Калининградский государственный технический университет

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор
по учебно-методической работе
п\п
А.Л.Гудков
«30» марта 2013 г.
Рабочая программа дисциплины
«ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ»
Профессиональный цикл, базовая (общепрофессиональная) часть
Специальность
180405 – Эксплуатация судовых энергетических установок
Квалификация (степень) выпускника
Специалист
Форма обучения
очная
Факультет
судостроения и энергетики
Кафедра-разработчик - кафедра теории механизмов и машин и деталей машин
Калининград 2013
1 Цели и задачи дисциплины
Целью освоения студентами дисциплины «Детали машин и основы конструирования»
является формирование теоретических знаний и практических умений и навыков в области
проектирования деталей, узлов и механизмов общего назначения.
Основными задачами дисциплины являются следующие:
- ознакомление с теоретическими основами и практическими методиками проектных
и проверочных расчётов деталей, узлов и механизмов общего назначения;
- освоение современных методов конструирования деталей, узлов и механизмов
общего назначения.
2 Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Детали машин и основы конструирования» является четвертым курсом
модуля «Механика», который входит в состав базовой части профессионального цикла ООП.
Изучение дисциплины основывается на знаниях и умениях, полученных в результате
освоения курсов и дисциплин:
- математика;
- теоретическая механика (курс модуля);
- теория машин и механизмов(курс модуля);
- сопротивление материалов(курс модуля);
- физика;
- материаловедение и технология конструкционных материалов;
- инженерная графика.
Знания и умения, полученные при освоении дисциплины «Детали машин и основы
конструирования», будут использованы в процессе изучения ряда дисциплин
профессионального цикла и в дальнейшей профессиональной деятельности.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
«Детали машин и основы конструирования»
В результате освоения дисциплины у обучающихся формируются следующие
общекультурные (ОК) и профессиональные (ПК) компетенции (или их элементы),
предусмотренные ФГОС ВПО:
- понимание сущности и социальной значимости своей будущей профессии,
проявление к ней устойчивого интереса, высокой мотивацией к работе (ОК – 2);
- умение быть гибким, готовым адаптироваться к изменяющимся ситуациям,
способность оперативно принимать решения, в том числе в экстремальных ситуациях (ОК4);
- способность генерировать новые идеи, выявлять проблемы, связанные с реализацией
профессиональных функций, формулировать задачи и намечать пути исследования (ПК – 1);
- способность и готовность к самостоятельному обучению в новых условиях
производственной деятельности с умением установления приоритетов для достижения цели
в разумное время (ПК-2);
- способность и готовность разработать проекты объектов профессиональной
деятельности с учетом физико-технических, механико- технологических, эстетических,
экологических, эргономических и экономических требований в том числе с использованием
информационных технологий (ПК-23);
- способность и готовность принять участие в разработке проектной, нормативной,
эксплуатационной и технологической документации для объектов профессиональной
деятельности (ПК-24);
- способность создавать теоретические модели, позволяющие прогнозировать
свойства объектов профессиональной деятельности (ПК-31);
- способность выполнять информационный поиск и анализ информации по объектам
исследований (ПК-33);
- способность осуществлять и анализировать результаты исследований, разрабатывать
предложения по их внедрению (ПК-34).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: правила разработки, оформления конструкторской документации;
классификацию механизмов узлов и деталей; критерии работоспособности и влияющие на
них факторы; условия работы деталей и узлов общего назначения, обеспечения их прочности
и надёжности.
Уметь: разрабатывать эскизы и создавать чертежи деталей, узлов и механизмов
общего назначения; анализировать условия работы деталей машин и механизмов; оценивать
их работоспособность; пользоваться нормативной документацией; соблюдать действующие
правила, нормы и стандарты.
Владеть: навыками выполнения и чтения чертежей деталей и узлов, сборочных
чертежей и чертежей общего вида; методами расчётов деталей, узлов, механизмов и машин;
определения внутренних напряжений в деталях машин и элементах.
4 Структура и содержание дисциплины «Детали машин и основы
конструирования»
4.1 Структура дисциплины
Общая трудоёмкость составляет 4 зачётные единицы, 144 академических часа в V
семестре, в том числе 60 часов аудиторных занятий (АЗ) и 84 часа самостоятельной работы
студентов (СРС), включая 26 часов на курсовой проект.
Итоговая аттестация по дисциплине –экзамен. Более подробные сведения о структуре
дисциплины, видах, трудоёмкости и формах контроля учебной работы студентов приведены
в таблице.
4
5
Всего
3
СРС
2
Введение.
Основы
конструирова-ния
деталей и узлов
механизмов
Зубчатые
передачи.
Червячные
передачи.
Передачи
5
фрикционные и с
гибкой связью.
Валы и оси. Опора
валов осей.
Соединения деталей
машин. Муфты.
Формы текущего
контроля успеваемости и
форма промежуточной
аттестации
ПЗ*
1
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную
работу студентов и
трудоёмкость (часы)
А3
лекции
Семестр
Раздел
дисциплины
Неделя семестра
№
п/п
12
4
4
3
11
Контроль на ПЗ.
36
8
8
7
23
Контроль на ПЗ.
78
4
4
3
11
Контроль на ПЗ.
912
8
8
4
16
Контроль на ПЗ.
1315
6
6
5
21
Контроль на ПЗ.
Курсовой проект
Подготовка к экзамену и
его сдача в период
экзаменационной сессии
Итого по дисциплине
1-17
30
30
26
26
36
36
84
144
60
Контроль выполнения и
защита курсового проекта
с оценкой.
Экзамен
Защита курсового проекта
с оценкой.
Экзамен.
ПЗ – практические занятия
4.2 Теоретические занятия (лекции)
№
п/п
1
1.1
1.2
2
2.1
2.2
3
3.1
3.2
3.3
Тема
Содержание
Раздел «Введение. Основы конструирования деталей и узлов механизмов»
Введение
Основные понятия и определения, краткая история
развития дисциплины, требования к деталям машин.
Основы
Основные принципы и правила конструирования,
конструирования
стандартизация и унификация, точность, особенности
деталей и узлов конструкции деталей при различных способах
механизмов
изготовления.
Раздел «Зубчатые передачи. Червячные передачи»
Зубчатые передачи Механические передачи, классификация и основные
характеристики
передач.
Привод,
редуктор,
мультипликатор, порядок расчёта привода. Условия
работы
зубчатых
передач,
основные
виды
повреждений,
критерий
работоспособности.
Цилиндрические прямозубые и косозубые передачи,
характеристики, проектный и проверочный расчёты.
Конические зубчатые передачи, характеристики,
проектный и проверочный расчёты. Материалы
зубчатых передач и допускаемые напряжения.
Червячные
Основные геометрические характеристики червяка и
передачи
червячного колеса. Кинематика червячной передачи.
Силы в зацеплении. Проектный и проверочный
расчёты. Материалы и допускаемые напряжения.
Раздел: «Передачи фрикционные и с гибкой связью»
Фрикционные
Конструкция,
классификация,
достоинства
и
передачи
недостатки, область применения, кинематика. Силовые
соотношения, материалы и расчёт фрикционных пар.
Ременные
Классификация, достоинства и недостатки, область
передачи
применения. Материалы и конструкция ремней и
шкивов. Кинематика, геометрия и силы в ременных
передачах. Расчёт плоскоременных и клиноременных
передач.
Цепные передачи
Преимущества и недостатки, область применения.
Конструкция
цепей
и
звёздочек.
Геометрия,
кинематика и расчёт цепных передач.
Кол-во
часов
4
1
3
8
6
2
4
1
2
1
Раздел: «Валы и оси. Опоры валов и осей»
Валы и оси
Определение вала и оси, назначение валов,
классификация, конструкция, материалы. Проектный
расчёт. Расчёт валов на сопротивление усталости и
статическую прочность.
4.2 Опоры валов и Назначение и классификация опор. Подшипники
осей
качения, достоинства и недостатки, классификация,
конструкция, подбор и расчёт подшипников по
динамической и статической грузоподъёмности,
критерий быстроходности. Подшипники скольжения,
достоинства
и
недостатки,
классификация,
конструкция, материалы вкладышей, режимы трения,
расчёт.
5
Раздел: «Соединение деталей машин. Муфты»
5.1 Соединение
Основные понятия, разъёмные и неразъёмные
деталей машин
соединения. Резьбовые соединения, виды резьб,
геометрические
параметры,
расчёт
резьбовых
соединений. Шпоночные соединения, виды шпонок,
расчёт.
Шлицевые
соединения.
Штифтовые
соединения. Заклёпочные соединения, достоинства и
недостатки. Область использования, расчёт, материалы.
Сварные соединения, виды сварки, достоинства и
недостатки, область применения, виды швов, расчёт.
Паяные соединения.
5.2 Муфты
Назначение и классификация. Неуправляемые муфты,
муфты глухие, компенсирующие, упругие. Управляемы
муфты,
кулачковые,
зубчатые,
фрикционные.
Самоуправляемые
муфты,
предохранительные,
центробежные, обгонные.
Итого:
4
4.1
№
п/п
1-2
3-5
6
6
2
2
8
6
2
30
4.3 Практические занятия
Ном
Темы практических занятий
Кол-во
ер
часов
тем
ы
1.1;
Выдача заданий на курсовую работу, разработка технического
4
1.2
задания на проектирование привода, конструктивные элементы
привода
2.1
Определение КПД и мощности электропривода, передаточное
6
отношение, разбивка передаточного отношения, расчёт моментов
на валах и расчёты их вращения.
Проектный и проверочный расчёты прямозубой и косозубой
цилиндрических передач. Проектный и проверочный расчёты
конической передачи.
Выбор материалов и определение допускаемых напряжений.
2.2
Проектный и проверочный расчёты червячной передачи.
2
Определение сил в зацеплении, КПД передачи.
Выбор материалов и определение допускаемых напряжений.
7-8
3.1
3.2
3.3
9
4.1
10-12
4.2
13-14
5.1
15
5.2
Расчёт фрикционных передач.
Определение кинематических и геометрических параметров
ременных передач. Определение сил. Расчёт и выбор ремней для
плоскоременной и клиноременной передач.
Расчёт цепных передач.
Проектный расчёт и конструирование валов. Расчёты валов на
сопротивление усталости и статическую прочность.
Подбор и расчёт подшипников качения по динамической и
статической грузоподъёмности. Конструкция подшипниковых
узлов, смазка. Расчёт подшипников скольжения.
Расчёт резьбовых соединений. Расчёт шпоночных соединений.
Расчёт шлицевых соединений. Расчёт штифтовых соединений.
Расчёт сварочных швов.
Расчёт глухих муфт. Расчёт втулочно-пальцевых муфт. Расчёт
кулачковых муфт.
Итого:
4
2
6
4
2
30
4.4 Лабораторные занятия (работы) (не предусмотрены)
№
п/п
1
2
4.5 Самостоятельная работа
Вид (содержание) СРС
Освоение учебного материала, подготовка к ПЗ
Выполнение курсового проекта
3
Подготовка к экзамену и сдача экзамена
Итого:
Кол-во
часов
22
26
36
84
Формы контроля
Контроль на ПЗ.
Защита курсового
проекта с оценкой
Экзамен
5 Образовательные технологии
При преподавании дисциплины используются следующие методы:
- чтение лекций;
- практические занятия;
- выполнение курсового проекта;
- консультации по дисциплине и выполнению курсового проектаа.
Целью курсового проекта является закрепление теоретических знаний, полученных
при изучении дисциплины, а также освоение практических навыков анализа, расчёта и
конструирования деталей, узлов и механизмов общего назначения.
При выполнении курсового проекта перед студентами ставятся следующие задачи:
- кинематический, силовой и динамический расчёт рабочей машины; подбор
электродвигателя для электропривода;
- проектный, проверочный расчёты редуктора и внешних механических передач;
- разработка сборочного чертежа и чертежей основных деталей редуктора;
- разработка компоновочного чертежа электропривода кривошипно-ползунного
механизма.
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, аттестации освоения
дисциплины
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости (тестовые задания), а также
для итоговой аттестации по дисциплине (экзаменационные билеты) приводятся в качестве
отдельных материалов в УМКД.
7 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
7.1 Основная литература
1. Иванов М.Н. и др. Детали машин / под ред. М.Н. Иванов. -М.: Высшая школа, 2003. – 408
с.
2. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие/ П.Ф. Дунаев, О.П.
Леликов. -М.: Академия, 2009. – 496 с.
7.2 Дополнительная литература
1. Леликов О.П. Основы расчёта и проектирования деталей и узлов машин. Конспект лекций
по курсу «Деталей машин» / О.П. Леликов. –М.: Машиностроение, 2007.-463 с.
2. Решетов Д.Н. Детали машин / Д.Н. Решетов. - М.: Машиностроение, 1989.-495 с.
3. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие / А.Е.
Шейнблит – Калининград: Янтарный сказ, 2003.- 454 с.
7.3 Средства обеспечения освоения дисциплины
(методические указания и материалы по видам занятий)
1. Теория механизмов и машин и деталей машин. Методические указания по курсовому
проектированию для студентов специальности 552100 – Эксплуатация транспорта / Ю.Н.
Маменко, И.Н. Ковальчук – Калининград: КГТУ, 2000.-90 с.
2. Динамический расчёт машины. Методические указания по курсовому проектированию /
Ф.А. Титков, Ю.Н. Маменко - Калининград: КГТУ, 1996.- 12 с.
3. Теория механизмов и машин. Учебное пособие для студентов вузов / Ю.Н. Маменко Калининград: КГТУ, 2007.-204 с.
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины
8.1 Специализированные аудитории
Аудиторные занятия проводятся в специализированном классе – лаборатории деталей
машин. Лаборатория оборудована плакатами, наглядными пособиями, лабораторными
установками.
8.2 Учебно-лабораторное оборудование
Основные приборы установки, стенды:
-модели (различные) для изучения структуры механизмов;
-прибор для определения характеристик пружины сжатия и растяжения ДП-6А;
-прибор для изучения работы с цилиндрическими прямозубыми колёсами ДП-3А;
-приспособление для изучения распределения сил раскрытия стыка в одновинтовом
соединении ДМ-22М;
-приспособление для испытания болтового соединения, работающего на сдвиг ДМ-23М;
-установка для определения коэффициента трения в резьбе и на торце гайки;
-установка для определения приведенного коэффициента трения в подшипниках скольжения
ТММ-7М;
-установка для определения приведенного коэффициента трения в подшипниках качения;
-машина для испытания на растяжение и сжатие ДМ-30М.
Имеются видеофильмы по следующим темам:
-планетарные механизмы;
-зубчатые передачи:
-критерии работоспособности деталей машин;
-механические передачи в машиностроении.
Лист согласования рабочей программы дисциплины
Рабочая программа дисциплины разработана в соответствии с федеральным
государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по
направлению 180405 – «Эксплуатация судовых энергетических установок» (утвержден 24
декабря 2010 г. № 2060), учебным планом университета по этому же направлению,
утвержденным ученым советом университета 27 октября 2011 г.
Автор программы – Маменко Ю.Н., к.т.н., доцент.
Рабочая программа дисциплины рассмотрена и одобрена на заседании кафедры
теории механизмов и машин и деталей машин (рецензент - профессор Фёдоров С.В.,
протокол №1 от 30.08.2012 г.).
Заведующий кафедрой _________ д.т.н., профессор С.В. Фёдоров ___________
№
п/п
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Наименование литературы
1
2
3
4
5
6
7
8
Наличие в
учебном
абонементе НТБ
(кол-во)
Основная литература
Иванов М.Н. и др. Детали машин / под ред.
М.Н. Иванов. -М.: Высшая школа, 2003.– 408 с.
Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей
машин: учеб. пособие/ П.Ф. Дунаев, О.П.
Леликов. -М.: Академия, 2009. – 496 с.
Дополнительная литература
Леликов
О.П.
Основы
расчёта
и
проектирования деталей и узлов машин.
Конспект лекций по курсу «Деталей машин» /
О.П. Леликов. –М.: Машиностроение, 2007.463с.
Решетов Д.Н. Детали машин / Д.Н. Решетов. М.: Машиностроение, 1989.-495 с.
Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование
деталей машин: учебное пособие / А.Е.
Шейнблит – Калининград: Янтарный сказ,
2003.- 454 с.
Теория механизмов и машин и деталей машин.
Методические
указания
по
курсовому
проектированию для студентов специальности
552100 – Эксплуатация транспорта / Ю.Н.
Маменко, И.Н. Ковальчук – Калининград:
КГТУ, 2000.-192 с.
Динамический расчёт машины. Методические
указания по курсовому проектированию / Ф.А.
Титков, Ю.Н. Маменко - Калининград: КГТУ,
1996.- 12 с.
Теория механизмов и машин. Учебное пособие
42
97
10
81
5
49
58
36
Наличие в
электронной
библиотеке
для студентов вузов / Ю.Н. Маменко Калининград: КГТУ, 2007.-204 с.
Директор НТБ
М.В.Вареницына
Рабочая программа дисциплины рассмотрена и одобрена на заседании методической
комиссии факультета судостроения и энергетики
(протокол № ____ от «__»_______________ 20__г.)
Председатель
методической комиссии
Согласовано
Заместитель начальника
учебно-методического управления
к.т.н.¸доцент Б.И.Пименов .
В.Е. Огнев
№ _____ дата _____________