выполнения работы. В случае
невыполнения лабораторного практикума студенты не допускаются к сдаче зачета и
экзамена.
Главным условием успешного освоения студентами курса «Детали машин» является
тщательное ведение конспектов лекций и практических занятий. При изучении
теоретической части курса недостаточно ограничиваться только конспектом. Обязательным
условием является изучение соответствующих тем по рекомендуемым учебникам и
пособиям. Конспект должен быть принят за основу и по каждому вопросу конспекта
необходимо изучать материал учебника или учебного пособия. Перечень учебников, пособий
и другой учебно-методической документации приводится преподавателем на первой лекции
по «Деталям машин».Студентам, как правило, следует к каждой предстоящей лекции или
лабораторно-практическому занятию изучить и повторить материал предыдущего занятия
или лекции. Только при этом условии может быть достигнута непрерывность и
последовательность изучения предмета, обеспечивающих наиболее полное и твердое
усвоение основных принципов и методов расчета деталей машин.
15
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов.
– М.: Высшая школа, 2001. – 446 с. (Библиотека УлГПУ).
2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное
пособие для машиностроительных специальных учреждений среднего профессионального
образования. – М.: Машиностроение, 2004. – 559 с. (Электронный ресурс. – Режим доступа:
http://www.knigafund.ru/books/58010).
3. Детали машин и основы
конструирования / под ред. М.Н. Ерохина. – М.:
КолосС, 2008. – 461 с. (Библиотека УлГПУ).
4. Чернилевский Д.В. Детали машин и основы конструирования: учебник для вузов. –
М.: Машиностроение, 2006г., 656 с. (Электронный ресурс. – Режим доступа:
http://www.knigafund.ru/books/114378).
Дополнительная литература
1. Леликов О.П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин. Конспект
лекций по курсу «Детали машин». – М.: Машиностроение, 2007. – 464 с. (Электронный
ресурс. – Режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/58013).
2. Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование: справочное учебно-методическое
пособие / Л.В. Курмаз, А.Т. Скобейда. – М.: Высшая школа, 2004. – 309 с. (Библиотека
УлГПУ).
3. Юганова Н.А. Подшипники скольжения. Методические указания по изучению
раздела и задания для практической работы. – Ульяновск, УлГПУ им. И.Н. Ульянова, 2005. –
36 с. (Электронный ресурс. - Режим доступа: http://ulspu.ru).
Программное и коммуникационное обеспечение дисциплины
1.
По дисциплине разработаны компьютерные тестовые задания в среде «АСТтест», которые активно используются в ходе промежуточного и рубежного контроля.
2.
Ко всем темам курса разработан комплект мультимедийных презентаций,
используемых на лекционных занятиях.
3. Интернет-ресурсы:
Официальный сайт компании «АСКОН». – Режим доступа: http://ascon.ru. – Заглавие
с экрана.
16. Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Плакаты по всем темам курса.
2. Лабораторное оборудование:
- макеты деталей, узлов и механических передач;
- образцы деталей, узлов и механических передач.
3. Компьютер (ноутбук) и мультимедийный проектор.
16
Лист согласования рабочей программы учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины «Техническая механика: детали машин»
Составитель: Н.А. Юганова – Ульяновск: УлГПУ, 2012. - 17 с.
Программа составлена с учетом государственного образовательного стандарта
высшего
профессионального
образования
по
специальности
050501.07.65
«Профессиональное обучение (материаловедение и обработка материалов)», рабочими
учебными
планами
специальности
050501.07.65
«Профессиональное
обучение
(материаловедение и обработка материалов)» для очной (протокол №7 Ученого совета вуза
от 30.03.2010г.) и заочной форм обучения УлГПУ (протокол №9 Ученого совета вуза от
29.05.2009г.), утвержденными ректором УлГПУ.
Составитель ____________________ Н.А. Юганова
(подпись)
Рабочая программа учебной дисциплины (практики) одобрена на заседании кафедры
технологии "___" __________ 20__г., протокол № ____
Заведующий кафедрой
___________________________________Юганова Н.А.____________________
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Рабочая программа учебной дисциплины (практики)согласована с библиотекой
Сотрудник библиотеки
____________________________________________________________________
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Программа утверждена на заседании ученого совета факультета технологии и дизайна
"22" марта 2012г., протокол № 7
Председатель ученого совета факультета
____________________________________Назаренко А.В.__________________
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Программа согласована с учебным управлением
"___" __________ 20__г., протокол № ____
Начальник учебного управления.
____________________________________________________________________
личная подпись
расшифровка подписи
дата
Программа зарегистрирована в университетском редакционно-издательском секторе под
учетным номером __________ на правах учебно-методического электронного издания.
Начальник УРИС
__________________________________________________________________
личная подпись
расшифровка подписи
дата
17