Основы теории машин и механизмов

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель дисциплины (модуля) «Основы теории механизмов и машин» входит в цикл
дисциплин, призванных обеспечить общетехническую подготовку магистров дорожностроительного направления, изучение дисциплины преследует следующие цели:
1) закрепление и обобщение знаний, полученных студентами при изучении
естественно-научных и инженерных дисциплин, таких как математика, физика,
теоретическая механика, информатика и др.;
2) предоставление знаний, необходимых для последующего освоения специальных
дисциплин
и
дисциплин
специализаций,
предусмотренных
государственным
образовательным стандартом (ГОС);
3) формирование у будущих магистров технических, конструкторских и
исследовательских навыков, а также ознакомление с методами анализа и синтеза
механизмов и машин, применяемых при создании высокопроизводительных,
высокотехнологичных, надежных
и экономичных машин и систем, образованных на их основе.
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует
следующие профессиональные компетенции:
- способность демонстрировать знания фундаментальных и прикладных дисциплин
магистерской программы (ПК – 1);
- способность использовать углубленные теоретические и практические знания,
часть которых находится на передовом рубеже данной науки (ПК – 2);
- способность самостоятельно приобретать с помощью информационных
технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том
числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности,
расширять и углублять своѐ научное мировоззрение (ПК – 3);
- способность демонстрировать навыки работы в научном коллективе, порождать
новые идеи (креативность) (ПК – 5);
- способность ориентироваться в постановке задачи и определять, каким образом
следует искать средства ее решения (ПК – 7);
- способность и готовность применять знания о современных методах
исследования (ПК – 8);
- способность и готовность проводить научные эксперименты, оценивать
результаты исследований (ПК – 9);
- способность анализировать, синтезировать и критически резюмировать
информацию (ПК – 10);
- способность к профессиональной эксплуатации современного исследовательского
оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК – 11);
- способность оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной
работы (ПК – 12);
- умение владеть методами оценки инновационного потенциала, риска
коммерциализации проекта, технико-экономического анализа проектируемых объектов и
продукции (ПК – 14);
- способность разрабатывать методики, планы и программы проведения научных
исследований и разработок, готовить задания для исполнителей, организовывать
проведение экспериментов и испытаний, анализировать и обобщать их результаты (ПК –
17);
- умение вести сбор, анализ и систематизацию информации по теме исследования,
готовить научно-технические отчеты, обзоры публикаций по теме исследования (ПК –
18);
- способность разрабатывать физических и математических моделей явлений и
объектов, относящихся к профилю деятельности (ПК – 19);
владение способами фиксации и защиты объектов интеллектуальной
собственности, управления результатами научно-исследовательской деятельности и
коммерциализации прав на объекты интеллектуальной собственности (ПК – 20);
- способность вести организацию, совершенствование и освоение новых
технологических процессов производственного процесса на предприятии или участке,
контроль за соблюдением технологической дисциплины, обслуживанием технологического
оборудования и машин (ПК – 22);
- способность анализировать технологический процесс как объект управления,
вести маркетинг и подготовку бизнес-планов производственной деятельности (ПК – 25);
- способность организовать работу коллектива исполнителей, принимать
исполнительские решения, определять порядок выполнения работ (ПК– 27);
Задачи дисциплины:
- обучение общим методам и алгоритмам анализа и синтеза механизмов и систем,
образованных на их основе, построения моделей, а также методам и алгоритмам
описания структуры, кинематики и динамически типовых механизмов и их систем;
- ознакомление с основными видами механизмов и машин, принципами построения
структуры механизмов, машин и систем, образованных на их основе, с кинематическими и
динамическими параметрами этих систем, а также освещение принципов работы
отдельных видов механизмов и их взаимодействие друг с другом в составе машины или
технической системы;
- формирование навыков использования ЕСКД (единая система конструкторской
документации) и стандартов, технической справочной литературы и современной
вычислительной техники, а также универсальных и профессиональных компетенций,
которыми должен обладать магистр в современных условиях.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина основы теории машин и механизмов относится к разделу Б 3 базовая
профессиональная часть. Имеет логическую взаимосвязь с ранее изученными в разделе Б 2.
Естественно научный и общетехнический цикле модулями «Инженерное обеспечение
строительства (геодезия, геология)», «Строительные материалы» и к разделу Б 3
«Технологические процессы в строительстве».
При изучении модуля «Основы теории машин и механизмов» студент обладает входными
знаниями по классификации, структуре и основным свойствам строительных материалов,
способам геодезической разбивки инженерных сооружений, основам геологии и механики
грунтов, принципам проектирования элементов автомобильных дорог, основным
технологическим приемам строительства различных элементов автомобильных дорог.
Для освоения данной дисциплины необходимо знание предшествующих теоретических
модулей и практик: «Дорожно-строительные материалы», «Инженерная геодезия»,
«Инженерная геология», «Дорожно-строительные материалы», «Дорожно-строительные
машины и оборудование», «Изыскание и проектирование автомобильных дорог»,
«Технология и организация строительства автомобильных дорог».
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие
результаты образования:
1)
Знать: нормативную базу в области строительных машин, принципы расчета
основных характеристик строительной техники, определять оптимальные параметры
работы машин (ПК – 9); владеть методами расчета характеристик строительной техники, с
использованием лицензионных прикладных расчетных и графических программных
пакетов (ПК – 10);
2)
Уметь: проводить предварительное технико-экономическое обоснование
расчетов, разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять
законченные
проектно-конструкторские
работы,
контролировать
соответствие
разрабатываемых проектов и технической документации заданию на проектирование,
стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК – 11);
3)
Владеть технологией, методами доводки и освоения технологических
процессов строительного производства конструкций, машин и оборудования (ПК – 12);
способностью вести подготовку документации по менеджменту качества и типовым
методам контроля качества технологических процессов с участием строительных машин и
механизмов; способностью осуществлять организацию рабочих мест, их техническое
оснащение, размещение технологического оборудования, контроль соблюдения
технологической дисциплины и экологической безопасности (ПК – 13);
Раздел
дисциплины
1
Введение.
Основные
понятия
теории
механизмов
и
машин.
Основные
виды
механизмов
Структурны
й анализ и
синтез
механизмов
Кинематиче
ский анализ
механизмов
2
3
Итого
2
2
2
Неделя семестра
№
п/п
Семестр
4. СТРУКТУРА
И
СОДЕРЖАНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
(МОДУЛЯ)
РЕКОНСТРУКЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную
работу студентов
и трудоемкость (в
часах)
Ле
кц
Л.Р.
16
6
6
24
6/16
712
6
6
24
6/16
+
6
6
24
6/16
+
18
18
72
18/50
13
18
Пр.
Интеракти
вные
Методы,
ч/%
СРС
Формы текущего
контроля
успеваемости (по
неделям
семестра)
Форма
промежуточной
аттестации (по
семестрам)
Рейтинг-контроль
+
Компетенции
Темы,
разделы
дисциплины
Количеств
о
часов
Пк
9
Раздел
1
Введение.
Основные
понятия
теории
механизмов
и
машин.
Основные
виды
механизмов
Тема 1
Теория
механизмов
и машин –
научная
основа
создания
новых
механизмов
и машин
Тема 2
Машина.
Механизм.
Звено
механизма
Тема 3
Кинематиче
ская пара
Раздел
2
Структурн
ый анализ
и
синтез
механизмов
6
+
+
Σ
общее
количество
компетенций
2
8
+
+
2
12
+
+
2
12
+
+
2
50
+
+
2
25
+
+
2
25
+
+
2
Тема 1
ВСР:
Классифика
ция
механизмов
Тема 2
Структурны
й
синтез
механизмов
Пк1
0
Пк1
1
Пк1
2
Пк1
3
Раздел
3
Особенност
и
технологии
проведения
работ в ходе
реконструк
ции
54
+
+
+
3
Тема 1
Задачи
кинематичес
кого анализа
механизмов.
Методы
определения
положений
звеньев
механизмов
30
+
+
+
3
24
+
+
+
3
Итого
Вес
компетенци
и (Λ)
136
0,3
0,1
5
1,0
0,2
0,2
0,2
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В ходе изучения модуля Основы теории машин и механизмов применяются
интерактивные формы проведения занятий:
-100% лабораторных работ проводятся в малых группах (не более 6 человек);
-100% лабораторных работ проводятся с использованием элементов проектных
технологий (результат работ – проекты отдельных реконструируемых элементов и
реконструируемой дороги в целом);
-обучение строится по модульной схеме: модуль 1 – технико-экономические
методы и приемы определения эффективности реконструкции; модуль 2 –
проектные решения реконструкции элементов автомобильной дороги; модуль 3 –
технологические приемы реконструкции;
-20% лекций проводятся с использованием информационно-коммуникационных
технологий с использованием ЭУМК.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
И
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Лабораторные работы:
1. Тема: «Структурный анализ и метрический синтез рычажных механизмов».
2. Тема: «Кинематический анализ плоских рычажных механизмов».
3. Тема: «Синтез динамических моделей плоских рычажных механизмов».
4. Тема: «Определение геометрических параметров эвольвентного зубчатого
колеса».
5. Тема: «Структурный, кинематический анализ сложных зубчатых механизмов».
СРС:
1. Технические системы. Механизмы и машины.
2. Структурный анализ механизмов.
3. Синтез технических систем.
4. Оптимизация при синтезе.
5. Кинематический анализ технических систем.
6. Динамика.
7. Кинетостатический анализ технических систем.
8. Силовой анализ.
9. Динамический анализ технических систем.
10. Колебания в механизмах.
11. Вибрации.
12.Введение в теорию высшей кинематической пары.
13. Зубчатые механизмы.
14.Назначение и область применения.
15. Плоские зубчатые механизмы.
16. Сложные зубчатые механизмы.
17. Синтез зубчатых механизмов.
18. Кулачковые механизмы.
Контрольные вопросы
1. Особенности кулачковых механизмов, обусловившие их широкое применение в
различных машинах и приборах.
2. Недостатки кулачковых механизмов.
3. Схемы наиболее распространенных плоских и пространственных кулачковых
механизмов.
4. Классификация кулачковых механизмов по способу замыкания высшей пары.
5. Основные фазы движения толкателя кулачкового механизма и соответствующие им
углы поворота кулачка.
6. основные этапы синтеза кулачковых механизмов.
7. Законы движения толкателя рационально применять в быстроходных кулачковых
механизмах.
8. Положение центра вращения кулачка в механизме с поступательно двигающемся
толкателем при заданном допустимом угле давления.
9. Определение положения центра вращения кулачка в механизме с качающемся
толкателем при заданном допустимом угле давления.
10. Выбор величины радиуса ролика кулачкового механизма.
11. Какие углы называются фазовыми?
12. Какой угол называется углом давления?
13. Синтез кулачкового механизма.
14. Анализ кулачкового механизма.
15. Жесткие удары в кулачковом механизме.
16. Мягкие удары в кулачковом механизме.
17. Инверсия.
18. Выбор минимального радиуса шайбы кулачка.
19. Особенности кулачковых механизмов.
20. Ведущее звено в кулачковом механизме.
21. Ведомое звено в кулачковом механизме.
22. Цель силового замыкания.
23. Цель геометрического замыкания.
24. Кулачковый механизм с игольчатым толкателем.
25. Кулачковый механизм с роликовым толкателем.
26. Кулачковый механизм с плоским толкателем.
27. Кулачковый механизм с качающимся толкателем.
28. Кулачковый механизм с качающимся толкателем с роликом.
29. Кулачковый механизм со смещенным толкателем.
30. Что нужно знать, чтобы спроектировать профиль кулачка?
31. Требования при выборе закона движения.
32. Жесткие удары.
33. Законы изменения аналогов ускорений на фазе подъема.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
а) основная литература:
1. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги. М., 1986. 52 с.
2. СНиП 3.01.01-85. Организация строительного производства. М., 1985. 54 с.
3. СНиП III-4-80. Техника безопасности в строительстве. М., 1980 255 с.
4. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги. М., 1986. 111 с.
5. Теория механизмов и машин : учеб. пособие / М. А. Мерко,П. Н. Сильченко, А.
В. Колотов [и др.]. – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. –199 с.
6. Строительство автомобильных дорог: Справ. Инженера-дорожника / под ред.
Н.В. Горелышева. М. 1992. 551 с.
7. Машины для строительства и содержания дорог и аэродромов / А.З. Шарц. М.,
1985. 336 л.
8. Машины для скоростноо строительства дорог и аэродромов / Под ред. Ю.Б.
Дейного. М., 1982. 248 с.
9. Эксплуатация дорожных машин. Шмаков А.Т. М., 1987.398 с.
10. Дорожно-строительные машины и комплексы / Под ред. В.И. Баловненва. М.,
1998, 384 с.
11. Основы теории, расчеты и проектирование строительных и дорожных машин. /
Гоберман А.А. М., 1988. 464 с.
12. Асфальто и цементобетонные заводы: Справ / В.И. Колышев, П.П. Костин, В.В.
Силкин, Б.Н. Соловьев. М., 1982. 208 с.
13. Проектирование предприятий дорожного строительства: Учеб. Пособие для
вузов / Дубровин В.Н. М., 1979. 115 с.
б) дополнительная литература:
1. Техническая эксплуатация дорожных машин: Справ. / Под ред. Б.В. Шебелевского и В.Г
2. Фролов, К. В. Т еория м еханизмов и м ашин / К . В. Фролов. – М. :
Высш. шк., 2003. – 496 с.
3. Примеры проектирования предприятий дорожного строительства. / Дубровин
В.Н. и др. М., 1986. 20 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
лицензионные программные комплексы «Credo» и «Autocad»; Интернетресурсы:
http://vsesnip.com/Data1/45/45639/index.htm,
http://www.madi.ru/study/kafedra/str_new/page309.shtml, http://www.roads.ru/.