Название: Основы проектирования и конструирования - Программа курса (В.Ф. Чешев)

Жанр: Информатика

Просмотров: 1226


2. содержание дисциплины «основы проектирования и конструирования»

Объем – 220 ч (4-й семестр)

2.1. Введение

История развития российского и зарубежного машиностроения. Вклад в развитие машиностроения ученых НГТУ. Основные задачи курса. Связь курса с общетеоретическими и специальными дисциплинами. Терминология дисциплины: деталь, узел, сборочная единица, машина, соединение, передача.

2.2. Структура механизмов

Звенья механизмов. Кинематические пары и их элементы. Классификация кинематических пар. Структурные группы. Кинематические цепи. Структурная формула плоской кинематической цепи. Понятия механизма и машины. Классификация механизмов.

2.3. Кинематика механизмов

Основные задачи и методы кинематического исследования механизмов. Шарнирно-рычажные механизмы. План положений механизма. Плоско-параллельное движение твердого тела. Скорости и ускорения точек твердого тела при плоско-параллельном движении. План скоростей механизма и его свойства. План ускорений механизма и его свойства. Кинематический анализ механизмов аналитическим методом.

2.4. Динамика и кинетостатика механизмов

Стадии движения механизма. Классификация сил, действующих на механизм. Задачи силового расчета механизма. Метод кинетостатики механизмов. Определение сил инерции звеньев механизма. Условие статической определенности кинематической цепи. Кинетостатический расчет плоского механизма с низшими кинематическими парами.

2.5. Основы учения о прочности

2.5.1. Введение

Основные понятия и допущения учения о прочности. Задачи учения о прочности. Объекты, изучаемые в курсе. Понятия о прочности, жесткости и устойчивости элемента конструкции. Внешние и внутренние силы. Условия равновесия абсолютно твердого тела при действии плоской и пространственной систем сил. Связи и реакции связей. Определение реакций связей. Статическая неопределенность при определении реакций связей. Определение внутренних усилий в сечении стержня. Виды напряжений.

2.5.2. Растяжение и сжатие

Закон Гука при растяжении. Определение опасных сечений при растяжении-сжатии (построение эпюр продольных сил, напряжений). Перемещения при растяжении-сжатии. Построение эпюр перемещений. Экспериментальное изучение механических свойств материалов. Основные механические характеристики материала. Явление наклепа. Допускаемые напряжения. Три типа задач. Расчет статически неопределимых систем при растяжении.

2.5.3. Сдвиг (срез)

Чистый сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Примеры практического расчета при сдвиге: расчет заклепочных и сварных соединений.

2.5.4. Кручение

Кручение прямого бруса круглого поперечного сечения. Напряжения и деформации при кручении. Построение эпюр при кручении. Три типа задач. Геометрические характеристики сечений при кручении. Расчет статически неопределимых систем при кручении.

2.5.5. Изгиб

Понятия о чистом и поперечном изгибе. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные и касательные напряжения при изгибе. Геометрические характеристики сечений при изгибе. Три типа задач. Деформации при изгибе. Дифференциальное уравнение упругой линии. Универсальное уравнение изогнутой оси балки.

2.5.6. Сложное напряженное состояние

Основное понятие о сложном напряженном состоянии. Теории предельных напряженных состояний. Третья и четвертая теории прочности.

2.5.7. Повторно-переменные напряжения

Циклические напряжения и усталость материала. Основные параметры цикла: максимальное, минимальное, среднее, амплитудное напряжения. Коэффициент асимметрии цикла. Диаграмма предельных напряжений. Предел выносливости. Расчет на прочность при переменных напряжениях.

2.5.8. Устойчивость сжатых стержней

Устойчивые и неустойчивые формы равновесия. Формула Эйлера для критической силы. Критическое напряжение. Гибкость стержня. Влияние на устойчивость способа закрепления стержня. Пределы применимости формул Эйлера и Ясинского. Практический расчет сжатых стержней на устойчивость.

2.6. Основы конструирования механических передач

2.6.1. Этапы проектирования новой техники

Основные принципы конструирования машин. Требования, предъявляемые к деталям машин.

2.6.2. Механические передачи

2.6.2.1. Краткий обзор механических передач и их классификация. Основные виды зубчатых передач и их классификация. Геометрические элементы зубчатого зацепления. Основные механические характеристики и кинематика зубчатых передач. Основной закон эвольвентного зацепления. Понятие о коррегировании зубчатого зацепления.

2.6.2.2. Критерии работоспособности зубчатых передач. Расчет допускаемых контактных и изгибных напряжений

2.6.2.3. Цилиндрические передачи

Основные понятия и определения, область применения. Материалы зубчатых колес. Точность зубчатых передач и ее влияние на кинематику и прочность. Силы, действующие в прямозубой передаче.

Расчет допускаемых контактных напряжений при постоянном режиме нагрузки. Расчет допускаемых контактных напряжений при переменном режиме нагрузки. Расчет допускаемых изгибных напряжений. Определение максимальных допускаемых напряжений при перегрузках.

Расчет прямозубых цилиндрических передач по контактным напряжениям. Расчет прямозубых цилиндрических передач по напряжениям изгиба.

2.6.2.4. Косозубые цилиндрические передачи

Силы, действующие в зацеплении. Особенности расчета и проектирования косозубых передач.

2.6.2.5. Червячные передачи

Особенности геометрии червячных передач. Кинематика червячных передач. Силы, действующие в зацеплении. Основы расчета и проектирования червячных передач. Расчет червячных передач на жесткость.

2.6.2.6. Краткий обзор других видов передач: планетарные передачи, волновые передачи, фрикционные передачи, ременные, цепные. Конструкции, принцип действия, достоинства и недостатки.

2.7. Детали механических передач

2.7.1. Валы и оси. Основные определения и классификация валов и осей. Расчет и конструирование валов и осей.

2.7.2. Подшипники качения. Устройство подшипников качения и их классификация. Подбор и проверка подшипников качения. Конструирование подшипниковых узлов.

2.8. Соединение деталей

2.8.1. Резьбовые соединения. Виды резьб. Детали резьбовых соединений. Расчет резьбовых соединений. Устройства против самоотвинчивания резьбовых соединений.

2.8.2. Шпоночные, шлицевые, штифтовые, клеммовые соединения: их особенности и расчет.

2.8.3. Неразъемные соединения: классификация и общие требования при проектировании неразъемных соединений.

2.9. Муфты

Общие понятия и классификация.