Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Московский государственный агроинженерный
университет имени В. П. Горячкина
«Утверждаю»
Декан ФЗО
проф. Силайчев П. А.
« »_2010
УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
дисциплины «Теория механизмов и машин»Направление подготовки дипломированного специалиста 660300 «Агроинженерия»
гр. 3о- Эл : специальность 311400 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»
гр. 32 п/ Эл : 050500.01, профессиональное обучение (специализация «Электрификация и автоматизация сельсельско- хозяйственного производства ») Разработчик : к.т.н., доцент кафедры « Теоретическая механика и ТММ»_ Сорокин С. В.
Москва 2010/ 2011 уч. год Содержание 1.Выписка из Государственного образовательного стандарта ВПО 2.Рабочая программа 3.Календарно-тематический план 4.Вопросы для контроля знаний 4.1.Текущий контроль 4.2.Экзаменационные вопросы 5.Литература 5.1.Основная 5.2.Дополнительная 2 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Направление подготовки дипломированного специалиста гр. 3о- Эл : специальность 311400 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»гр. 32 п/ Эл : 050500.01, профессиональное обучение (специализация «Электрификация и автоматизация сельсельско- хозяйственного производства »
Дисциплина «Теория механизмов и машин» относится к образовательной программе ОПД.Ф.02.01 и является одной из фундаментальных общетехнических дисциплин, формирующих начальную подготовку инженеров-электриков.
Цель дисциплины – научить студентов общим методам проектирования и исследования различных механизмов, используемых в современном оборудовании АПК.
Задачи дисциплины - научить студентов:
- понимать преобразование заданного движения ведущего звена в требуемое ведомого в зависимости от технологического, транспортного назначения машины или в условиях системы автоматического регулирования (САР);
- выполнить структурный анализ исследуемого механизма, обосновав методики его кинематического и динамического расчетов;
- владеть методами кинематического исследования и проектирования рычажных, зубчатых и кулачковых механизмов;
- решать задачи силового расчета для обоснования мощности двигателя проектируемого машинного агрегата или привода САР;
- владеть методами уравновешивания.
2.Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате изучения дисциплины студенты должны владеть методами структурного анализа, кинематического и динамического расчетов машинных агрегатов технологического и транспортного назначений.
Студент должен знать:
- строение и структуру современного оборудования АПК, включая роботизированные комплексы по паллетизации-депаллетизации и укладке продуктов в тару;
-графо-аналитический метод кинематического исследования механизмов;
-метод кинетостатического расчета механизмов, позволяющий обосновать мощность двигателя;
-методы уравновешивания.
Cтудент должен уметь:
-применять технико-боснованные структурные, кинематические и динамические проектно-расчетные методы для решения задач создания рационального оборудования АПК.
4.1. Разделы дисциплины и их обьем по видам занятий промышленных роботов Введение ТММ – наука о строении, структуре, кинематике, динамике механизмов, машин и промышленных роботов. ТММ является вводным курсом в специальность будущего инженера, используя графические, аналитические и компьютерные средства создания эффективного оборудования АПК и технических средств его автоматизации.
Строение и структура механизмов, машин и промышленных роботов Основные понятия и определения. Классификация кинематических пар. Степень свободы кинематических цепей. Структурный анализ плоских механизмов; примеры анализа: вибрационный транспортер, двигатель внутреннего сгорания. Промышленные роботы: роботизированный комплекс для паллетизации.
Кинематический анализ и синтез механизмов Задачи кинематики рычажных механизмов. Метод кинематических диаграмм.
Графическое дифференцирование. Планы скоростей и ускорений. Классификация зубчатых механизмов. Кинематическое исследование зубчатых передач. Элементы зубчатого колеса. Типы, основные размеры и кинематические характеристики кулачковых механизмов. Законы движения толкателя. Углы давления. Синтез механизма по допустимым углам давления. Построение профиля кулачка.
Динамика механизмов и машин Основные задачи динамики механизмов. Классификация сил, действующих на звенья механизма. Механические характеристики электродвигателей. Задачи силового расчета механизмов. Силы инерции звеньев. Принцип Даламбера. Силовой расчет структурных групп и ведущего звена. Теорема Н.Е.Жуковского о «жестком» рычаге.
Динамическая модель машины. Уравнение движения машины в энергетической форме. Три режима движения. Виды трения в механизмах. Уравнение АмонтонаКулона. Угол и конус трения.
Уравновешивание Уравновешивание масс, вращающихся на валу. Основы виброзащиты.
Занятие1. Строение механизмов, машин и промышленных роботов.
Знятие 2. Структурный анализ плоских механизмов.
Занятие 3.Изготовление зубчатых колес методом огибания.
Занятие 4.Контроль знаний по зубчатым механизмам.
Занятие 5.Защита курсовой работы.
Курсовая работа содержит комплекс заданий по исследованию механизмов технических средств автоматизации разнообразного назначения.
Основная цель проектирования состоит в том, чтобы привить студентам навыки практического применения методов теории механизмов с использованием традиционных графо-аналитических и современных компьютерных технологий системы AutoCAD.
Курсовая работа состоит из заданий, выполняемых на листе формата А1:
- построить кинематическую схему изучаемого четырехзвенного рычажного механизма в 12 положениях;
-построить кинематические диаграммы: S(t); V(t); a(t) – графики зависимости пути, скорости и ускорения выходного звена;
-построить планы скоростей и ускорений в заданном положении механизма;
-сравнить скорости и ускорения, полученные методом диаграмм и планов;
-нагрузить механизм силами тяжести звеньев, силами инерции и уравновешивающей,приложенной в точке В кривошипа;
-выполнить силовой расчет группы Ассура и кривошипа, определив уравновешивающую силу в точке В;
-определить уравновешивающую силу методом «жесткого» рычага Жуковского, сопоставив ее с ранее найденной методом плана сил; погрешность не должна превышать ± 5%;
- обосновать мощность электродвигателя, приняв кпд трансмиссии (червячный редуктор) =0.8.
5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 1. Фролов К.В., Попов С.А., Мусатов А.К. Теория механизмов и механика машин. – М.: Высшая школа, 2001.
2.Лачуга Ю.Ф. и др. Теория механизмов и машин. Кинематика, динамика и расчет. – М.: КолосС, 2005.
3. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. – М.: Наука, 1988.
4. Артоболевский И. И., Эдельштейн Б. В. Сборник задач по теории механизмов и машин. – М.: Наука, 1975.
5.Горов Э. А., Гайдай С.А., Лушников С.В. Типовой лабораторный практикум по ТММ. – М.: Машиностроение, 1990.
6. Попов С. А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. – М.: Высшая школа, 1986.
1.Лачуга Ю.Ф., Макаров П.М., Харьковская И.П. Расчет маховика.
Методические рекомендации к выполнению курсового проекта по ТММ. – МГАУ, 1997.
2.Лачуга Ю. Ф., Макаров П.М., Насекин И. Н. Расчет зубчатых передач и планетарных механизмов. Методические указания к курсовому проектированию по ТММ. – МГАУ, 1998.
3. Кирсанова В.Н., Сорокин С.В. Кинематическое исследование рычажных механизмов. Методические рекомендации к выполнению курсового проекта по ТММ.
–МГАУ, 2006.
4. Первова Н.С., Кирсанова В.Н. Синтез кулачковых механизмов. – МГАУ, 2000.
5. Первова Н.С., Сорокин С.В.Строение механизмов и машин АПК. – МГАУ, 2008.
6. Сорокин С. В. Методические рекомендации и задания для контроля знаний по структурному анализу механизмов АПК. – МГАУ, 2010.
6. Материально-техническое обеспечение дисциплины 6.1.Специализированные лаборатории:
– робототехники, оборудованной промышленным роботом марки ПР5;
– кинематики и динамики, оснащенной моделями механизмов и лабораторными установками по нарезанию зубчатых колес, уравновешиванию и балансировке.
6.2.Стенды с заданиями на курсовое проектирование и образцами выполнения графической части проектов.
6.3.Информационно-контролирующие материалы в электронной форме по всем разделам ТММ.
Рабочая программа по дисциплине ТММ составлена для потока 30Эл – 32п/ Эл в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 660300 «Агроинженерия».
Программу разработал Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры протокол №_ от « »_ Заведующий кафедрой проф. Белов М. И.
Программа рассмотрена и утверждена на заседании Методической комиссии Факультета ПРИМА протокол №_ от « »_ Председатель комиссии_ проф. Богатырев А. В.
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Факультет заочного обучения: поток 30 эл - 32п/эл Общее количество аудиторных часов _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Форма итогового контроля: защита курсовой работы, экзамен.Структурный анализ механизмов ускорений рычажных механизмов 4 Силы инерции звеньев. Принцип Консультация по курсовому проекту 5 Уравновешивание звеньев и Консультация по курсовому проекту 1. Лачуга Ю.Ф., Воскресенский А.Н., Чернов М.Ю. Теория механизмов и машин. Кинематика, динамика и расчет. – М.: КолосС, 2005.
2. Фролов К.В., Попов С.А., Мусатов А.К. и др. Теория механизмов и механика машин. – М.: Высшая школа, 2001.
3. Горов Э. А., Гайдай С.А., Лушников С.В. Типовой лабораторный практикум по ТММ. – М.: Машиностроение, 1990.
4. Кирсанова В.Н., Сорокин С.В. Кинематическое исследование рычажных механизмов. – МГАУ, 2006.
5. Первова Н.С., Сорокин С.В.Строение механизмов и машин АПК. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008.
6. Сорокин С. В. Методические рекомендации и задания для контроля знаний по структурному анализу механизмов АПК. – МГАУ, 2010.
Ответственный за дисциплину _ доцент Сорокин С.В.
1.1. Как классифицировать оборудование АПК?
1.2. Чем отличается технологическая машина от аппарата?
1.3. Чем отличается технологическая машина от энергетической?
1.4. Чем отличается технологическая машина от транспортной?
1.5. Какие требования предъявляются к оборудованию АПК?
1.6. Приведите примеры технологических и транспортных машин?
1.7. Какие элементы входят в состав технологической машины?
1.8. Для чего служит трансмиссия?
1.9. Для чего предназначены исполнительные механизмы?
1.10. Что такое РУВ?
1.11. Что такое КИП?
1.12. Какие механические параметры измеряют и контролируют?
1.13. Что такое обратная связь?
1.14. Что такое механизм? Звено механизма? Кинематическая пара?
1.15. Какой механизм называется плоским?
1.16. Какие звенья механизма называются входными и выходными?
1.17. Какие кинематические пары называются низшими? Высшими? В чем 1.18. Что такое структурная схема механизма?
1.19. Что такое кинематическая схема механизма?
1.20.Чему равно число степеней свободы тела на плоскости?
1.21. Для чего служит формула Чебышева, приведите пример?
1.22. Какие звенья входят в состав кривошипно-ползунного механизма ?
1.23.Составьте схемы кривошипно-ползунного, шарнирного четырехзвенника и кулисного механизмов?
1.24. Составьте схемы зубчатых и кулачкового механизмов?
1.25. Как связана степень свободы механизма с числом его входных звеньев ?
2. Структура механизмов 2.1. Определить число степеней свободы структурных схем 2.1.1. Рычажная 2.1.2. Рычажная 2.1.3. Рычажная 2.1.4. Рычажная 2.1.5. Зубчато – рычажная 2.1.6. Кулачково – рычажная 2.2.Определить класс заданных механизмов Число степеней свободы тела, не имеющего ограничений в его возможных перемещениях в пространственной системе координат, равно… Варианты ответов: 1) нулю 2) трем 3) шести 4) единице. Число степеней свободы пространственного механизма находят по Какая из кинематических пар является в относительном движении звеньев Варианты ответов: 1) цилиндрическая 2) сферическая Какие виды относительных движений звеньев допускает плоскостная Число степеней свободы в относительном движении звена, входящего в состав сферической кинематической пары, равно… Варианты ответов: Какие кинематические пары являются в относительном движении звеньев двухподвижными ?
Варианты ответов: 1) вращательная и цилиндрическая 2) винтовая и сферическая с пальцем 3) сферическая с пальцем и цилиндрическая 4) винтовая и цилиндрическая.
Задание 3.7.
Какую форму контакта образуют звенья, входящие в состав четырехподвижной кинематической пары ?
Варианты ответов: Определить число степеней свободы заданного манипулятора.
Определить число степеней свободы заданного манипулятора.
Варианты ответов: Задание 3.10.
Определить число степеней свободы заданного манипулятора.
Варианты ответов: Задание 4.1. На схеме представлен кривошипно–ползунный механизм.
Угловая скорость кривошипа и размеры звеньев даны. Построить план скоростей и ускорений в заданном положении (в произвольных На схеме: 1- кривошип; 2- шатун; 3- ползун; 0- корпус (неподвижное Задание 4.2. Определить передаточное отношение от шестерни 1 к водилу Н. Числа зубьев колес передачи заданы:
Задание 4.3. Расшифровать основные элементы прямозубого колеса:
газораспределительного механизма д.в.с. Составьте циклограмму его работы.
Задание 4.5. Обоснуйте необходимость двух противовесов для уравновешивания трех масс, вращающихся на валу в параллельных плоскостях. Центры тяжести масс S1; S2; S3 не находятся на валу.
ЛИТЕРАТУРА
1. Фролов К.В., Попов С.А., Мусатов А.К. Теория механизмов и механика машин. – М.: Высшая школа, 2001.2.Лачуга Ю.Ф. и др. Теория механизмов и машин. Кинематика, динамика и расчет. – М.: КолосС, 2005.
3. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. – М.: Наука, 4. Артоболевский И. И., Эдельштейн Б. В. Сборник задач по теории механизмов и машин. – М.: Наука, 1975.
5.Горов Э. А. и др. Типовой лабораторный практикум по ТММ. – М.:
Машиностроение,1990.
6. Попов С. А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. –М.: Высшая школа, 1986.
1. Лачуга Ю.Ф., Макаров П.М., Харьковская И.П. Расчет маховика.
Методические рекомендации к выполнению курсового проекта по ТММ. – МГАУ, 1997.
2. Лачуга Ю. Ф., Макаров П.М., Насекин И. Н. Расчет зубчатых передач и планетарных механизмов. Методические указания к курсовому проектированию по ТММ. – МГАУ, 1998.
3. Кирсанова В.Н., Сорокин С.В. Кинематическое исследование рычажных механизмов. Методические рекомендации к выполнению курсового проекта по ТММ. – МГАУ, 2006.
4. Первова Н.С., Кирсанова В.Н. Синтез кулачковых механизмов. – МГАУ, 2000.
5. Первова Н.С., Сорокин С.В. Строение механизмов и машин АПК. – МГАУ, 2008.
6. Сорокин С. В. Методические рекомендации и задания для контроля знаний по структурному анализу механизмов АПК. – МГАУ, 2010.
«