10

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний аерокосмічний університет

ім. М.Є.Жуковського

"Харківський авіаційний інститут"

Кафедра 202  Теоретичної механіки, машинознавства та роботомеханічних систем

Затверджую

Декан факультету літакобудування

професор _______ Кобрін В. М.

“______”________________2012 р.

Робоча програма з дисципліни

“ДЕТАЛі МАШИН ТА ОСНОВИ КОНСТРУЮВАННЯ ”

Напрями підготовки бакалаврів:

6.050501 «Прикладна механіка», 6.051101 «Авіа- та ракетобудування», 6.070103 «Обслуговування повітряних суден», 6.070106 «Автомобільний транспорт».

Обсяг дисципліни:

- 5 семестр – 4,5 залікових кредитів (162 годин);

- 6 семестр – 1,5 залікових кредити (54 годин).

Програма розроблена і затверджена на кафедрі теоретичної механіки та машинознавства, протокол № 1 від 30 серпня 2012 р.

Завідувач кафедри, доцент ___________ Павленко В.М.

^{підпис П.І.Б.}

Програма погоджена на випускаючій кафедрі № 102

протокол №_____ від "____"___________ 2012 р.

Завідувач кафедри, професор ___________ Фомічов П.О.

^{підпис П.І.Б.}

Програма погоджена на випускаючій кафедрі № 103

протокол №_____ від "____"___________ 2012 р.

Завідувач кафедри, професор ___________ Гребеніков О.Г.

^{підпис П.І.Б.}

Програма погоджена на випускаючій кафедрі № 104

протокол №_____ від "____"___________ 2012 р.

Завідувач кафедри, професор ___________ Крівцов В.С.

^{підпис П.І.Б.}

Харків 2012

1. Введення

«Деталі машин та основи конструювання»  одна із загально-технічних дисциплін, які становлять основу конструкторської підготовки інженерів-механіків для авіаційної галузі.

1.1. Об’єкт вивчення  деталі та вузли авіаційної техніки та машин загального призначення.

1.2. Предмет вивчення  основи розрахунків і конструювання, критерії працездатності деталей та вузлів машин, засвоєння методів розрахунку різних деталей, знайомство з сучасними методами проектування.

Ці питання розглядаються як на рівні загально-технічної підготовки, так і стосовно особливостей їх використання при проектуванні деталей та вузлів авіаційної техніки.

1.3. Мета навчання — надбання студентами знань та умінь, необхідних при розрахунках та конструюванні деталей та вузлів авіаційної техніки.

В результаті засвоєння курсу «Деталі машин та основи конструювання» студент повинен знати:

класифікацію, призначення, конструкцію, галузі використання, розрахунки на міцність та по іншим критеріям працездатності деталей та вузлів загального призначення з урахуванням особливостей їх використання у складі авіаційної техніки.

Студент повинен навчитися самостійно конструювати деталі та вузли середньої складності, для чого необхідно вміти:

• переходити від схем до конструкцій і навпаки;

• робити розрахунки деталей і вузлів машин;

• підбирати матеріали деталей та стандартні деталі і вузли з довідників;

• створювати деталі та вузли з використанням основних принципів раціонального конструювання;

• оформляти розрахункову та конструкторську документацію у відповідності до діючих стандартів.

Студент повинен мати уявлення:

• про нові схеми та види механічних передач, підшипників та інше;

• про проведення експериментальних досліджень, вимірювання параметрів, які визначають властивості деталей та вузлів і їх робочі характеристики (жорсткість, діючі навантаження, деформації, частоту обертання та ін.) за допомогою сучасних приладів.

Розподіл навчального часу за семестрами та видами навчальних занять

Термін вивчення дисципліни	Загальний обсяг залікові кредити/години	Аудиторних занять, годин	Самостійна робота, годин	Контрольний захід
Семестр 5	4,5/162	77	85	іспит
Семестр 6	1,5/54	18	36	диф. залік
РАЗОМ	6/216	95	121

Структура навчальної програми дисципліни

«Деталі машин та основи конструювання»

Прийняті скорочення: розрахунково-графічна робота – РГР, курсовий проект – КП, лабораторна робота – ЛР, практичне заняття – ПЗ, Деталі машин та основи конструювання – ДМ.

Тема	Лекційних годин	Годин практичних занять		Годин лабораторних занять	Годин самостійної роботи	Вид індивідуальної роботи
1	2	3		4	5	6
Семестр 5
Змістовний модуль 1
1. Вступ до навчальної дисципліни ДМ	1	-		-	-
2. Основні поняття дисципліни ДМ, класифікація машин та приводів	1	-		-	2
3. Критерії працездатності деталей машин	2	-		-	5
4. Передачі гвинт-гайка ковзання	2	2		-	8	РГР на тему «Проектування механізмів з передачею гвинт-гайка»
5. Проектування передач гвинт-гайка ковзання і кочення	2	-		-	5
6. Розрахунок витків різьби на міцність	2	-		-	4
7. Статична міцність різьбових з’єднань	2	-		-	4
8. Розрахунок болтів на міцність при змінних навантаженнях	2	2			3
9. Розрахунок груп болтових з’єднань	1	2		2	2
10. Шпонкові і шліцьові з’єднання	1	-			2
11.Заклепкові з’єднання	2			2	2
12. Зварні з’єднання	2	-		2	2
13. Класифікація передач. Пасові передачі	2
14. Класифікація зубчастих передач	1	-			2
15. Розрахункові та номінальні наванта-ження при розрахунках зубчастих передач	2	-			4
16. Розрахунок прямозубчастих передач на контактну та згибну міцність	3	4			4
РАЗОМ	28	10		6	49
Змістовний модуль 2
17. Особливості розрахунку на міцність косозубчастих і конічних передач	3	2	-		4
18. Матеріали та допустимі напруження для зубчастих передач. ККД передач	2	-	4		4
19. Хвильові зубчасті передачі	3	-	-		2
20. Черв’ячні передачі	2	-	-		4
21. Розрахунок валів і осей на витривалість	2	-			4
22. Розрахунок валів на жорсткість і коливання	1	-	2		2
23. Конструкції і розрахунок підшипників кочення	3	2	2		6
24. Підшипники ковзання “сухого” та напіврідинного тертя	1	-	-		2
25. Підшипники ковзання рідинного тертя	2	-	-		4
26. Основні типи механічних муфт	2	-	-		4
РАЗОМ	21	4	8		36
За 5 семестр	49	14	14		85

Семестр 6
Змістовний модуль 3
27. Кінематичний розрахунок механізму авіаційної техніки	-	1	-	2	Курсовий проект «Проектування механізмів авіаційної техніки»
28. Оптимізаційне проектування механічних передач. Розрахунки підшипників і валів. Розробка ескізного проекту	-	6	-	10
29. Розробка конструкції редуктора	-	2	-	6
РАЗОМ	-	9	-	18
Змістовний модуль 4
30. Розробка конструкції редуктора. Розрахунок болтів кріплення редуктора. Розробка системи змащування редуктора або механізму	-	6	-	10	Курсовий проект «Проектування механізмів авіаційної техніки»
31. Розробка робочих креслень 3-х деталей, а також розробка загального виду	-	2	-	4
32. Оформлення комплекту документів згідно з вимогами ЕСКД	-	1	-	4
РАЗОМ	-	9	-	18
За 6 семестр		18		36
Всього за 2 семестри	49	32	14	121

Робоча програма навчальної дисципліни

Змістовний модуль № 1

Лекційні заняття

Лекція1. Роль машинобудування в економіці та розвитку держави. Короткі відомості з історії розвитку машинобудування, авіаційної та космічної техніки.

Проблема і структура курсу. Взаємозв’язок проектування та конструювання. Основні положення, які використовуються при розрахунках і конструюванні авіаційної техніки. Основні поняття курсу, класифікація приводів, машин, деталей та вузлів.

Лекції 2. Критерії працездатності деталей авіаційної техніки. Матеріали для деталей загального та спеціального призначення. Навантаження в машинах. Міцність при постійних напруженнях. Міцність при змінних напруженнях. Поняття про жорсткість, вібростійкість, теплостійкість, корозію та спрацювання в машинах.

Лекція 3. Різьбові з’єднання

Загальні відомості. Призначення різьбових з’єднань. Типи різьб. Розподіл зусиль між витками пари "гвинт-гайка". Види руйнування елементів різьбових з’єднань.

Лекція 4. Розрахунок болтів, навантажених силами, що відривають, при умові не розкриття стику.

Лекція 5. Статична та динамічна міцність різьбових з’єднань. Основні розрахункові випадки. Засоби підвищення міцності різьбових з’єднань авіаційних виробів.

Лекція 6. Особливості розрахунку групових різьбових з’єднань авіаційної техніки.

Лекція 7. Шпонкові і шліцьові з’єднання. Типи та основи розрахунків. Види центрування і посадки.

Лекція 8. Нероз’ємні з’єднання. Використання нероз’ємних з’єднань в авіаційної техніці. Види зварних швів. Концентрація напружень в зварних швах та методи підвищення їх міцності. Розрахунок з’єднань, навантажених силою та моментом.

Лекція 9. Заклепкові з’єднання. Типи і класифікація. Розподіл зусиль між заклепками. Розрахунок поодиноких заклепок та групових зрізних заклепкових з’єднань. Порівняльна оцінка зварних та заклепкових з’єднань по міцності і масі.

Лекція 10. Передаточні механізми, їх призначення, класифікація та структура приводу в машинобудуванні та авіаційної техніці. Призначення та розрахунок передач «гвинт-гайка» з тертям ковзання та кочення. Передачі «гвинт-гайка» в механізмах управління літаком та технологічному устаткуванні.

Лекція 11.Пасові передачі. Класифікація, призначення, галузі використання пасових передач. Характер роботи пасів та види пошкодження. Основи розрахунку.

Зубчасті передачі.

Класифікація, призначення, галузі використання зубчастих передач. Характер роботи зубців та види пошкодження.

Лекція 12. Точність передач. Сили, які діють у зачепленні різних типів зубчастих передач. Розрахункові навантаження на зубці.

Лекція 13. Розрахунок на контактну міцність.

Лекція 14. Розрахунок зубчастих передач на згин. Особливості розрахунків зубчастих передач при нестаціонарних навантаженнях.

Практичні заняття

1. Визначення розмірів болтів у груповому болтовому з’єднанні – 2 год.

2. Розрахунок попередньо затягнутого болтового з’єднання  2 год.

2. Проектування передачі «гвинт-гайка» – 2 год.

3. Розрахунок зубчастих коліс редукторів – 4 год.

Лабораторні заняття

Лабораторна робота № 1  2 год. Визначення зусиль у груповому болтовому з’єднанні .

Лабораторна робота № 2  2 год. Вивчення розподілу зусиль в заклепковому з’єднанні.

Лабораторна робота №3  2 год. Експериментальне дослідження зусиль у фланговому зварному шві.

Індивідуальна робота

Виконання індивідуальної розрахунково-графічної роботи на тему: «Проектування механізмів з передачею гвинт-гайка».

Змістовний модуль № 2

Лекція 15. Матеріали зубчастих коліс, термічне та хіміко-термічне зміцнення зубців. Допустимі напруження при розрахунках на контактну та згибну витривалість при перевантаженнях.

Лекція 16. Особливості розрахунків косозубих та конічних передач, особливості розрахунків швидкісних авіаційних зубчастих передач.

Лекція 17. Хвильові передачі. Устрій та принцип дії. Позитивні якості та недоліки. Типи генераторів хвиль. Критерії працездатності та матеріали для передач. Проектувальний та перевірочний розрахунки. Галузі використання хвильових зубчастих передач.

Лекція 18. Черв’ячні передачі. Класифікація, призначення, галузі використання. Принципи роботи черв’ячної передачі. Види пошкоджень. ККД. Складові зусиль в зачепленні. Критерії працездатності і розрахунки передач. Матеріали та допустимі напруження.

Лекція 19. Вали та вісі.

Призначення та характер роботи. Проектувальний та перевірочний розрахунки міцності валів та осей.

Лекція 20. Розрахунки на жорсткість і коливання. Матеріали і конструкція валів і осей. Конструктивні та технологічні заходи щодо підвищення витривалості валів та осей. Особливості конструкції валів авіаційної техніки. Гнучкі вали.

Лекція 21. Підшипники кочення.

Галузі використання. Класифікація та конструкція підшипників. Точність, кінематика, втрати на тертя. Види пошкоджень. Матеріали.

Лекція 22. Вибір підшипників по статичній і динамічній вантажопідйомності. Швидкохідність підшипників кочення. Конструкції підшипникових вузлів авіаційної техніки.

Лекція 23. Підшипники ковзання.

Галузі використання та конструкція. Матеріали. Підшипники ковзання граничного та рідинного тертя та основи їх розрахунку.

Лекція 24. Гідродинамічні та гідростатичні підшипники. Розрахунки характеристик підшипників рідинного тертя.

Лекція 25. Муфти. Призначення та класифікація муфт. Глухі, пружні та компенсуючи муфти. Керовані та самокеровані муфти. Запобіжні муфти. Характеристики муфт та основи їх розрахунків. Робота муфт у складі трансмісій літальних апаратів.

Практичні заняття

1. Розрахунок і конструювання зубчастих коліс редукторів – 2 год.

2. Розрахунок і конструювання підшипникових вузлів – 2 год.

Лабораторні заняття

Лабораторна робота № 1 2 год. Визначення ККД зубчастої передачі.

Лабораторна робота № 2  2 год. Визначення ККД планетарного редуктора.

Лабораторна робота № 3  2 год. Вивчення конструкції та умовних позначень підшипників кочення.

Лабораторна робота № 4  2 год. Визначення критичних обертів вала.

Змістовний модуль № 3

Практичні заняття

1. Кінематичний розрахунок механізму  1 год.

2. Силовий аналіз планетарних та диференціальних редукторів. Визначення розподілу моментів та потоків потужності – 1 год.

3. Особливості розрахунку багатоступінних редукторів, підбір чисел зубців планетарних механізмів – 1 год.

4. Розрахунок зубчатих передач механізму, що проектується  2 год.

5. Попередній підбір підшипників і розрахунок валів  1 год.

6. Розробка конструкції зубчатих коліс та опорних вузлів редуктора  1 год.

7. Розробка конструкції корпусу редуктора  1 год.

8. Розробка вузлів кріплення механізму – 1 год.

Індивідуальна робота

1. Виконання курсового проекту за затвердженою на кафедрі тематикою.

Змістовний модуль № 4

Практичні заняття

1. Перевірочний розрахунок підшипників кочення  1 год.

2. Перевірочний розрахунок валів – 1 год.

3. Розрахунок болтів кріплення кришок та редуктора  1 год.

4. Остаточна розробка конструкції редуктора  1 год.

5. Розробка технічного проекту та креслення редуктора – 1 год.

6. Розробка робочих креслень трьох деталей редуктора  2 год.

7. Розробка креслення прив’язки – 1 год.

8. Підготовка технічної документації до проекту – 1 год.

Індивідуальна робота

2. Виконання курсового проекту за затвердженою на кафедрі тематикою.