МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
«УТВЕРЖДАЮ»
Первый проректор
__________ Фархшатов М.Н.
«_____» ____________ 2011 г.
Рабочая учебная программа
Итогового государственного комплексного
(Междисциплинарного) экзамена
По специальности 110301 «Механизация сельского хозяйства»
УФА 2010
Составители:
Декан факультета «Механизация
сельского хозяйства _________________________________Ф.З. Габдрафиков
Заведующий кафедрой
«Сельскохозяйственные машины» _____________________С.Г. Мударисов
Заведующий кафедрой
«Тракторы и автомобили» ____________________________А.В. Неговора
Заведующий кафедрой «Технология
металлов и ремонт машин» ___________________________А.Ф. Фаюршин
Заведующий кафедрой «Эксплуатация
машинно-тракторного парка и автомобилей»_____________И.Т. Бакиев
Заведующий кафедрой «Теоретическая и
прикладная механика» ________________________________И.Х.Масалимов
Рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии факультета механизации сельского хозяйства 31 марта 2010 (протокол №3)
Председатель методической комиссии факультета
механизации сельского хозяйства к.т.н., доцент___________ Масалимов И.Х.
Декан факультета механизации сельского хозяйства
д.т.н., профессор ___________________________________ Габдрафиков Ф.З.
Пояснительная записка
Программа Итогового государственного комплексного (междисциплинарного) экзамена по специальности «Механизация сельского хозяйства» составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 110300 "Агроинженерия", Положением об итоговой государственной аттестации выпускников высших учебных заведений Российской Федерации учебно-методическим объединением вузов по агроинженерному образованию и методическим рекомендациям по специальности 110301 «Механизация сельского хозяйства».
Программа междисциплинарного экзамена включает ключевые и практически значимые вопросы по комплексам дисциплин, входящих в цикл общепрофессиональных дисциплин (ОПД) Госстандарта по специальности 110301 «Механизация сельского хозяйства» («Детали машин и основы конструирования») и цикл специальных дисциплин («Тракторы и автомобили», «Сельскохозяйственные машины», «Эксплуатация машинно-тракторного парка», «Надежность и ремонт машин» и «Основы теории и расчета автотракторных двигателей»).
Итоговый государственный комплексный (междисциплинарный) экзамен по специальности является заключительным этапом подготовки специалиста и имеет своей целью оценку теоретических знаний и проверку подготовленности выпускника к профессиональной деятельности.
Критерии оценки знаний экзаменуемых:
При оценке знаний на государственном междисциплинарном экзамене учитывается:
• правильность и осознанность изложения содержания ответа на вопросы, полнота раскрытия понятий и закономерностей, точность употребления и трактовки общенаучных и специальных терминов;
• степень сформированности интеллектуальных и научных способностей экзаменуемого;
• самостоятельность ответа;
• речевая грамотность и логическая последовательность ответа.
Оценка "отлично":
• полно раскрыто содержание вопросов в объеме программы и рекомендованной литературы;
• четко и правильно даны определения и раскрыто содержание инженерных концептуальных понятий, закономерностей, корректно использованы научные термины;
• для доказательства использованы различные теоретические знания, выводы из наблюдений и опытов;
• ответ самостоятельный, исчерпывающий, без наводящих дополнительных вопросов, с опорой на знания, приобретенные в процессе специализации по выбранному направлению.
Оценка "хорошо":
• раскрыто основное содержание вопросов;
• в основном правильно даны определения понятий и использованы научные термины;
• ответ самостоятельный;
• определения понятий неполные, допущены нарушения последовательности изложения, небольшие неточности при использовании научных терминов или в выводах и обобщениях, исправляемые по дополнительным вопросам экзаменаторов.
Оценка "удовлетворительно":
• усвоено основное содержание учебного материала, но изложено фрагментарно, не всегда последовательно;
• определение понятий недостаточно четкое;
• не использованы в качестве доказательства выводы из наблюдений и опытов или допущены ошибки при их изложении;
• допущены ошибки и неточности в использовании научной терминологии, определении понятий.
Оценка "неудовлетворительно":
• ответ неправильный, не раскрыто основное содержание программного материала;
• не даны ответы на вспомогательные вопросы экзаменаторов;
• допущены грубые ошибки в определении понятий, при использовании терминологии.
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
Значение курса в решении ускорения социально-экономического развития страны, повышения производительности труда. Ведущая роль машиностроения среди других отраслей народного хозяйства. Краткие сведения из истории машиностроения. Особенности и достижения отечественного и зарубежного машиностроения. Автоматизация. Основные направления в развитии конструкций машин.
Определение понятий: деталь, сборочная единица. Классификация деталей машин; корпусные детали; соединения; передачи; оси, валы; подшипники и направляющие; муфты; пружины, рессоры и другие упругие элементы; детали, специфические для отдельных типов машин.
Краткий исторический обзор развития конструкций деталей машин. Работы в области деталей машин Леонардо да Винчи. Развитие теории деталей машин (Л. Эйлер, Н.П. Петров, Н.Е. Жуковский, С.А. Чаплыгин, О. Рейнольдс, А. Зоммерфельд, Митчель и др.). Роль отечественных механиков и ученых. Развитие курсов общего машиностроения и деталей машин. Автоматизация проектирования.
Основные задачи курса. Связь курса с общетеоретическими и специальными дисциплинами.
Основы конструирования и расчета деталей машин. Виды нагрузок, действующих на детали машин. Режимы нагрузки.
Процессы выхода из строя деталей машин и основные критерии их работоспособности и расчета: прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, отсутствие колебаний недопустимой интенсивности, стойкость против коррозии и старения. Принципиальные основы расчета по этим критериям. Общие сведения выбора запасов прочности и допускаемых напряжений в деталях машин при статических и переменных нагрузках. Учет фактора времени и переменности режима работы.
Надежность деталей машин. Основные понятия и термины. Внезапные и износовые отказы. Основные зависимости. Значение проблемы повышения надежности в народном хозяйстве. Вероятностные расчеты. Основные направления повышения надежности.
Трение и износ в машинах. Основные виды изнашивания: механическое, молекулярно-механическое, коррозионно-механическое. Фреттинг-коррозия, водородное изнашивание. Повышение долговечности.
Стандартизация и унификация деталей и узлов машин. Агрегатирование машин.
Указания по выбору материалов и методов упрочнений.
Технологические требования к конструкциям деталей машин. Влияние технологии на формы деталей машин.
Механические передачи. Назначение и роль передач в машинах. Принципы работы и классификация механических передач. Передачи зацеплением (зубчатые, червячные и цепные) и передачи трением (с жесткими телами качения и с гибкой связью).
Передачи для постоянного и переменного передаточного отношения. Передачи ступенчатого и бесступенчатого регулирования.
Общие кинематические и энергетические соотношения для механических передач вращательного движения. Общие соображения по выбору расчетных нагрузок.
Ременные передачи. Общие сведения и основные характеристики. Области применения. Разновидности ременных передач. Основные типы и материалы плоских ремней. Новые типы ремней и ремни из новых материалов. Соединения ремней. Клиноременная передача. Основные характеристики и области применения. Клиновые ремни. Поликлиновые ремни.
Геометрия и кинематика ременных передач. Теория работы ременных передач. Силы и напряжения в ремне.
Кривые скольжения. Упругое скольжение и буксование. Коэффициент трения между ремнем и шкивом. Коэффициент полезного действия. Расчет ременных передач по полезному напряжению, обеспечивающему тяговую способность и требуемый ресурс.
Способы натяжения ремней. Силы, действующие на валы от ременной передачи.
Цепные передачи. Классификация приводных цепей (стандарты). Конструкция основных типов приводных цепей. Шарниры качения. Области применения цепных передач. Основные характеристики. Выбор основных параметров цепных передач. Кинематика цепных передач. Длина цепи и расстояние между осями звездочек.
Критерии работоспособности цепных передач и исходные положения для расчета. Натяжение ветвей. Несущая способность и подбор цепей. Учет частоты вращения, передаточного числа, длины цепи и других факторов. Переменность передаточного отношения. Динамические нагрузки. Коэффициент полезного действия. Нагрузка на валы. Проектирование звездочек. Смазка цепных передач.
Зубчатые передачи. Основные понятия о зубчатых передачах и основные определения. Классификация зубчатых передач. Области применения. Значение зубчатых передач среди других механических передач. Материалы. Термообработка и другие методы упрочнений. Неметаллические материалы.
Общие сведения по контактной прочности в применении к деталям машин. Контактные напряжения и контактная прочность в условиях статического нагружения и перекатывания.
Виды выхода из строя зубчатых передач, критерии их работоспособности и расчет по ГОСТ 21354-89. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные. Расчет на прочность.
Расчет зубьев эвольвентных прямозубых, косозубых и шевронных цилиндрических передач по контактным напряжениям. Расчетные зависимости для проектного и проверочного расчетов. Расчет зубьев эвольвентных передач - прямозубых, косозубых, шевронных цилиндрических передач на изгиб. Определение расчетных нагрузок. Учет перегрузок, концентрации нагрузки по длине зубьев, переменности режима работы и срока службы, динамичности нагрузки, связанной с качеством изготовления. Допускаемые напряжения.
Коэффициент полезного действия. Смазочные материалы. Смазка зубчатых передач.
Конические зубчатые передачи с прямолинейными и круговыми зубьями. Основные сведения из геометрии конических зацеплений. Особенности расчета на прочность. Понятие о гипоидных передачах и передачах Н.Л.Новикова.
Червячные передачи. Основные понятия и определения. Общие характеристики. Области применения. Классификация червячных передач. Передачи с цилиндрическим червяком: архимедовым, эвольвентным и передачи с глобоидным червяком.
Кинематика и геометрия передач. Основные параметры и их выбор.
Критерии работоспособности и расчета; прочность зубьев, выносливость рабочих поверхностей, сохранение температуры в допускаемых пределах, отсутствие заедания. Применяемые материалы. Силы, действующие в червячном зацеплении.
Расчет зубьев по контактным напряжениям. Приведенный радиус кривизны. Расчетные формулы. Допускаемые напряжения.
Расчет зубьев на изгиб. Коэффициент формы зуба. Условный угол обхвата. Длина контактных линий. Расчетные формулы. Допускаемые напряжения.
Определение расчетных нагрузок. Коэффициент полезного действия червячных передач. Тепловой расчет. Искусственное охлаждение. Смазка червячных передач.
Винтовые передачи. Области применения. Материалы. Допускаемые напряжения и скорости. Конструкции. Передачи винт-гайка качения: шариковые и планетарные роликовые. Расчет винтового домкрата.
Валы и оси. Классификация валов и осей. Конструкции. Критерии расчета: прочность, жесткость, колебания. Материалы, применяемые для изготовления валов. Выбор расчетных нагрузок. Выбор расчетных схем, идеализация опор.
Проектный (упрощенный) расчет валов по номинальным напряжениям. Проверочный расчет валов (расчет на выносливость). Эффективные коэффициенты концентрации напряжения. Влияние на прочность размерного фактора и фактора шероховатости поверхности валов. Выбор запасов прочности или допускаемых напряжений.
Расчет валов на жесткость. Выбор расчетных усилий, методики расчета. Допускаемые углы наклона упругой линии и прогибы.
Подшипники скольжения и качения. Муфты. Общие сведения. Основные типы подшипников скольжения. Основные параметры подшипников. Подшипниковые материалы. Многослойные вкладыши. Вкладыши из ленты. Пластмассовые вкладыши и вкладыши с пропиткой фторопластом. Виды выхода из строя подшипников. Критерии работоспособности и расчета.
Расчет подшипников, работающих в условиях граничного трения. Основные положения учения о трении смазанных поверхностей (работы Н.П.Петрова, О.Рейнольдса, Н.Е.Жуковского, С.А.Чаплыгина и др.). Распределение давления в смазочном слое. Коэффициент трения в подшипниках. Выбор зазоров в подшипниках. Расчет радиальных подшипников при условии жидкостного трения. Тепловой расчет подшипников. Естественное и искусственное охлаждение. Подвод смазки в подшипниках. Расположение смазочных канавок. Расход смазки. Системы смазки.
Конструкции подшипников скольжения. Регулирование зазоров. Сегментные подшипники. Расчет и конструкция осевых подшипников скольжения. Гидростатические подшипники.
Роль подшипников качения в современных машинах. Классификация подшипников качения. Система условных обозначений.
Конструкции подшипников. Указания по выбору типов подшипников в зависимости от условий работы. Материалы тел качения и сепараторов.
Критерии работоспособности подшипников. Кинематика подшипников качения. Нагрузка на тела качения. Расчет подшипников на статическую грузоподъемность. Динамическая грузоподъемность и долговечность подшипников. Выбор расчетных нагрузок. Учет переменности режима работы. Подбор подшипников.
Классификация муфт. Постоянные муфты: глухие, упругие компенсирующие, жесткие компенсирующие и подвижные; сцепные муфты: управляемые и самоуправляемые - по моменту (предохранительная), по скорости (центробежная) и по направлению вращения (обгонная).
Расчетные моменты.
Глухие муфты: втулочные и поперечно-свертные. Конструкции и схемы расчета. Работа упругих муфт при действии переменных и ударных моментов. Жесткие компенсирующие и подвижные муфты. Зубчатые, кулачково-дисковые и шарнирные. Подбор муфт. Стандарты.
Сцепные управляемые муфты. Жесткие сцепные муфты: кулачковые и зубчатые. Форма зубьев. Включение и выключение муфт. Расчет зубьев.
Самоуправляемые муфты. Предохранительные муфты со срезными штифтами, пружинно-кулачковые и фрикционные. Особенности конструкции и расчет.
Обгонные муфты. Конструкции и расчет. Центробежные муфты.
Понятие об электромагнитных, фрикционных и порошковых муфтах, электромагнитных муфтах скольжения; области применения.
Соединения. Сварные соединения, паяные и клеевые соединения. Классификация соединений. Соединения стержней, листов и корпусных деталей; соединения вал-ступица, соединения валов, соединения труб. Соединения разъемные и неразъемные. Соединения фрикционные и нефрикционные.
Сварные соединения и их роль в машиностроении. Основные типы соединений дуговой электросваркой; соединения стыковые, нахлесточные, тавровые, угловые. Расчеты на прочность сварных швов. Допускаемые напряжения и запасы прочности; нормативы. Расчеты на прочность при переменных напряжениях. Экономия металла от применения сварных соединений взамен других.
Методы пайки. Достоинства и области применения паяных соединений. конструирование и прочность паяных соединений. Припои.
Клеевые соединения в машиностроении. Вид клеев. Прочность. Клеерезьбовые, клеезаклепочные и клеесварные соединения.
Резьбовые (винтовые) соединения.
Основные определения.
Резьба. Классификация резьб по назначению и по геометрической форме: крепежные резьбы, крепежно-уплотняющие резьбы, резьбы грузовых и ходовых (трансмиссионных) винтов. Основные параметры резьб: диаметры, шаг, угол профиля, угол подъема витков резьбы. Стандарты.
Винты. Основные типы крепежных винтов: винт с гайкой (болт), винт, шпилька. Классификация. Форма стержня. Основные типы гаек. Стандарты.
Предохранение резьбовых соединений от развинчивания.
Материалы, применяемые для изготовления винтов, гаек и шайб.
Взаимодействие между винтом и гайкой: распределение осевой силы по виткам в свете исследований Н.Е.Жуковского. Расчет винта, нагруженного только осевой силой и крутящим моментом, приложенным к винту. Моменты трения на опорной поверхности гайки, головки винта или торца упорного винта.
Коэффициент полезного действия винтовой пары. Самоторможение. Расчет винта, подверженного действию осевой силы и крутящего момента.
Резьбовые соединения. Классификация резьбовых соединений. Расчет одновинтового и группового соединений под действием центральной сдвигающей силы, в случае установки винтов с зазором и под развертку. Разгрузка винтов от сдвигающих сил штифтами и шпонками.
Расчет группового винтового соединения под действием сдвигающего момента и сдвигающей центральной силы.
Расчет резьбовых соединений, нагруженных силами и моментами в плоскости, перпендикулярной к стыку. Выбор запасов прочности и допускаемых напряжений при расчете винтов в зависимости от условий работы, материала, технологии изготовления и монтажа.
Шпоночные и зубчатые (шлицевые) соединения. Заклепочные, клеммовые соединения.
Основные типы шпонок: призматические, сегментные, клиновые и специальные. Области применения. Стандарты на шпоночные соединения. Расчет шпоночных соединений. Допускаемые напряжения.
Зубчатые (шлицевые) соединения. Области применения. Прямобочные шлицевые соединения. Способы центрирования. Треугольные и эвольвентные шлицевые соединения. Упрощенный расчет по обобщенному критерию. Расчет по ГОСТ 21425-75: расчет на смятие; расчет на износ. Материалы и допускаемые напряжения.
Основные понятия о заклепочном соединении; применение в машиностроении и самолетостроении. Классификация. Основные типы заклепок. Типовые конструкции узлов; конструктивные соотношения. Расчет прочных и плотно-прочных заклепочных соединений. Нормативы на допускаемые напряжения и запасы прочности.
Клеммовые (фрикционно-винтовые) соединения. Конструктивные выполнения. Обзор областей применения клеммовых соединений и их роль в современном машиностроении. Методика расчета для случая нагружения соединения: а) крутящим моментом, б) осевой силой, в) изгибающим моментом.
Подъемно-транспортные машины. Введение. Классификация ПТМ, основные требования и тенденции развития. Краткий исторический обзор развития ПТМ. Классификация подъемно-транспортных машин. Грузоподъемные и транспортирующие машины. Основные параметры и режимы работы ГПМ. Нагрузки, действующие на ГПМ.
Механизмы подъема ГПМ с машинным приводом. Основные узлы и детали механизма подъема. Канаты, их конструктивные разновидности. Подбор канатов по правилам Госгортехнадзора. Блоки и полиспасты. Барабаны, их конструкции, расчеты на прочность. Крепление каната на барабане. Привод ГПМ.
Электропривод. Выбор электродвигателя механизма подъема. Выбор редуктора, соединительной муфты, тормоза. Проверка электродвигателя на условие перегрева.
Механизмы передвижения. Конструктивные разновидности механизмов передвижения ГПМ. Механизм передвижения тележки крана. Выбор ходовых колес. Сопротивление движению тележки и мощность привода. Проверка сцепления ходовых колес с рельсами кран-балки.
Механизмы поворота ГПМ. Конструктивные особенности механизмов поворота. Определение усилий, действующих на механизмы поворота. Выбор электродвигателя для привода механизма поворота.
Тормозные устройства ГПМ. Определение моментов сопротивлений при торможении. Ленточные тормоза, их разновидности, достоинства и недостатки. Колодочные тормоза и их применения. Тормоза, замыкаемые силами, направленными вдоль оси вала. Дисковые и грузоупорные тормоза, их применение.
Ленточные транспортеры. Основные узлы ленточного транспортера. Требования, предъявляемые к тяговому органу. Определения сопротивлений движению и натяжения тягового органа методом обхода по контуру. Мощность привода, выбор электродвигателя.
Скребковые транспортеры. Основные узлы и детали скребкового транспортера. Определение сопротивлений движению и натяжения тягового органа. Мощность привода и выбор электродвигателя. Проверка скребка на устойчивость.
Ковшовые элеваторы. Основные узлы и детали элеватора. Способ загрузки и разгрузки груза. Проектный расчет элеватора. Определение сопротивлений движению. Мощность привода и выбор электродвигателя.
Винтовые транспортеры. Конструкции винтовых транспортеров. Проектный расчет транспортера. Определение сопротивлений движению груза и вращения винта. Мощность привода и выбор электродвигателя. Расчет вала винта на прочность и жесткость.