Учебно-методические материалы по дисциплине
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
"УТВЕРЖДАЮ"
Декан ФИТиУ
___________ Бусько В.Л.
"__"____________ 2007 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине
"Техническая механика"
для специальности
Информационные технологии и управление в технических системах
Факультет компьютерного проектирования
кафедра инженерной графики
курс – первый
семестр – второй
зачет
лекции – 34 часа
лабораторные занятия – 17 часов
практические занятия – 17 часов
всего часов – 68.
Минск 2007
Рабочая программа составлена на основании типовой программы по курсу «Техническая механика» для высших учебных заведений по специальностям электрорадиотехники и информатики от 24.06.2001 г. Регистрационный № ТД – 122.
Составитель: В.Г.Назаренко, кандидат технических наук, доцент кафедры инженерной графики БГУИР.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры инженерной графики (протокол № 8 от " 15 " января 2006 г.)
Зав. кафедрой ИГ В.А.Столер
Одобрена и рекомендована к утверждению Методической комиссией ФКП
(протокол № __ от "___" ___________ 2007 г.)
Председатель Методической комиссии ______________ С.С. Смородинский
"___" _________ 2007 г.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
1.1 Цели преподавания дисциплины
Курс "Техническая механика" относится к дисциплинам, дающим общетехническую подготовку.
Целью преподавания данной дисциплины является ознакомление студентов с:
– классическими видами механизмов и их возможностями по преобразованию и получению требуемых движений; примерами использования рассматриваемых механизмов в системах автоматики и робототехники;
– понятиями и требованиями по точности и прочности механизмов и их составляющих;
– методами получения основных уравнений движения механизмов;
– конструкционными материалами, их эксплуатационными и технологическими свойствами, обозначением, способами изменения их свойств путем термической или химико-термической обработки;
– типовыми деталями и узлами механизмов, разъемными и неразъемными соединениями деталей.
Задачи изучения дисциплины
В результате изучения дисциплины студенты должны:
– знать основы технической (прикладной) механики, т.е. классификацию и возможности механизмов по получению требуемых движений; типовые соединения, детали и узлы технических систем; используемые конструкционные материалы и их механические свойства;
– выполнять геометрический, кинематический и динамический расчеты простейших механизмов;
– давать оценку точности передаточных механизмов, прочности их деталей;
– уметь использовать полученные знания при выборе и эксплуатации устройств автоматики и робототехники.
Перечень учебных дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения технической механики
· физика – в объеме программы средней школы;
· высшая математика – в объеме программы университета.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Название тем лекционных занятий, их содержание и объем в часах
№ п/п
| Название темы
| Содержание
| Объем в часах
|
|
|
|
|
| Вводная
лекция. Конструкционные материалы
| Содержание и основные задачи курса. Общие сведения о машинах и механизмах. Основные характеристики и требования, предъявляемые к машинам и механизмам.
Конструкционные материалы. Требования, предъявляемые к конструкционным материалам, назначение, основные свойства, обозначение, химический состав. Стали: углеродистые обыкновенного качества, углеродистые качественные конструкционные, легированные конструкционные. Цветные сплавы: медные (латуни, бронзы),
|
|
|
|
|
|
|
| алюминиевые, магниевые.
Методы термической (отжиг, нормализация, закалка, отпуск, старение) и химико-термической (цементация, азотирование, цианирование) обработки материалов.
|
|
| Передаточные механизмы систем автоматики и робототехники
| Классификация передаточных механизмов систем автоматики и робототехники. Прямо- и косозубые цилиндрические передачи: геометрический, кинематический, силовой расчеты.
Конические зубчатые передачи. Геометрические параметры колес. Передаточные отношение и число. Силы, действующие в зацеплении. Материалы и КПД конических передач.
Червячные передачи. Классификация червячных передач. Геометрические параметры. Передаточные отношение и число. Силы, действующие в зацеплении. Материалы и КПД червячных передач. Условие самоторможения.
Передачи винт-гайка. Общие сведения о передаче винт-гайка скольжения. Передача винт-гайка качения: назначение, классификация, кинематические схемы. Профили резьбы. КПД винтовой пары и силовые соотношения.
Планетарные механизмы: назначение, устройство, принцип работы. Определение передаточных чисел методом Виллиса. Выбор чисел зубьев из условий сборки, соседства, соосности.
Рычажные механизмы: классификация, назначение, устройство. Определение скорости и ускорения ведомого звена.
Фрикционные передачи: классификация, устройство, условие работоспособности. Расчет передаточных отношений. Передачи гибкой связью (ременные): назначение, устройство, материалы.
Захватные устройства роботов: назначение, классификация, кинематические схемы, конструкции.
Основы проектирования приводов. Требования к механической передаче. Определение общего передаточного отношения редуктора. Проектирование редуктора при условии минимизации габаритов, массы, приведенного момента инерции, погрешности. Определение крутящих моментов на валах. Предварительный расчет требуемой мощности и выбор электродвигателя. Сущность проверочного расчета.
|
|
| Точность механизмов роботов и систем автоматики
| Погрешности механизмов. Понятие точности и погрешности. Виды погрешностей: погрешности положения и перемещения механизма и ведомого звена. Мертвый ход. Аналитический метод определения погрешностей.
Допуски и посадки деталей механизмов. Взаимозаменяемость узлов и деталей передаточных механизмов. Виды размеров деталей. Допуск размера, квалитеты, посадки. Поля допусков отверстия и вала, схемы расположения. Система отверстия и вала. Типы посадок: с зазором, с натягом, переходные. Обозначения посадок, схемы расположения их полей допусков.
Точность передаточных механизмов. Факторы, влияющие на точность. Нормы кинематической точности передачи, плавности хода, пятна контакта зубьев. Степени точности и примеры обозначений. Понятие бокового зазора, виды сопряжений и допуск на боковой зазор.
|
|
|
|
|
| Основы сопротивления материалов
| Понятие прочности, жесткости и устойчивости. Виды нагрузок. Метод сечений при определении внутренних сил и виды деформаций стержней. Понятие о напряжениях. Механические свойства материалов: упругость, пластичность, хрупкость, прочность, твердость. Диаграмма растяжения. Методы измерения твердости.
Растяжение и сжатие стержней: напряжения и деформации. Коэффициент Пуассона. Закон Гука. Условие прочности.
Деформация сдвига: понятие сдвига, чистый сдвиг, закон Гука, условие прочности.
Деформация кручения. Понятия скручивающих и крутящих моментов. Эпюры крутящих моментов. Геометрические характеристики плоских сечений (полярный момент инерции и момент сопротивления). Деформации и напряжения, условие прочности и жесткости.
Деформация изгиба. Виды изгиба, типы опор балок и опорные реакции при плоском поперечном изгибе. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов Геометрические характеристики плоских сечений (осевой момент инерции и момент сопротивления). Прочность при изгибе.
|
|
| Типовые соединения, детали и узлы механизмов
| Валы и оси. Определение вала и оси. Конструкции и материалы. Предварительный расчет вала и оси. Сущность проверочного расчета вала.
Опоры валов и осей: классификация, конструктивные схемы, области применения. Опоры скольжения: цилиндрические, шаровые, на центрах и на кернах. Специальные опоры: упругие, магнитные, жидкостные и газовые. Опоры качения: классификация, устройство, назначение, достоинства и недостатки, серии и точность. Примеры условных обозначений и особенности посадок. Подбор и расчет подшипников качения.
|
|
|
|
|
|
| Динамика механических устройств систем автоматики и робототехники
| Метод кинетостатики в динамике механизмов. Задачи кинетостатического анализа. Силы инерции и Моменты сил инерции звеньев механизмов. Принцип Даламбера и общее уравнение динамики.
Уравнения Лагранжа 2 рода. Кинетическая и потенциальная энергии звеньев механизмов. Обобщенные координаты и силы, их размерности. Методика составления уравнений Лагранжа 2 рода (на примере ременной передачи).
Метод приведения в динамике механизмов, его сущность. Приведение масс, моментов инерции, сил и моментов сил. Примеры применения метода приведения. Понятие приведенного механизма. Расчетные динамические модели механизма. Основные уравнения движения.
|
|
Всего за учебный год
|
|
2.2. Практические занятия, их содержание и объем в часах.
№
п/п
| Название темы
| Содержание
| Объем в часах
|
| Зубчатые цилиндрические передачи
| Геометрический, кинематический, силовой расчеты прямо- и косозубых цилиндрических передач.
|
|
| Конические и червячные передачи
| Геометрический, кинематический, силовой расчеты конических и червячных передач.
|
|
| Винтовые передачи
| Расчет геометрических параметров и КПД передачи винт-гайка качения.
|
|
| Основы проектирования приводов
| Определение общего передаточного отношения редуктора. Проектирование редуктора при условии минимизации габаритов, массы, приведенного момента инерции, погрешности. Определение крутящих моментов на валах. Предварительный расчет требуемой мощности и выбор электродвигателя.
|
|
| Точность механизмов роботов и систем автоматики
| Расчет мертвого хода передаточных механизмов систем автоматики и робототехники.
|
|
| Растяжение и кручение стержней
| Растяжение и сжатие стержней: напряжения и деформации, условие прочности.
Кручение стержней. Деформации и напряжения, условие прочности и жесткости.
|
|
| Изгиб стержней
| Деформация изгиба. Определение опорных реакций при плоском поперечном изгибе. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Геометрические характеристики плоских сечений. Прочность при изгибе.
|
|
| Типовые соединения, детали и узлы механизмов
| Предварительный расчет вала и оси. Подбор и расчет подшипников качения.
|
|
| Динамика механизмов
| Уравнения Лагранжа 2 рода
|
|
Всего за учебный год
|
|
Целью проведения практических занятий является:
– овладение основами инженерных методов расчета деталей и механизмов систем автоматики и робототехники;
– закрепление теоретического материала, излагаемого в лекционном курсе.
2.3. Лабораторные занятия, их содержание и объем в часах.
№
п/п
| Название темы
| Содержание
| Объем в часах
|
|
|
|
|
| Точность зубчатых передач
| Исследование точности многоступенчатых зубчатых механизмов. Изучение факторов, влияющих на точность передачи движения. Примеры использования зубчатых передач в системах автоматики и робототехники.
|
|
| Винтовые механизмы
| Исследование винтового механизма. Примеры использования винтовых механизмов в системах автоматики и робототехники.
|
|
| Зубчатые
Механизмы
| Исследование кинематики зубчатого механизма. Примеры использования зубчатых передач в системах автоматики и робототехники.
|
|
| Кручение стержней
|
|
|
Всего за учебный год
|
|
Целью проведения лабораторных занятий является:
– знакомство с устройством, кинематикой типовых механизмов, примерами использования их в системах автоматики и робототехники;
– закрепление теоретического материала, излагаемого в лекционном курсе;
– приобретение навыков экспериментального исследования;
– развитие способности делать выводы и заключения по результатам экспериментов.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
3.1. Основная и дополнительная литература
№
п\п
| Названия
| Год издания
|
|
|
|
ОСНОВНАЯ
|
| Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчет и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем: Учебное пособие. М.: – Высш. шк., 1991. – 480 с.
|
|
| Сурин В.М. Техническая механика: Учебное пособие. – Мн.: БГУИР, 2004. – 292 с.
|
|
| Механика промышленных роботов. В 3-х кн. /под. Ред. К.В.Фролова, Е.И.Воробьева.-М.:Высш. шк.
| 1988-1989
|
| Ванторин В.Д. Механизмы приборных и вычислительных систем: Учебное пособие. – М.: Высш. шк., 1985. – 415 с.
|
|
| Техническая механика. Лабораторный практикум: Учебное пособие / Под общ. ред. Сурина В.М. – Мн.: БГУИР, 2004. – 117 с.
|
|
| Назаренко В.Г. Динамика механизмов: Конспект лекций.- Мн.: БГУИР, 2002.- 24 с.
|
|
|
|
|
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
|
| Рощин Г.И. несущие конструкции и механизмы РЭА: Учебник для вузов. – М.: Высш. шк., 1981. – 375 с.
|
|
| Вышинский Н.В. Техническая механика. Курсовое проектирование: Учебное пособие. –Мн.: Бестпринт, 2001. – 163 с.
|
|
| Элементы приборных устройств. Курсовое проектирование / Под общ. ред. Тищенко О.Ф.: Учебное пособие для вузов. Ч.1. – М.: Высш. шк., 1978. – 328 с.
|
|
| Элементы приборных устройств. Курсовое проектирование. Под общ. ред. Тищенко О.Ф.: Учебное пособие для вузов. Ч.2. – М.: Высш. шк., 1978. – 232 с.
|
|
| Справочник конструктора-приборостроителя. Детали и механизмы приборов/ Под общ. ред. Соломахо В.Л.: Учебное пособие. – Мн.: Выш. шк., 1990. – 443 с.
|
|
| Борисенко Л.А., Самойленко А.В. Механика промышленных роботов и манипуляторов с электроприводом. –Мн.:Выш. шк., 1992. – 234 с.
|
|
| Справочник конструктора-приборостроителя. Проектирование. Основные нормы/ Под общ. ред. Соломахо В.Л.: Учебное пособие. – Мн.: Выш. шк., 1988. – 272 с.
|
|
Воспользуйтесь поиском по сайту: