Теорія машин і механізмів
Спеціальність: Безпілотні літальні апарати
Код дисципліни: 6.134.01.O.020
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Технічна механіка та інженерна графіка
Лектор: В'ячеслав Романович Пасіка
Семестр: 3 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Навчити розуміти загальні принципи реалізації руху за допомогою механізмів, їхню взає-модію в машині. Навчити системному підходу у проєктуванні машин і механізмів, знаходженню оптимальних параметрів за відомими умовами роботи. Показати необхідність створення як само-стійних алгоритмів і програм для розрахунку параметрів механізму, так і застосування готових пакетів програм.
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у здобувачів освіти наступних компетентностей:
програмні компетентності:
ІНТ. Здатність розв’язувати складні спеціалізовані та практичні задачі, пов’язані з розробленням, виробництвом та сертифікацією авіаційної та ракетно-космічної техніки, що передбачає застосування теорії та методів фізики, математики та інженерних наук, і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.
ФК5. Здатність проєктувати та здійснювати випробовування елементів авіаційної та космічно-ракетної техніки, її обладнання, систем та підсистем.
Результати навчання: У результаті вивчення даної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
1. володіння достатніми знаннями в галузі механізмів та машин, що уможливить критично аналізувати їх структуру та напрямки розвитку;
2. проводити кінематичне аналізування важільних механізмів за заданими умовами руху механізму;
3. вміння будувати динамічні та розв’язувати математичні моделі урухомлення електродвигуна-ми машин з жорсткими ланками;
4. знати технологію проведення повного циклу кінетостатичного аналізування важільних механізмів довільної структури ІІ класу;
5. вміння обчислювати кінематичні і кінетостатичні характеристики найпростіших важільних механізмів;
6. вміння аналізувати і проєктувати схеми зубчастих і кулачкових механізмів та визначати їх основні характеристики;
7. вміння створювати як самостійні алгоритми і комп’ютерні програми для розрахунку параметрів механізмів, так і використовувати готові пакети програм;
8. продемонструвати вміння застосувати отримані знання для використання у подальшому навчанні.
У результаті вивчення даної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання:
К15. Знання робочих процесів у системах та елементах авіаційної та ракетно-космічної техніки.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
- вища математика;
- інженерна та комп’ютерна графіка;
- теоретична механіка;
- інформатика;
- електричні машини.
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
- деталі машин, частини 1 і 2;
- конструкція та проєктування БПЛА, частина 1 і 2.
Короткий зміст навчальної програми: Теорія механізмів і машин – це наукова основа для створення нових високоефективних і надійних машин, приладів і технологічних ліній. Це наука про загальні методи дослідження і проєктування механізмів і машин.
ТММ – це перша машинобудівна дисципліна, яка від узагальнених понять в’язь, тіло, бал-ка, рама переходить до конкретних назв частин механізмів і машин. Це перший предмет, який уводить студентів в коло загальних і спеціальних машинобудівних дисциплін і є тим теоретичним фундаментом, на якому формується технічна освіта майбутнього інженера механіка.
Дисципліну ТММ можна умовно поділити на дві частини: теорію механізмів і теорію машин. У першій частині вивчають будову, визначають кінематичні та динамічні характеристики механізмів та методи їхнього проєктування. В теорії машин розглядають методи проєктування кінематичних ланцюгів для урухомлення машин, які є загальними для машин різного технологічно-го призначення. Обидві частини ТММ нерозривно пов’язані між собою, оскільки механізми скла-дають основу будь-якої машини.
У процесі проєктування машин ТММ займає визначальне значення, оскільки відповідає за перші два етапи – вибір (проєкт) структурної схеми механізму і дослідження його кінематичних і динамічних характеристик. Невміння коректно визначати динамічні характеристики призводить до зменшення ресурсу механізму (машини) аж до повного виходу з експлуатації, або, у кращому випадку, до збільшення масово-габаритних характеристик.
Вивчення теорії механізмів і машин дає знання для розуміння механічних явищ, з якими будуть зустрічатись майбутні фахівці у практичній діяльності при створенні нових механізмі і машин і удосконаленні існуючих, а також для самостійного опанування нових питань, які виникають на межі різних галузей наук, наприклад, біомеханіка тощо. Все це обумовлює актуальність вивчення дисципліни "Теорія механізмів і машин".
Опис: Тема 1. Структурне аналізування механізмів та основи проєктування структурних схем
Зміст дисципліни ТММ і її роль в інженерній освіті. Основні проблеми ТММ. Багатоваріантність розв'язків і необхідність застосування ЕОМ для отримання оптимальних рішень. Основні поняття ТММ. Класифікація кінематичних пар. Нижчі і вищі кінематичні па-ри. Види механізмів і їх структурна класифікація. Ступінь вільності механізму. Група Ассура. Класифікація механізмів.
Вхідні і вихідні параметри проєктування. Вхід до кінематичного та динамічного проєктування важільних механізмів. Проєктування механізмів зі змінною довжиною вхідної ланки.
Тема 2. Кінематичне аналізування важільних механізмів
Завдання та методи кінематичного аналізування. Векторні рівняння для визначення швидкостей і пришвидшень ланок та окремих точок механізмів. Аналітичний метод проєктування векторних рівнянь.
Тема 3. Динамічне синтезування та аналізування механізмів
Динамічне синтезування механізмів
Характеристики сил, що діють на ланки. Динамічна модель механізму. Зведення мас, сил і моментів. Стадії руху: розгін, усталений рух, вибіг. Рівняння руху механізму і методи його розв’язування для сил, що залежать від положення і швидкості. Динамічний синтезування при електроприводі. Нерівномірність руху механізму машини на стадії усталеного руху і призначення маховика. Визначення моменту інерції маховика.
Кінетостатичне аналізування механізмів
Завдання кінетостатичного аналізування. Сила і момент сил інерції мас ланок механізму. Умова кінетостатичної визначеності кінематичних ланцюгів. Умова визначеності урухомчої ланки. Зрівноважувальна сила та момент. Методи кінетостатичного аналізування. Аналітичний метод проєктування планів. Методи визначення зрівноважувальної сили: через реакції в кінематичних парах; методом важеля Жуковського; методом балансу потужностей. Годографи реакцій в кінематичних парах.
Тертя в кінематичних парах
Види і властивості тертя. Кут і конус тертя. Тертя у поступальній кінематичній парі: пласкій, клинуватій, циліндричній. Тертя в обертальній кінематичній парі. Сили тертя похилої площини. Тертя кочення. Умова чистого кочення. Коефіцієнт корисної дії кінематичних ланцюгів.
Тема 4 Аналізування і проєктування зубчастих механізмів
Види зубчастих механізмів. Основний закон зачеплення. Кінематика фрикційний і зубчастих передач з нерухомими і рухомими осями. Евольвента. Основні геометричні параметри нульових циліндричних зубчастих коліс. Підрізання зубів. Проєктування планетарних зубчастих механізмів. Поняття про корегування зубчастих пере-дач. Геометричний розрахунок коригованої зубчастої передачі.
Тема 5. Аналізування та проєктування кулачкових механізмів
Види і призначення кулачкових механізмів. Фазові кути та закони руху вихідної ланки. Метод інваріантів у дослідження кулачкових механізмів. Проєктування законів руху штовхача. Кути тиску в кулачкових механізмах. Аналітичне визначення основних розмірів кулачкових механізмів.
Тема 6. Основи теорії віброзахисту та зрівноважування механізмів на фундаменті
Джерела коливань і об’єкти віброзахисту. Методи віброзахисту. Умови зрівноваженості тіл обертання. Умови зрівноваженості машин на фундаменті.
Тема 7. Маніпулятори
Основні поняття. Види маніпуляторів. Робоча зона маніпулятора, кут і коефіцієнт обслуговування.
Методи та критерії оцінювання: Діагностика знань у студентів відбувається за такими методами:
1. Контроль знань на практичних заняттях.
2. Контроль підготовленості до лабораторних занять.
3. Захист звітів до лабораторних робіт в усній формі шляхом опитування теоретичного матеріалу згідно теми лабораторної роботи та методики проведення досліджень.
4. Контроль виконання завдань самостійної роботи.
5. Тестовий контроль знань засобами ВНС (вхідний, поточний)
6. Захист курсової роботи. Залік
7. Екзамен.
8. Проведення усної компоненти за результатами написання екзамену, питання якої ґрунтуються на змісті теоретичних і практичних знань.
9. У разі online занять величина усної компоненти може зрости до 30 балів.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК) (30 балів):
- опитування на практичних заняттях (10 балів)
- захист звітів до лабораторних робіт в усній формі шляхом опитування теоретичного матеріалу згідно теми лабораторної роботи та методики проведення досліджень (20 балів).
Екзаменаційний контроль (70 балів):
- письмова компонента (60 балів);
- усна компонента (10 балів).
Разом - 100 балів.
Курсова робота
Поточний контроль (ПК):
- дотримання термінів виконання КР (10 балів);
- оформлення КР згідно стандартів оформлення н/т документації (10 балів);
- захист КР (80 балів);
- Разом за дисципліну (КР) 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Навчально-методичне забезпечення (базове)
1. Пасіка В.Р., Гелетій В.М. Аналітичний метод у дослідженні важільних механізмів ІІ класу: Навчальний посібник – Дрогобич: «Посвіт», 2019. – 142 с. (ISBN 978-617-7624-76-8).
2. 3. Кіницький Я.Т. Теорія механізмів і машин /Я. Т. Кіницький. – К. Наук. думка. 2002.-660с
3. Булгаков В.М. Теорія механізмів і машин для студентів закладів вищої освіти / О. М. Черниш, В. В. Адамчук, М. Г. Березовий, Я. Я. Яременко. – Київ: Центр навчальної і практичної літератури, 2023.- 608 с.
4. Попов С. В. Теорія механізмів технологічних машин / С. В. Попов, М. Я. Бучинський, А .М. Чернявський. – Київ: Видавництво Ліра-К:. -2020. -268 с.
5. Динамічне зрівноважування обертових мас: Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи з дисципліни «Теорія механізмів і машин» для студентів спеціальностей: 131 «При-кладна механіка», 133 «Галузеве машинобудування», 274 «Автомобільний транспорт» / ук-лад.: В. М. Гелетій, Р. Я. Предко, О. В. Ланець. – Львів: Видавництво Львівської політехні-ки, 2018. – 12 с.
6. Завдання для практичних занять з ТММ: Методичні вказівки з дисципліни «Теорія механіз-мів і машин» для студентів спеціальностей: 131 «Прикладна механіка», 133 «Галузеве ма-шинобудування», 274 «Автомобільний транспорт» / уклад. В. М. Гелетій, В.Р. Пасіка, Б.В. Сологуб. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2018. – 18 с.
7. Лабораторний практикум з ТММ: Методичні вказівки з дисципліни «Теорія механізмів і машин» для студентів спеціальностей: 131 «Прикладна механіка», 133 «Галузеве машино-будування», 274 «Автомобільний транспорт» / уклад. В. М. Гелетій, В.Р. Пасіка, Б.В. Соло-губ. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2019. – 24 с.
Інформаційні ресурси
- анімація механізмів
https://www.youtube.com/playlist?list=PLhoXNQqrCmEfAaTf0AfQ1Ztxmz2DoZiCk
- закон зачеплення
https://www.youtube.com/watch?v=rxDFl0DGvi8
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Теорія машин і механізмів (курсова робота)
Спеціальність: Безпілотні літальні апарати
Код дисципліни: 6.134.01.O.023
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Технічна механіка та інженерна графіка
Семестр: 3 семестр
Форма навчання: денна