Передмова

Ч45

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Д о д а т к о в а

О с н о в н а

1. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача.-М. Энергия, 1984.-416с.

2. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.- М.: Энергия, 1977.-342с.

3. Краснощеков Е.А, Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче.- М.: Энергия, 1980.-180с.

4. Телегин А.С. и др. Тепло-массоперенос.- М.: Металлургия, 1995.-400с.

5. Лыков А.В. Теория теплопроводности.- Высшая школа, 1967.

6. Авчухов В.В., Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломасообмена: М.: Энергоатомиздат, 1986-144с.

Конспект лекцій по дисципліні «Тепломасообмін» для студентів спеціальності 6.050601 – ”Теплоенергетика” денної і заочної форм навчання з напряму 0905-Енергетика

Укладач: професор, доктор технічних наук Яловий Микола Іванович

Підписано до друку _____________2012р. Формат 60*84 1/16

Обсяг ___________д.а. Тираж ________екз. Замовлення № ________

Безкоштовно. Ротапринт ДДТУ.

51918, м. Дніпродзержинськ,

вул. Дніпробудівська 2а

Кредитно-модульна система організації навчального процесу

Для студентів напряму підготовки

0902 „Інженерна механіка”

Рівне 2006

УДК 621.01 (073)

ББК 34.4 я 7-6

Рекомендовано вченою радою Національного університету водоного господарства та природокористування. Протокол № 5 від 26 травня 2006 р.

Рецензенти:

С.В.Кравець, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри будівельних, дорожніх, меліоративних машин і обладнання НУВГП;

М.М.Марчук, кандидат технічних наук, професор, завідувач кафедри автомобілів, автомобільного господарства і технології металів НУВГП.

Червоний Б.І.

Ч 45 Теорія механізмів і машин: Інтерактивний комплекс навчально-

методичного забезпечення – Рівне: НУВГП, 2006. - 160 с.

Навчально-методичний комплекс містить типову програму, вказівки щодо вивчення окремих тем, плани практичних занять відомості про лабораторні заняття, модулі перевірки знань, тренінгову тестову програму, контрольні вправи, рекомендації щодо самостійної роботи, завдання та порядок виконання курсового проекту, термінологічний словник, список рекомендованої літератури. Комплекс може бути корисним при вивченні дисципліни в умовах кредитно-модульної організації навчального процесу студентами напряму підготовки 0902 „Інженерна механіка” механічних спеціальностей вищих навчальних закладів.

УДК 621.01

ББК 34.4 я 7-6

© Б.І.Червоний, 2006

© НУВГП, 2006

Приєднання України до Болонського процесу передбачає впровадження

кредитно – модульної системи організації навчального процесу (КМСОНП),

яка є українським варіантом ЕСТS.

Для завершення економічних реформ в країні, інтеграції української

економіки в СОТ необхідні глибокі знання в галузі машинознавства для проек-

тування і випуску конкурентноспроможної продукції машинобудування: авто-

мобілебудування, технологічного обладнання автотранспортних підприємств

та хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів. Основу таких

знань дає теорія механізмів і машин.

Опис предмета навчальної дисципліни

Денна форма навчання

Курс: підготовка бакалаврів, підвищення кваліфікації, після-дипломна освіта	Напрям, спеціальність, освтньо -кваліфікаційний рівень	Характеристика навчальної дисципліни
Кількість кредитів, відповідних ЕСТS – 5,25	Напрям 0902„Інженерна механіка”	Обов’язкова Нормативна
Модулів –5, курсовий проект	Спеціальності: 6.090200 „Автомобілі та автомобільне господарство” 6.090200 „Обладнання хімічних виробництв і підприємств будіве- льних матеріалів”	Рік підготовки:2-й і 3-й, Семестри:4-й і 5-й.
Змістових модулів -3	Лекції –30 год. Практичні – 22 год. Лабораторні –16 год.
Загальна кількість годин- 189
Самостійна та індивідуальна робота – 121 год.
Тижневих годин: аудиторних – 4 СРС – 5	Освітньо- кваліфікований рівень: Бакалавр Термін навчання – 4 роки	Курсовий проект: „Синтез та аналіз заданих механізмів” – 24 год. Самостійна робота – згідно завдання - 97 год Вид контролю:іспит в 4 сем., захист КП в 5 сем.

Примітка: співвідношення кількості годин аудиторних занять та самостійної і індивідуальної роботи становить 36% до 64%.

Заочна форма навчання

Кількість кредитів, відповідних ЕСТS – 5,0	Напрям 0902„Інженерна механіка”	Обов’язкова Нормативна
Модулів –5, курсовий проект	Спеціальності: 6.090200 „Автомобілі та автомобільне господарство” 6.090200 „Обладнання хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів”	Рік підготовки: 3-й, Семестри:5-й і 6-й.
Змістових модулів -3	Лекції –12 год. Практичні – 6 год. Лабораторні –4 год.
Загальна кількість годин- 189
Самостійна робота та індивідуальна – 167 год.
	Освітньо- кваліфікований рівень: Бакалавр	Курсовий проект: „Синтез та аналіз заданих механізмів” – 24 год. Самостійна робота – згідно завдання - 143 год Вид контролю: Захист КП в 6 сем. Іспит в 6 сем.

Примітка: співвідношення кількості годин аудиторних занять та самостійної і індивідуальної роботи становить 12% до 88%.

Навчання за інтегрованими планами

Кількість кредитів, відповідних ЕСТS – 5,25	Напрям 0902„Інженерна механіка”	Обов’язкова Нормативна
Модулів –5, курсовий проект	Спеціальності: 6.090200 „Автомобілі та автомобільне господарство” 6.090200 „Обладнання хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів”	Рік підготовки: 2-й,
Змістових модулів -3	Обсяг вивчення дисципліни, розподіл аудиторних занять та СРС і ІРС, форма контролю знань регулюється індивідуальним планом. Курсовий проект:„Синтез та аналіз заданих механізмів” Вид контролю: Захист КП, іспит.
Загальна кількість годин- 189
	Освітньо- кваліфікований рівень: Бакалавр

Примітка: співвідношення кількості годин аудиторних занять становить не менше 35%.

Метою вивчення навчальної дисципліни ТММ є формування у майбут-

ніх фахівців знань сучасних методів синтезу та аналізу важільних, кулачкових

і зубчастих механізмів, вивчення руху механізмів під дією заданих сил і його

регулюванням методів зрівноважування та віброзахисту механізмів і машин.

Основним завданням навчальної дисципліни є:

Навчити студентів застосувати загальні методи дослідження і проектува-

ння механізмів для вдосконалення існуючих і створення нових надійних і

економічних механізмів і машин, які застосовуються в технологічному облад-

нанні для технічного обслуговуванні і ремонту автомобілів та обладнанні

хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів.

В результаті вивчення дисципліни студенти повинні:

- знати основні види механізмів і їх кінематичні та динамічні властивості,

принципи роботи окремих механізмів і їх взаємодії в машині;

- вміти визначити раціональні параметри механізмів і машин з використан-

ням сучасних ЕОМ; проектувати окремі важільні, кулачкові та зубчасті ме-

ханізми.

Знання курсу ТММ дозволяє студентам приступити до вивчення спеціа-льних дисциплін.

Навчальна програма розрахована на студентів, які навчаються за освіт-

ньо-кваліфікованими програмами підготовки бакалаврів, а також для слуха-

чів факультетів підвищення кваліфікації, інститутів післядипломної освіти.

Програма побудована за вимогами КМСОНП та узгоджена з орієнтов-

ною структурою змісту навчальної дисципліни, рекомендованою Європейсь-

кою Кредитно- Трансферною системою (ЕСТS).

Розподіл балів, що присвоюються студентам при поточному та підсум-

ковому тестуванні (іспит)

Модуль 1: поточне тестуваня	Модуль 2: СРС	Модуль 3: Підсум - ковий контрол	Сума
Змістовий модуль 1	Змістовий модуль 2	Змістовий модуль 3
Т1	Т2	Т3	Т4	Т5	Т6	Т7	Т8	ЗМ	ЗМ	ЗМ

Розподіл балів, що присвоюються студентам при виконанні індивідуа-

льної роботи (поточне тестування) та захисті курсового проекту (підсумкове

тестування)

Модуль 4: поточне тестуваня	Модуль 5: Підсумковий контроль (захист проекту)	Сума
М1	М2	М3	М4	М5	М6

Оцінка виставляється на основі шкали узгодження національної систе-

ми оцінювання знань студентів з рекомендаціями ЄКТС (ЕСТS).

Шкала узгодження національної системи КМСОНП з ECTS.

За шкалою ЕСТS	За національною шкалою	За шкалою КМСОНП
А	5 (відмінно)	90 – 100
В	4 (дуже добре)	85 – 89
С	4 (добре)	75 – 84
Д	3 (задовільно)	70 – 74
Е	3 (достатньо)	60 – 69
FX	2 (незадовільно) з можливістю повторного складання	35 – 59
F	2 (погано) з обов’язковим повторним курсом	1 – 34

Поточний контроль знань студентів проводиться: на практичних занят-

тях за допомогою спеціально розроблених карток з окремих тем; на лабора-

торних заняттях – шляхом захисту лабораторних робіт; на консультаціях –

індивідуальним захистом самостійних робіт.

Підсумковий контроль знань студентів денної форми навчання прово-

диться в кінці 4 семестру шляхом складання іспиту, а в 5 семестрі – публіч-

ним захистом курсового проекту. Студенти заочної форми навчання захи-

щають курсовий проект і складають іспит в 6 семестрі.

До іспиту допускається студент, який за підсумками поточного контро-

лю набрав не менше 30 балів. Студент допускається до захисту курсового проекту, якщо за підсумками поточного контролю набрав не менше 25 балів.

При розробці інтерактивного комплаксу використанно такі ключові терміни та поняття.

ЕСТS (European Credit Transfer System) – європейська кредитно – трансферна та акумулююча система.

Кредитно-модульна система організації навчального процесу – модель організації навчального процесу, яка грунтується на поєднанні модульних технологій навчання та залікових освітніх одиниць (залікових кредитів).

Механізм – система твердих тіл, рухомо з’єднаних між собою, яка призначена для перетворення рухів і сил одного чи кількох тіл у потрібні рухи і сили інших тіл.

Машина – це будова, що виконує механічні рухи для перетворення енергії, матеріалів та інформації, щоб полегшити працю людини.

Ланка – деталь, або жорстке з’єднання декількох деталей, що несе елементи кінематичних пар.

Кінематична пара – місце рухомого з’єднання двох ланок.

Вхідна (ведуча) ланка – ланка, закон руху і сили якій задається.

Вихідна (ведена) ланка – ланка, від якої отримується потрібні рухи і сили для робочого органу.

Група Ассура – кінематичний ланцюг з нульовою ступінню вільності.

Кулачок – ланка, яка має змінну кривизну поверхні і надає рух штовха- чу.

Зубчастий механізм – механізм призначений для передавання обертового руху від одного вала до іншого за допомогою зубчастих коліс.

Передаточне відношення – це відношення кутових швидкостей першого колеса до другого, або відповідно чисел зубів другого колеса до першого.

Модуль – число міліметрів діаметра ділильного кола, що припадає на один зуб.

Черв’ячна передача – один з елементів передачі має форму багатовиткового гвинта або черв’яка.

Планетарний механізм – зубчастий механізм, у якого геометричні осі одного чи декількох коліс переміщуються у просторі.

Диференціальний механізм – планетарний механізм з ступінню вільності два і більше.

Сила – це дія навколишнього середовища на тіло, яка прагне змінити його стан спокою, або руху.

Сила зведена – сила, що замінює дію всіх сил і моментів в механізмі із умови рівності миттєвих потужностей сили зведеної і всіх сил і моментів, що зводяться.

Маса зведена – умовна маса, яка будучи зосереджена в точці зведення має кінетичну енергію, що дорівнює сумі кінетичних енергій всіх ланок механізму.

Маховик – це колесо з масивним ободом, призначене для регулювання в заданих межах періодичних коливань кутової швидкості ведучої ланки механізму при усталеному русі.

Балансування статичне – наближення (суміщення) центру маси тіла до його осі обертання.

1. ТИПОВА ПРОГРАМА НОРМАТИВНОЇ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ „ТЕОРІЯ МЕХАНІЗМІВ І МАШИН”

1.1. Тематичний план та розподіл навчального часу

Відповідно до „Освітньо-професійної програми підготовки бакалавра, спеціаліста і магістра напряму 0902 „Інженерна механіка”, чиної від 06.06.2002 року на вивчення навчальної дисципліни „Теорія механізмів і машин” передбаченно 189 годин (5,25 кредити). Приймаючи до уваги зменшення аудиторного навантаження студентів і збільшення обсягу самостійної роботи під керівництвом викладача тематичний план та розподіл навчального часу для денної та заочної форм навчання має такий вигляд

(табл.1.1).

Таблиця 1.1

Тематичний план та розподіл навчального часу

Назви тем змістових модулів	Кількість годин
Лекції	Прак- тичні заняття	Лаборато- рні занят- тя	Самост. та індив. робота	Разом
1	2	3	4	5	6
Змістовий модуль 1. Структура та кінематика механізмів.	10/4	8/2	4/0	34/50
Тема 1. Структурна будова та класифі- кація механізмів.	4/1	2/1	2/0	10/16	18
Тема 2. Синтез важільних механізмів	2/1	2/0		8/11
Тема 3. Кінематичний аналіз механіз- мів.	4/2	4/1	2/0	16/21	24
Змістовий модуль 2. Аналіз та син- тез механізмів перадач.	8/4	6/2	6/2	42/54
Тема 4. Кулачкові механізми	2/1	2/1	2/1	18/21	24
Тема 5. Зубчасті механізми	6/3	4/1	4/1	24/33
Змістовий модуль 3. Динамічний аналіз механізмів.	12/4	8/2	6/2	45/63
Тема 6. Сили, що діють в механізмах	4/2	4/1	2/1	18/24
Тема 7. Рух та регулювання руху механізмів.	6/1	4/1	2/1	17/26
Тема 8. Зрівноважування і віброза- хист машин.	2/1			10/13

Всього годин: 30/12 22/6 16/4 121/167 189

Примітка. Кількість годин: чисельник – денна форма навчання; знаменик – заочна форма.

1.2. Програмний матеріал блоків змістових модулів

Змістовий модуль 1. Структура та кінематика механізмів

Тема 1. Структурна будова та класифікація механізмів

Машинобудування – провідна галузь народного господарства України.

Основні проблеми дисципліни. Історія розвитку. Загальні визначення: машина,

механізм. Види машин і механізмів. Компоненти механізму. Структурна будо-

ва механізмів. Кінематичні пари та їх класифікація. Кінематичні ланцюги та їх

класифікація. Структурні формули кінематичних ланцюгів. Сімейства механіз-

мів. Принципи утворення механізмів.Групи Ассура та їх класифікація. Класи-

фікація механізмів. Послідовність структурного аналізу. Зайві ступені вільнос-

ті та пасивні умови зв’язку. Замінюючи механізми.

Тема 2. Синтез важільних механізмів

Задачі та методи синтезу механізмів. Синтез кривошипно-повзунного

механізму. Три задачі синтезу. Побудова кола Аполонія. Синтез кривошипно-

коромислового механізму. Синтез кулісного механізму. Техніка безпеки при

експлуатації важільних механізмів.

Тема 3. Кінематичний аналіз механізмів

Кінематичний аналіз методом діаграм. Основні задачі і методи. Функції

переміщення вхідних ланок. Визначення положень ланок та траєкторій, що описують характерні точки ланок. Кінематичні діаграми. Масштаби діаграм.

Кінематичний аналіз методом планів. Визначення швидкостей та прискорень

окремих точок груп Ассура. Плани швидкостей та прискорень важільних меха-

нізмів. Визначення лінійних швидкостей та прискорень заданих точок ланок

механізму та кутових швидкостей і прискорень ланок. Техніка безпеки при

експлуатації важільних механізмів.

Змістовий модуль 2. Аналіз та синтез механізмів передач

Тема 4. Кулачкові механізми

Аналіз кулачкових механізмів. Загальні відомості. Види кулачкових ме-

ханізмів. Закони руху веденої ланки. Фазові кути. Кінематичний аналіз кулач-

кових механізмів методом діаграм та планів. Синтез кулачкових механізмів.

Кінематичний синтез кулачкових механізмів з роликовим та тарілчастим штов-

хачами. Кут тиску та кут передавання руху. Динамічний синтез кулачкових ме-

ханізмів: визначення початкового радіуса профіля кулачка для кулачкових ме-

ханізмів з роликовим та тарілчастим штовхачами. Техніка безпеки при експ-

луатації кулачкових механізмів.

Тема 5. Зубчасті механізми

Плоскі зубчасті механізми. Типи зубчастих механізмів. Передаточні від-

ношення. Основна теорема зачеплення. Евольвента кола та її властивості. Основні розміри циліндричних зубчастих коліс. Геометрія евольвентного за-

чеплення. Косозубі циліндричні колеса. Основні параметри. Просторові зуб-

часті механізми. Конічні зубчасті колеса. Основні параметри. Гвинтові зубчас-

ті колеса. Черв’ячна передача. Основні параметри. Кінематика. Поняття про

нові види зубчастого зачеплення.

Складні зубчасті механізми. Передаточні відношення складних зубчас-

тих передач з нерухомими осями. Зубчасті механізми з рухомими осями – ди-

ференціально – планетарні механізми. Кінематика. Визначення передаточних

відношень планетарних передач графічним методом. Поняття про хвильову

передачу.

Синтез планетарних передач. Умови проектування планетарних механіз-

мів. Методи нарізання зубів зубчастих коліс. Підрізування зубів. Найменше

число зубів колеса. Виправлення (коригування) зубчастих коліс. Техніка без-

пеки при виготовлені зубчастих коліс та експлуатації зубчастих механізмів.

Змістовий модуль 3. Динамічний аналіз механізмів

Тема 6. Сили, що діють в механізмах

Вступ до динамічного аналізу. Основні задачі. Механічні характеристи-

ки машин. Режими руху механізмів. Сили інерції в механізмах. Сили тертя

в механізмах. Тертя в поступальних кінематичних парах. Види тертя. Тертя

ковзання сухих тіл. Тертя в поступальній парі на похилій площині. Тертя в

клинчастому і циліндричному жолобі. Тертя в гвинтовій парі. Тертя в оберта-

льних парах: цапфі, п’яті. Тертя гнучкої ланки по нерухомому барабану. Тер-

тя кочення. Поняття про фрикційні механізми. Коефіцієнти корисної дії меха-

нізмів і машин.

Визначення сил, що діють в кінематичних парах. Кінетостатичний аналіз

механізмів. Основні завдання. Умова статичної визначеності кінематичного

ланцюга. Силовий розрахунок плоских механізмів на прикладі груп Ассура II

класу II порядку 1,2 та 3 видів. Кінетостатика механізму I класу.

Тема 7. Рух та регулювання руху механізмів

Рух механізмів під дією заданих сил. Основні відомості. Зведені сили і

моменти. Теорема М.Є. Жуковського. Зведена маса і зведений динамічний мо-

мент інерції механізму. Рівняння руху машини.

Регулювання руху механізмів. Нерівномірність руху механізмів. Середня

швидкість руху. Коефіцієнт нерівномірності руху.

Визначення динамічного моменту інерції маховика. Геометричні розміри

маховика.

Тема 8. Зрівноважування і віброзахист машин

Загальні відомості. Зрівноважування обертових тіл. Зрівноважування механізмів. Статичне і динамічне балансування обертових тіл. Вітрозахист машин. Техніка безпеки при балансуванні тіл обертання.

2. МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ВИВЧЕННЯ ОКРЕМИХ МОДУЛІВ ТА ТЕМ ДИСЦИПЛІНИ

Змістовий модуль 1. Структура та кінематика механізмів.

Тема 1. Структурна будова та класифікація механізмів.

1.1. Машинобудування — провідна галузь народного господарства України.

Машинобудування - провідна галузь сучасної техніки і народного господарства України в цілому. Як би не називали наш технічний вік - віком космосу, електроніки чи віком атому - основою технічного прогресу була і залишається машина. Окремі деталі машин відомі з глибокої давнини. До самих перших, як відомо, відносяться важіль і клин, а також колесо, яке було відомо більш як 4000 літ тому. В давнину, при будівництві храмів і пірамід використовувався блок.

Сучасні машини забезпечують багаторазове підвищення продуктивності праці людини. В той час, коли людина може розвивати потужність приблизно 0,1 кВт, сучасні електричні генератори будують потужністю більше 1 млн. кВт. Підшипники кочення випускаються масою від 0,04 г до кількох тонн, частота обертання яких може сягати до 300 тис. об/хв. Експлуатаційна швидкість неземного транспорту сягає 300 км/год, а повітряного - більше швидкості звуку. Автомобілі будують вантажопідйомністю більше 100-120 т., підйомні крани - до 650 т.

1.2. Основні проблеми дисципліни ТММ, її розділи і місце серед інших дисциплін. Історія розвитку.

Створення нових, більш досконалих механізмів і машин вимагає розвитку існуючих і розробки нових інженерних методів аналізу / дослідження / і синтезу / проектування, створення / їх. У вирішенні цих задач важлива роль належить теорії механізмів і машин / ТММ /.

ТММ - це наука про загальні дослідження механізмів і машин та про наукові основи їх проектування.

Місце ТММ серед інших дисциплін показано на рис 1.1

Дата добавления: 2014-01-04