15.04.06 Мехатроника и робототехника

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Юго-Западный государственный университет»
УТВЕРЖДАЮ:
Председатель приемной комиссии
____________ С.Г. Емельянов
«16» ноября 2015 г.
ПРОГРАММА
вступительного испытания
для поступающих в магистратуру по направлению подготовки
15.04.06 Мехатроника и робототехника
Курск - 2015 г.
1
Разработчики программы:
________________________________________________________________
(должность, инициалы, фамилия)
________________________________________________________________
________________________________________________________________
Председатель
экзаменационной комиссии ____________ ____________________________
(подпись)
(инициалы, фамилия)
Программа обсуждена и рекомендована к использованию для проведения
вступительных испытаний в 2014 г. на заседании экзаменационной комиссии
по направлению подготовки 15.04.06 Мехатроника и робототехника.
2
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА ПО НАПРАВЛЕНИЮ «МЕХАТРОНИКА И
РОБОТОТЕХНИКА»
Дисциплины:
Теория механизмов и машин
Детали машин и основы конструирования
Электротехника и электроника
СТРУКТУРА СОДЕРЖАНИЯ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН»
Структура содержания по дисциплине включает код элемента содержания и название элемента содержания (темы
задания). Первый разряд в записи кода элемента содержания указывает на номер группы заданий, связанных с уровнем
сложности заданий изучаемой дисциплины (2 – базовый). Второй разряд в записи кода элемента содержания указывает на
номер дидактической единицы (раздела) дисциплины, а третий разряд идентифицирует номер темы задания. Например, код
элемента содержания 2-01-03 указывает на то, что элемент содержания принадлежит базовому уровню, первой
дидактической единице (ДЕ) «Строение механизмов» и третьей теме в этой ДЕ, которая называется «Структурный анализ
механизмов». Все коды элементов содержания и наименования элементов содержания распределяются в предложенном
порядке для каждой дидактической единицы.
Перечень учебных элементов отражает требования к знаниям и умениям, которые студент должен приобрести в
результате освоения дисциплины или отдельных ее разделов.
Содержание по дисциплине
Код элемента
Элементы содержания дисциплины
содержания
(темы)
2-01-01
Основные понятия ТММ
Перечень учебных элементов
Студент должен:
1. Строение механизмов
знать: понятия машина, механизм, звено; классификацию машин по
функциональному назначению; классификацию звеньев механизмов по их
функциональному назначению; виды звеньев
3
Содержание по дисциплине
2-01-02
Перечень учебных элементов
Кинематические пары, кинематические цепи знать: понятия кинематическая
пара, высшие
и низшие КП, кинематическая
Студент
должен:
2-01-03
Структурный анализ механизмов
2-01-04
Структурные группы звеньев. Структурный
синтез
цепь; классификацию КП по числу связей, виды кинематических пар и их
условные обозначения, классификацию кинематических цепей
знать: понятия числа степеней свободы, механизма, формулы для
определения числа степеней свободы плоских и пространственных
механизмов
уметь: определять число степеней свободы механизма, его класс
знать: понятия структурной группы, ее класса и порядка, избыточных связей,
лишних степеней свободы, принцип синтеза плоских стержневых механизмов
по Асуру - Артоболевскому
2. Кинематический анализ и синтез механизмов
2-02-01
Основные понятия кинематики механизмов
2-02-02
Кинематическое исследование механизмов
(методом планов)
2-02-03
Синтез плоских стержневых механизмов по
заданным кинематическим свойствам
2-02-04
Кинематический анализ зубчатых
механизмов
знать: понятия кинематический анализ, кинематический синтез; задачи и
методы кинематического анализа и синтеза
знать: понятия планов положений, скоростей, ускорений, масштабных
коэффициентов, свойства планов скоростей и ускорений
уметь: читать и обрабатывать планы скоростей и ускорений
знать: понятия передаточного и направляющего механизма, хода, угла
размаха, крайних положений, средней скорости рабочего и холостого хода,
выходного звена, коэффициента изменения средней скорости выходного звена
знать: понятие передаточного отношения; определение передаточного
отношения в рядовой, ступенчатой многозвенной зубчатой передачи,
паразитного зубчатого колеса
3. Динамика механизмов
2-03-01
Основные понятия динамики механизмов
2-03-02
Режимы движения механизмов
2-03-03
Кинетостатический (силовой) расчёт
механизмов
знать: задачи и методы, понятие динамической модели, приведенного
момента инерции и приведенного момента сил, уравнения движения
механизма в дифференциальной и интегральной формах
знать: понятия установившегося и неустановившегося режима движения,
коэффициент неравномерности движения механизма, маховик
знать: метод кинетостатики, условия статической определимости
кинематической цепи, понятие уравновешивающих сил и момента, рычаг
Жуковского
уметь: составлять уравнения кинетостатики для структурных групп второго
класса
4
Содержание по дисциплине
2-03-04
Трение и КПД механизмов
Перечень учебных элементов
знать: трение во вращательных
и поступательных
Студент
должен: кинематических парах,
понятия угла давления, самоторможение; понятие КПД механизма, средний и
мгновенный КПД, коэффициент потерь, КПД при последовательном и
параллельном соединении механизмов
4. Колебания в механизмах
2-04-03
Линейные и нелинейные уравнения
движения механизмов
Вибрация, виброактивность машин,
виброзащита
Гашение колебаний, виброгасители
2-04-04
Вибрационные транспортёры
2-04-01
2-04-02
знать: понятия линейных и нелинейных уравнений движения механизмов,
методы их решения
знать: источники вибраций в машинах и механизмах, виды вибрационных
воздействий, методы виброзащиты
знать: принцип динамического гашения колебаний, основные параметры
пружинного виброгасителя, поглотителей колебаний с вязким и сухим
трением
знать: принцип действия, конструктивные элементы
5. Синтез механизмов
2-05-02
Основные понятия и методы синтеза.
Методы оптимизации в синтезе с
применением ЭВМ
Синтез кулачковых механизмов
2-05-03
Синтез эвольвентного зацепления
2-05-04
Синтез планетарных механизмов.
Дифференциальный механизм
2-05-01
знать: основные этапы синтеза, понятия основного и дополнительных
условий синтеза; входных и выходных параметров; целевой функции, понятие
синтеза по методу приближения функций
знать: виды структурных схем кулачковых механизмов, элементы
кулачковых механизмов, законы движения толкателя и их характеристики,
понятие угла давления
знать: основные параметры зубчатого колеса и зацепления, свойства
эвольвентного зацепления, геометрические показатели качества зацепления,
способы изготовления зубчатых колес, понятие о коррекции
знать: типовые схемы планетарных механизмов, название звеньев,
дополнительные геометрические условия синтеза (условия соосности, сборки,
соседства), понятие дифференциала
Рекомендуемая литература:
1. Яцун С.Ф., Кинематика, динамика и прочность машин, прочность машин, приборов и аппаратуры: Учебное пособие.
Допущено Учебным объединением высших учебных заведений РФ по образованию в области материаловедения,
технологии материалов и покрытий в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся
по направлению подготовки 150100 «Материаловедение и технологии материалов» / С.Ф. Яцун, В.Я. Мищенко, Е.Н.
Политов; М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2012 – 208 с.
5
2.
Яцун С.Ф., Механика [Текст]: учебное пособие для студентов вузов: в 2 ч. Ч. 1 / С.Ф. Яцун, В.Я. Мищенко; Курск.
гос. техн. ун-т. Курск, 2004. 208 с.
3. Теория механизмов и механика машин: Учебник / Под ред. К. В. Фролова. - 4-е изд., испр. - М., 2003. - 496 с. - ISBN 5-06003118-7: 154.00. Гриф: Рекомендовано Министерством образования РФ.
4.
Левитский Н.И. Теория механизмов и машин: Учеб. пособие для вузов.-2-е изд.- М.: Наука. 1990.-592с.
СТРУКТУРА СОДЕРЖАНИЯ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ»
Структура содержания по дисциплине включает код элемента содержания и название элемента содержания (темы
задания). Первый разряд в записи кода элемента содержания указывает на номер группы заданий, связанных с уровнем
сложности заданий изучаемой дисциплины (2 – базовый). Второй разряд в записи кода элемента содержания указывает на
номер дидактической единицы (раздела) дисциплины, а третий разряд идентифицирует номер темы задания. Например, код
элемента содержания 2-01-04 указывает на то, что элемент содержания принадлежит базовому уровню, первой
дидактической единице (ДЕ) «Основы проектирования» и четвертой теме в этой ДЕ, которая называется «Критерии
работоспособности, влияющие на них факторы». Все коды элементов содержания и наименования элементов содержания
распределяются в предложенном порядке для каждой дидактической единицы.
Перечень учебных элементов отражает требования к знаниям и умениям, которые студент должен приобрести в
результате освоения дисциплины или отдельных ее разделов.
Содержание по дисциплине
Код элемента
содержания
Перечень учебных элементов
Студент должен:
Наименование элемента содержания
(темы)
1. Основы проектирования
2-01-01
Классификация механизмов, узлов и деталей
2-01-02
Основы проектирования механизмов, стадии разработки
2-01-03
2-01-04
Требования к деталям
Критерии работоспособности, влияющие на них факторы
знать: основные определения и классификационные признаки механизмов, узлов и
деталей
знать: назначение, типы механизмов, стадии и содержание методов проектирования
механизмов
уметь: выбирать рациональный метод проектирования механизмов
знать: основные требования, предъявляемые к деталям и способы их реализации
знать: определения и понимать содержание определений основных критериев
работоспособности, и влияющих на них факторов
6
2. Соединения
2-02-01
Резьбовые соединения
2-02-02
Соединения сварные
2-02-03
Соединения шпоночные и зубчатые (шлицевые)
2-02-04
Соединения заклёпочные
2-02-05
Соединения клеммовые
2-02-06
Соединения с натягом
2-02-07
Соединения паяные и клеевые
2-02-08
Соединения профильные и штифтовые
знать: назначение, особенности конструкции, проектирования, выбора резьб, критерии
работоспособности
уметь: конструировать, рассчитывать на прочность
знать: назначение, классификацию, особенности конструкции
уметь: конструировать, рассчитывать на прочность
знать: назначение, особенности конструкций, критерии выбора
уметь: конструировать, рассчитывать на прочность
знать: назначение, особенности конструкции, основы проектирования и
конструирования
уметь: конструировать, рассчитывать на прочность
знать: назначение, особенности конструкции, принципы работы
уметь: конструировать, рассчитывать на прочность
знать: назначение, особенности конструкции, принципы работы
уметь: конструировать, рассчитывать на прочность
знать: назначение, особенности конструкции и работы
уметь: конструировать, рассчитывать на прочность
знать: назначение, особенности конструкции и работы
уметь: конструировать, рассчитывать на прочность
3. Передачи и корпусные детали
2-03-01
Механические передачи
2-03-02
Цилиндрические зубчатые передачи
2-03-03
Передачи червячные
2-03-04
Передачи фрикционные и вариаторы
2-03-05
2-03-06
2-03-07
Передачи ременные
Передачи планетарные и волновые
Корпусные детали механизмов
знать: классификацию, принципы работы, особенности конструкций
уметь: определять основные характеристики
знать: основные характеристики, критерии работоспособности, особенности
конструкций
уметь: конструировать, рассчитывать на прочность
знать: основные характеристики, критерии работоспособности, особенности
конструкций
уметь: конструировать, рассчитывать по критериям работоспособности
знать: основные характеристики, критерии работоспособности, особенности
конструкций
уметь: конструировать, рассчитывать на прочность
знать: основные характеристики, особенности работы, конструкций, проектирования
уметь: конструировать, рассчитывать по критериям работоспособности
знать: основные характеристики, критерии работоспособности, особенности
конструкций и расчётов
уметь: конструировать, рассчитывать по критериям работоспособности
знать: основные конструкции, и их особенности, критерии работоспособности
уметь: конструировать
7
2-03-08
2-03-09
2-03-10
Конические зубчатые передачи
знать: основные характеристики, критерии работоспособности, особенности
конструкций
уметь: конструировать, рассчитывать на прочность
знать: основные характеристики, критерии работоспособности, особенности
конструкций
уметь: конструировать, рассчитывать по критериям работоспособности
знать: основные характеристики, особенности работы, конструкций, проектирования
уметь: конструировать, рассчитывать по критериям работоспособности
Передачи винт-гайка
Передачи цепные
4. Валы, муфты и упругие элементы
2-04-01
Валы и оси. Конструкции
2-04-02
Валы и оси. Расчёты на прочность и жесткость
2-04-03
Муфты компенсирующие
2-04-04
2-04-05
2-04-06
Муфты самоуправляемые
Муфты сцепные
Упругие элементы
знать: назначение, критерии работоспособности, конструкции, требования
уметь: конструировать
знать: особенности расчетов на прочность и жесткость, влияющие на работоспособность
факторы
уметь: рассчитывать по критериям работоспособности
знать: классификацию, назначение, конструкции, принципы выбора
уметь: конструировать и подбирать муфты
знать: назначение, конструкции, особенности работы
знать: назначение, конструкции, особенности работы
знать: назначение, основные конструкции, характеристики
5. Подшипники и уплотнения
2-05-01
Подшипники скольжения
2-05-02
Подшипники качения
2-05-03
Конструкции подшипниковых узлов
2-05-04
Уплотнительные устройства
знать: назначение, конструкции, критерии работоспособности, особенности работы
уметь: конструировать, подбирать материалы и рассчитывать по критериям
работоспособности
знать: основные характеристики, обозначения, конструкции, критерии
работоспособности
уметь: подбирать подшипники, рассчитывать по критериям работоспособности
знать: основные конструкции, их назначение, воспринимаемые нагрузки, особенности
работы
уметь: конструировать
знать: назначение, конструкции, особенности применения
Рекомендуемая литература:
1. Яцун С. Ф. Механика : Учебник для студентов вузов: В 2 ч. Ч. 2. - Курск : КГТУ, 2004. - 140 с.
2. Детали машин и основы конструирования, учебник./под ред П.Н.Учаева. – М.: Академия, 2008. -352 с.
3. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин: Учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. – М.: Высш. шк.,
2005. -408 с.
4. Иванов М. Н. Детали машин [Текст] : учебник для студентов вузов. - 7-е изд., перераб. и доп. - М. : Высшая школа,
2002. - 408 с. : ил.
8
5. Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие/ Л.В.Курмаз, А.Т.Скойбеда. М.: Высш.шк.,
2005.-309 с.
6. Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчет и конструирование механизмов приборов и вычислительных
систем: Учеб. пособие / под ред.Ю.А.Дружинина. – М.: Высш.шк., 1991. – 480 с.
7. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. Вузов. – М.: Высш.
шк., 1998. 447 с.
СТРУКТУРА СОДЕРЖАНИЯ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»
Структура содержания по дисциплине включает код элемента содержания и название элемента содержания (темы
задания). Первый разряд в записи кода элемента содержания указывает на номер группы заданий, связанных с уровнем
сложности заданий изучаемой дисциплины (2 – базовый). Второй разряд в записи кода элемента содержания указывает на
номер дидактической единицы (раздела) дисциплины, а третий разряд идентифицирует номер темы задания. Например, код
элемента содержания 2-01-03 указывает на то, что элемент содержания принадлежит базовому уровню, первой
дидактической единице (ДЕ) «Основные определения и методы расчета линейных и нелинейных электрических цепей
постоянного тока» и третьей теме в этой ДЕ, которая называется «Законы Кирхгофа и их применение для расчета
электрических цепей». Все коды элементов содержания и наименования элементов содержания распределяются в
предложенном порядке для каждой дидактической единицы.
Перечень учебных элементов отражает требования к знаниям и умениям, которые студент должен приобрести в
результате освоения дисциплины или отдельных ее разделов.
Содержание по дисциплине
Код элемента
Элементы содержания дисциплины
содержания
(темы)
2-01-01
2-01-02
Перечень учебных элементов
Студент должен:
1. Основные определения и методы расчета линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока
Основные определения и топологические
знать: схемы замещения источников питания, элементы топологии: узел, ветвь,
параметры электрических цепей
контур
уметь: определять топологические параметры цепей (узел, ветвь, контур)
Закон Ома и его применение для расчета
знать: закон Ома для участка цепи с пассивными элементами и для участка цепи,
электрических цепей
содержащего ЭДС
уметь: рассчитывать электрические цепи с использованием закона Ома
9
Содержание по дисциплине
2-01-03
2-01-04
2-01-05
2-01-06
Законы Кирхгофа и их применение для
расчета электрических цепей
Анализ цепей постоянного тока с одним
источником энергии
Мощность цепи постоянного тока. Баланс
мощностей
Расчет нелинейных цепей постоянного тока
Перечень учебных элементов
знать: законы Кирхгофа Студент должен:
уметь: применять законы Кирхгофа для расчета электрических цепей
знать: виды эквивалентных преобразований пассивных элементов цепи
уметь: рассчитывать методом эквивалентных преобразований электрические
цепи при последовательном, параллельном и смешанном соединении пассивных
элементов
знать: понятие мощности, баланс мощностей в электрической цепи
уметь: рассчитывать мощности источников и потребителей энергии
знать: понятие о вольт-амперной характеристике (ВАХ) нелинейных
элементов, способы задания ВАХ и параметры нелинейных элементов
уметь: рассчитывать цепи с нелинейными элементами
2. Анализ и расчет линейных цепей переменного тока
2-02-01
Способы представления и параметры
синусоидальных величин
2-02-02
Электрические цепи с резистивным,
индуктивным и емкостным элементами
Сопротивления и фазовые соотношения
между токами и напряжениями
2-02-03
2-02-04
Трехфазные цепи. Основные понятия.
Элементы трехфазных цепей
знать: аналитическое, графическое представление и параметры
синусоидальных величин
уметь: сопоставлять различные виды представления, определять действующее
значение синусоидальных величин
знать: активные и реактивные сопротивления, фазовые сдвиги
уметь: рассчитывать параметры цепи
знать: методы расчета цепей при последовательном и параллельном
соединении элементов, понятие полного сопротивления, векторные
диаграммы
уметь: определять ток, напряжение и углы сдвига фаз в электрической цепи
знать: основные определения и понятия трехфазных цепей, особенности
работы четырехпроводной цепи, соотношения между фазными и линейными
токами и напряжениями
уметь: определять линейные и фазные напряжения и токи
4. Анализ и расчет магнитных цепей
2-04-01
2-04-02
Основные понятия теории
электромагнитного поля и основные
магнитные величины
Свойства ферромагнитных материалов.
Определения, классификация, законы
магнитных цепей
знать: основные величины, характеризующие магнитное поле и их единицы
измерения; уравнения Максвелла, закон полного тока
знать: кривые намагничивания, определения, классификацию, законы
магнитных цепей
уметь: классифицировать магнитные цепи
10
Содержание по дисциплине
2-04-03
2-04-04
Магнитные цепи с постоянными
магнитными потоками
Магнитные цепи с переменными
магнитными потоками
Перечень учебных элементов
знать: методы расчета неразветвленных
магнитных цепей, прямую и
Студент должен:
обратную задачи
знать: особенности расчета магнитных цепей с переменными потоками, закон
электромагнитной индукции
5. Электромагнитные устройства, электрические машины, основы электропривода и электроснабжения
2-05-01
Трансформаторы
2-05-02
Машины постоянного тока
2-05-03
Асинхронные машины
2-05-04
Синхронные машины
2-06-01
2-06-02
2-06-03
2-06-04
знать: назначение, устройство, принцип действия и характеристики
трансформаторов
уметь: определять коэффициент трансформации, различать характеристики
трансформатора
знать: устройство и принцип действия машин постоянного тока;
механические характеристики
уметь: различать характеристики машин с разным типом возбуждения
знать: устройство, принцип действия и характеристики асинхронных машин
уметь: различать два типа машин (с короткозамкнутым и фазным ротором),
определять скольжение
знать: устройство и принцип действия синхронных машин, виды
характеристик
уметь: различать типы машин по конструкции ротора, виды характеристик
6. Основы электроники и электрические измерения
Элементная база современных электронных знать: физические основы работы и свойства р-п перехода, условные
устройств
обозначение и характеристики полупроводниковых приборов
уметь: пользоваться справочными данными полупроводниковых приборов
Источники вторичного электропитания
знать: схемы полупроводниковых выпрямителей (однофазных и трехфазных)
уметь: различать схемы полупроводниковых выпрямителей
Усилители электрических сигналов
знать: схемы включения транзисторов (биполярных и полевых), назначение
элементов усилительного каскада, схемы операционных усилителей
уметь: различать схемы усилителей
Основы цифровой электроники
знать: основные элементы цифровой электроники (логические, триггеры,
регистры)
уметь: определять значения логических переменных на выходе
Рекомендуемая литература:
1. Касаткин А. С. Курс электротехники / А. С. Касаткин, М. В. Немцов - М.: Высш. шк., 2005. - 542 с.
11
2.
3.
4.
5.
6.
Жарова, Т.А. Практикум по электротехнике [Текст] : учеб. пособие / Т.А. Жарова. М.: Высш. шк., 2009. - 127 с.
Рекус Г. Г. И. Сборник задач по электротехнике и основам электроники. - М.: Высш. шк., 2001. - 416 с.
Рекус Г. Г. Лабораторный практикум по электротехнике и основам электроники - М.: Высш. шк., 2001. - 255 с.
Алиев И. И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию - М.: Высш. шк., 2002. - 255 с.
Гусев В. Г., Электроника и микропроцессорная техника: Учебник / Ю. М. Гусев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. :
Высшая школа, 2004. - 790 с
7. Крекрафт Д., Аналоговая электроника. Схемы, системы, обработка сигнала [Текст] . - М. : Техносфера, 2005. - 360 с.
12