Раздел 2. Проектирование механизмов

2.1. Методы синтеза механизмов с высшими парами. Основные понятия и определения. Основная теорема зацепления. Скорость скольжения сопряженных профилей. Угол давления при передаче движения высшей парой. Графические методы синтеза сопряженных профилей. Дифференциальная форма основного уравнения зацепления профилей. Производящие поверхности.

2.2. Механизмы приводов машин. Основные понятия и определения. Строение и классификация зубчатых механизмов. Рядовые зубчатые механизмы и механизмы со ступенчато изменяющимися передаточными отношениями. Планетарные зубчатые механизмы. Волновые зубчатые передачи. Кинематические схемы зубчатых механизмов приводов и распределение передаточных отношений между ступенями.

2.3. Цилиндрическая зубчатая передача. Передачи внешнего и внутреннего зацепления. Эвольвента, ее свойства и уравнения. Эвольвентное прямозубое колесо. Эвольвентная прямозубая рейка. Эвольвентное зацепление. Основные положения станочного зацепления. Реечное станочное зацепление. Подрезание и заострение зуба. Эвольвентная зубчатая передача. Качественные показатели зубчатой передачи. Цилиндрическая передача, составленная из колес с косыми зубьями. Выбор коэффициентов смещения. Особенности точечного круговинтового зацепления Новикова.

2.4. Пространственные зубчатые передачи. Коническая зубчатая передача. Гиперболоидные зубчатые передачи.

2.5. Механизмы с низшими парами. Основные этапы синтеза. Выбор методов синтеза. Условия существования кривошипа в плоских четырехзвенных механизмах. Синтез четырехзвенных механизмов по двум положениям звеньев. Синтез четырехзвенных механизмов по трем положениям звеньев. Синтез механизмов по средней скорости звена и по коэффициенту изменения средней скорости выходного звена. Построение оптимизационной модели и выбор метода оптимизации.

2.6. Кулачковые механизмы. Виды кулачковых механизмов и их особенности. Закон перемещения толкателя и его выбор. Угол давления и коэффициент возрастания сил в кинематических парах. Определение размеров кулачкового механизма по заданному допускаемому углу давления. Определение габаритных размеров кулачка по условию выпуклости профиля. Определение координат профиля дисковых кулачков. Механизмы с цилиндрическими кулачками. Влияние упругости звеньев кулачкового механизма на закон движения толкателя и форму профиля кулачка.

2.7. Механизмы с прерывистым движением выходного звена. Зубчатые и храповые механизмы. Мальтийские механизмы. Рычажные механизмы с квазиостановками.

2.8. Управление движением системы механизмов. Система програмного управления движением механизмов. Циклограмма системы механизмов.

2.9. Манипуляционные механизмы. Классификация, назначение и области применения. Кинематические схемы, структура и технические характеристики манипуляторов. Задачи о положениях манипуляторов. Задачи уравновешивания и динамики.

Раздел 3. Детали машин

3.1. Критерии работоспособности и расчета деталей машин. Надежность машин. Стандартизация. Машиностроительные материалы. Пути экономии материалов при конструировании. Технологичность конструкции. Точность. Взаимозаменяемость. Конструирование. Оптимизация. Сопряжение деталей машин и контактные напряжения.

3.2. Резьбовые соединения. Основные типы и параметры резьб. Материалы классы прочности резьбовых деталей, допускаемые напряжения. Момент завинчивания. Стопорение резьбовых соединений. Распределение силы между витками резьбы. Распределение силы между витками резьбы. Прочность винтов при постоянных нагрузках. Расчет групповых резьбовых соединений. Расчет винтов при переменной нагрузке. Способы повышения несущей способности резьбовых соединений.

3.3. Заклепочные соединения. Сварные соединения. Сварные соединения стыковыми швами. Сварные соединения угловыми швами. Швы контактной сварки. Допускаемые напряжения сварных соединений. Расчет сварных соединений при переменном нагружении. Соединения деталей с натягом. Соединения шпоночные и шлицевые. Соединения конусные, коническими стяжными кольцами и клеммовые.

3.4. Фрикционные передачи и вариаторы. Общие вопросы конструирования. Расчет фрикционных передач. Передачи с постоянным передаточным отношением. Передачи с переменным передаточным отношением. Схемы расчетов вариаторов и основные направления развития их конструкций.

3.5. Зубчатые передачи. Цилиндрические зубчатые передачи. Краткие сведения по геометрии и кинематике. Параметры передач. Конструкция зубчатых колес. Точность зубчатых передач. Силы в зацеплении цилиндрических передач. Материалы. Термическая и химико-термическая обработка. Виды разрушения зубьев. Критерии работоспособности и расчета зубчатых передач. Расчетная нагрузка. Расчет зубьев цилиндрических передач на контактную прочность. Расчет зубьев цилиндрических передач на прочность при изгибе. Допускаемые напряжения.

3.6. Цилиндрические передачи с зацеплением Новикова. Конические зубчатые передачи. КПД зубчатых передач. Планетарные передачи. Волновые зубчатые передачи.

3.7. Червячные передачи. Типы червяков. Критерии работоспособности червячных передач. Материалы червяка и червячного колеса. Основные параметры, геометрия червячных передач. Скольжение в червячной передаче, КПД передачи. Силы, действующие в зацеплении. Расчетная нагрузка. Коэффициент нагрузки. Допускаемые напряжения. Расчет червячной передачи по контактным напряжениям. Расчет червячной передачи по напряжениям изгиба зуба колеса. Тепловой расчет и охлаждение передач.

3.8. Цепные передачи. Типы цепей. Критерии работоспособности цепных передач. Материалы и термическая обработка деталей цепей. Основные параметры цепных передач. Расчет цепных передач. Силы, действующие в ветвях передачи. Переменность скорости движения цепи. Передача винт-гайка

3.9. Ременные передачи. Классификация передач. Конструкция и материалы ремней. Основные геометрические соотношения. Взаимодействие ремня со шкивами, критерии расчета ременных передач. Кинематика ременных передач. Силы и напряжения в ремне. Расчет ременной передачи по тяговой способности, КПД передачи. Расчет долговечности ремня. Расчет плоскоременных передач. Силы, действующие на валы передачи. Зубчато-ременная передача.

3.10 Валы и оси. Конструкции и материалы. Расчеты валов и осей на прочность. Расчеты валов и осей на жесткость. Расчеты валов на виброустойчивость.

3.11. Подшипники качения. Критерии работоспособности. Распределение нагрузки между телами качения. Статическая грузоподъемность подшипника. Кинематика подшипников качения. Расчетный ресурс подшипников качения. Зазоры и предварительные натяги в подшипниках качения. Минимальные осевые силы в радиально-упорных подшипниках. Расчеты сдвоенных подшипников. Расчетный ресурс при повышенной надежности. Расчет эквивалентной динамической нагрузки при переменных режимах нагружения. Быстроходность подшипников. Трение в подшипниках. Посадки подшипников. Смазывание подшипников и технический уход. Основные напрявления в конструировании и расчетах опор качения.

3.12. Подшипники скольжения. Характер и причины выхода из строя подшипников скольжения. Подшипниковые материалы. Критерии работоспособности подшипников. Условные расчеты подшипников. Несущая способность масляного слоя при жидкостной смазке. Трение в подшипниках скольжения. Тепловой расчет подшипника. Расчет подшипников скольжения. Гидростатические подшипники. Подшипники с газовой смазкой. Подпятники. Магнитные подшипники.

3.13. Муфты приводов. Назначение муфт, применяемых в машинах. Муфты, постоянно соединяющие валы. Муфты сцепные упрявляемые. Муфты сцепные самоуправляемые.

Рекомендуемая литература (основная и дополнительная)

а) основная литература

1а. Теория механизмов и механика машин: Учебник для вузов / К.В.Фролов, С.А.Попов, А.К. Мусатов и др. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004.

2а. Детали машин: Учебник для вузов / Л.А. Андриенко, Б.А. Байков, И.К. Ганулич и др. Под ред. О.А. Ряховского. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004.

3а. Технология конструкционных материалов: учебник для студентов машиностроительных специальностей ВУЗов, 6-е издание исправленное и дополненное. А.М. Дальский, Т.М. Барсукова, А.Ф. Вязов и др.- М.: Машиностроение, 2005-592 с.

б) дополнительная литература

1б. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учебник для вузов. - М.: Наука, 1984.

2б. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин. – М.: Машиностроение, 1993.

3б. Иванов М.Н. Детали машин: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1999.

4б. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для вузов. - М.: Машиностроение, 1989.

5б. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие в 3-х книгах. - М.: Машиностроение, 1988.

6б. Конструирование машин: Справочно-методическое пособие: в 2-х томах. Под общ. Ред. К. Ф. Фролова. - М.: Машиностроение, 1994.

7б. «Материаловедение и технология конструкционных материалов»: учебник для студентов высших учебных заведений. В.Б. Арзамасов, О.Н. Волчков, В.А. Головин и др. под редакцией В.Б. Арзамасова, А.А. Черепахина – М. Издательский центр, «Академия», 2007-448 с.

8б. Б.М. Балоян, А.Г. Колмаков, М.И. Алымов, А.М. Кротов. Наноматериалы. Классификация, особенности свойств, применение и технологии получения. Учебное пособие. Международный университет природы, общества и человека «Дубна». Филиал «Угреша». 2008, - 125 с.