Машиностроение/ТГУ 2025

Цель методических указаний — развить у студентов навыки самостоятельного расчета и проектирования электромеханических приводов (ЭМП) приборных устройств, умение пользоваться справочными материалами и ЭВМ в инженерно-технических расчетах.

Представлена методика термогазодинамического и конструкторского расчета центробежного одноступенчатого нагнетателя. Приведен расчет диффузора и улитки ступени нагнетателя.

Представлены методики термогазодинамического расчета криогенного радиально-осевого турбодетандера, лабиринтных уплотнений и осевого усилия. Рассмотрен метод подбора различных нагрузочных устройств.

Издание содержит информацию о выборе промышленного здания для размещения цехов механосборочного производства, разработке компоновочных планов производственного и вспомогательного зданий, разработке планировок оборудования механических сборочных и автоматизированных участков. Приведены необходимые нормативные сведения для выполнения технологических планов и их оформления. Даны примеры, справочные материалы и список рекомендуемой литературы.

Рассмотрены примеры решения типовых задач по теме «Статика». Приведены варианты задач домашнего задания.

Изложены сведения, необходимые для выполнения лабораторных работ, поясняющих особенности технологического процесса пайки, изучаемого в рамках дисциплины «Пайка и специальные методы сварки». Описание каждой лабораторной работы включает в себя теоретическую, методическую и контрольную части.

Представлены примеры выполнения и варианты курсового задания по теме «Плоская статика» дисциплины «Теоретическая механика». Методические указания могут быть полезны и при изучении других разделов механики (решение задач статики).

Изложены теоретические сведения по конструктивным особенностям автопоездов, в том числе многозвенных, используемых для перевозки крупногабаритных тяжеловесных грузов. Раскрыты основные виды транспортных задач, решаемых с помощью автопоездов в современных условиях. Представлены методы решения задач прямолинейной динамики автопоездов в среде имитационного математического моделирования динамических систем Simulink программного комплекса MATLAB. Подробно рассмотрены математические модели динамики автопоездов.

Издание содержит материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами». Представлены сведения о физических основах капиллярных методов контроля. Подробно рассмотрены физические основы методов капиллярной дефектоскопии, оборудование и технология капиллярной дефектоскопии. В приложении даны варианты типовых заданий для проведения промежуточной аттестации студентов.

Приведены материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами», основанные на исследованиях в области контроля герметичности. Усвоение материала учебного пособия позволит студентам получить практические навыки решения теоретических и практических задач.

Рассмотрены базовые методы алгоритмизации движения подводных аппаратов в водной среде с учетом действия гидродинамических сил, моментов и присоединенных масс. Представлены основы принятия проектных решений применительно к подводной робототехнике. Приведен пример разработки программного комплекса подводного робототехнического аппарата.

Приведен материал для дополнительных занятий по курсу «Научная работа студентов», который основан на работах в области ультразвукового контроля, позволяющих студентам получить практические навыки измерения акустических параметров ультразвуковых волн, построения диаграммы направленности преобразователей.

Приведена методика использования метода конечных элементов при разработке технологических процессов ковки и объемной штамповки. Значительное место уделено особенностям реализации метода конечных элементов в программе QForm — одном из наиболее востребованных программных продуктов для моделирования технологических процессов обработки давлением объемных заготовок. Показаны источники возможных ошибок при моделировании. Рассмотрены средства анализа результатов моделирования и интерпретации результатов расчета, настройки параметров расчета, примеры моделирования с использованием программы QForm. Приведены базовые материалы по основам физики и механики пластической деформации, технологии ковки и объемной штамповки, технологическим особенностям кузнечно-штамповочного оборудования. В конце каждого раздела пособия даны вопросы и задания для самоконтроля.

Даны описание и анализ систем автоматизированного управления качеством изделий. Рассмотрены особенности возникновения составляющих погрешностей обработки в условиях комплексной автоматизации.

В сборник включены доклады, представленные на Одиннадцатой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России», которая состоялась в сентябре 2018 г. в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Структура сборника отражает тематическую направленность конференции. Тексты докладов размещены в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.RU.

Рассмотрены основные типы планетарно-цевочных передач, приведены зависимости для их кинематического расчета и построения профилей зубьев, изложены методы силового расчета зацепления и различных узлов планетарно-цевочных редукторов.

Приведены основные сведения о количественных критериях надежности восстанавливаемых и невосстанавливаемых изделий, законах распределения срока их службы, способах резервирования и надежности конструкций и отдельных типов деталей машин. Для каждой темы рассмотрены типовые задачи и их решения. Представлены задачи для самостоятельного решения, имеющие различный уровень сложности.

Изложены методы проектирования машин и механизмов на основе формирования целевых функций в виде критериев оптимальности, таких как расход энергии, габаритные размеры, время разгона машин. Акцентировано внимание на методах повышения экономичности машин с рекуперацией энергии торможения. В каждом разделе пособия приведены вопросы для самоконтроля.

Рассмотрена методика использования программ расчетов в системе MathCAD при проектировании и анализе планетарных и кулачковых механизмов с помощью ЭВМ по нескольким качественным показателям. Приведены алгоритмы программ, которые целесообразно использовать для проведения расчетов в процессе практических занятий с применением ЭВМ в специализированной аудитории, оснащенной электронной интерактивной доской.

Издание содержит описание восьми лабораторных работ по курсу «Теория механизмов и машин». Приведены краткие теоретические сведения, необходимые для понимания физической сущности тех разделов дисциплины, которые подкрепляются экспериментальными исследованиями, а также описания моделей и лабораторных установок, указаны порядок проведения работ и требования к отчетности по ним.

Рассмотрены некорректные обратные задачи статистической динамики, задачи по структурному анализу траекторий случайных процессов, задачи статистического диагностирования конструкций, а также методы расчета конструкций, находящихся в условиях интенсивной коррозии и интенсивных нерегулярных воздействий. Для решения нелинейных задач рассмотрены методы марковских процессов, методы уравнений Фоккера — Планка — Колмогорова, методы статистической линеаризации. Приведены задачи по оптимизации параметров машин и конструкций и их решения.

Предназначено для самостоятельной подготовки к выполнению лабораторной работы «Качество системы стабилизации курса самолета» по дисциплине «Управление техническими системами». Издание будет способствовать углубленному изучению раздела «Качество управления линейными системами автоматического регулирования (САР)» указанной дисциплины, освоению интегрального метода оценки качества САР, приобретению навыков построения системы дифференциальных уравнений, описывающих поведение САР, синтеза и построения структурных схем, соответствующих этим уравнениям, редактирования параметров, получения, визуализации и анализа результатов расчетов, формулировки выводов о характере и качестве переходных процессов САР.

Представлены лабораторные работы по дисциплине «Техническая диагностика машин» по тарировке тензодатчиков, исследованию собственных изгибных колебаний консольной балки с сосредоточенной и распределенной массой, а также по вибродиагностике изнашивания червячного зацепления. Материалы по каждой лабораторной работе содержат теоретическую и экспериментальную части, а также контрольные вопросы.

Приведены конструкции узлов и деталей машин общепромышленного применения, а также важные справочные данные. Рассмотрены разъемные и неразъемные соединения, передачи зацеплением (зубчатые, червячные, планетарные, волновые, цевочные), валы, подшипники качения и скольжения, муфты, а также вопросы триботехники. Даны рекомендации по выполнению рабочих чертежей типовых деталей машин.

Глоссарий понятий содержит достаточно полную и систематически представленную терминологию по вопросам, относящимся к сфере искусственного интеллекта и робототехники. Он включает более 440 терминов, широко используемые аббревиатуры и их расшифровки. Суждение об основных терминах и определениях опирается на значительное число проанализированных зарубежных и отечественных официальных документов. Законодательство приведено по состоянию на 1 сентября 2020 г.

Приведены краткие сведения из теории теплопроводности о распространении теплоты при различных граничных условиях, методы расчета некоторых физических величин, полученных от различных источников теплоты, а также примеры применения этих методов к анализу тепловых процессов при различных методах обработки материалов: при литье, давлении, сварке, резании. Рассмотрен термомеханический метод расчета температур, характеристик сопротивления материалов пластическим деформациям, плотностей тепловых потоков, основанный на учете взаимосвязи этих факторов.

В пособии приведены краткие положения раздела прикладной механики – кинетостатики механизмов. Предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры механико-машиностроительных направлений подготовки. Будет полезным для закрепления теоретических положений механики, выполнения курсовых работ и проектов по разделам прикладной механики.

Настоящее учебное пособие является руководством по использованию расчетных программ для ЭВМ (MS Excel, Mathсad, APM Win-Machine) применительно к решению задач на прочность и жесткость деталей и конструкций, подверженных деформациям различных видов.

Изложен метод конечных элементов в перемещениях для стержневых систем, состоящих из ферменных и балочных элементов с различными способами соединения стержней с узлами. Введены матрицы аппроксимирующих функций, с использованием которых построены матрицы жёсткости в локальных и глобальных системах координат. Сформулированы правила построения глобальной матрицы жёсткости системы по матрицам жёсткости отдельных элементов. Рассмотрен способ учёта внеузловой нагрузки. Все выкладки и примеры расчёта выполнены с использованием пакета компьютерной алгебры MAPLE.

Материал учебного пособия предназначен для отработки навыков практического применения знаний по дисциплине «Прикладная механика» и рекомендован студентам очной и заочной форм обучения всех механических и немеханических направлений, осваивающим дисциплину «Прикладная механика» в объёме 5 зачетных единиц (180 ч).

Изложены основные сведения о методах электрофизической и электрохимической обработки металлов для изготовления зубчатых колес и результаты исследования процесса статико-гидродинамического электролиза, точности изготовления и формирования микрорельефа в процессе обработки. Приведены данные по повышению изгибной, контактной и усталостной прочности. Описаны методы расчета и даны рекомендации по проектированию технологических процессов.

В учебном пособии изложен теоретический материал по дисциплине «Прикладная механика». Также приведены принятые обозначения, словарь терминов, темы рефератов и краткая историческая справка.

Учебное пособие по структуре, содержанию и методике ориентировано на изучение дисциплины «Прикладная механика» согласно действующим стандартам. Содержит справочные таблицы и нормативные данные, принятые в практике конструирования. Приведен пример выполнения курсового проекта по прикладной механике, даны тестовые задания.

Представленный материал необходим для более глубокого усвоения теоретического материала студентами и преобразования полученных навыков в практическое их применение к решению конкретных инженерных задач.

Предлагаемое читателю учебное пособие представляет собой структурное продолжение вышедшего в 2018 г. издания «Теория автоматического управления. Теория управления линейными одноканальными непрерывными системами» и посвящено дальнейшему изучению непрерывных систем автоматического управления с учетом их многомерности и нелинейности, а также решению частных задач синтеза управляющих устройств применительно к техническим объектам с особой структурой.

Рассматриваются стержневые системы, к которым принято относить фермы, рамы, арки, балки на упругих или жестких опорах и тонкостенные стержни. Материал излагается на доступном уровне, позволяющем осознанно применять метод конечных элементов в расчетах стержневых конструкций.

Учебное пособие предназначено для выполнения расчетно-графических работ по дисциплинам «Расчет, моделирование и конструирование оборудования с компьютерным управлением» и «Проектирование оборудования пищевых производств», а также может быть полезно аспирантам технических специальностей и инженерам-конструкторам при проектировании технологических машин.

Поскольку прикладная механика включает в себя основные разделы курсов теоретической механики, сопротивления материалов и деталей машин, в пособии даются четыре многовариантных расчетно-графических задания (РГЗ). Первое РГЗ – по теоретической механике (расчет опорных реакций); второе и третье РГЗ – по сопротивлению материалов (расчет на прочность); четвертое ЗГЗ – по курсу деталей машин (расчет и проектирование основных видов соединений деталей). Предварительно приводится необходимая теория для выполнения РГЗ, а в конце пособия – примеры выполнения РГЗ.

Учебное пособие предназначено для инженерно-технических направлений и специальностей механико-технологического факультета и в нем сделан акцент на самые ключевые проблемы курса сопротивления материалов. Пособие охватывает основные вопросы статической прочности, жесткости и устойчивости стержня при простых деформациях (растяжение-сжатие, кручение и плоский изгиб) и сложных деформациях. Также рассмотрены динамические задачи (расчет элементов конструкций при движении с ускорением, инженерная теория удара, расчет на прочность при колебаниях) и даны элементы теории пластин и оболочек. По всем темам приводятся типовые примеры с решениями.

Рассмотрены вопросы, связанные с проектированием предельных калибров для контроля гладких, резьбовых и шлицевых соединений, глубин и высот уступов, а также формы и расположения поверхностей. Приведены этапы проектирования калибров, конкретные примеры расчета, сопровождаемые схемами, рисунками, чертежами. Широко представлены справочные и нормативные материалы, необходимые для проектирования.

В пособии представлены девять практических работ с кратким теоретическим материалом и вариантами заданий для их выполнения, описаны требования к выполнению расчетно-графической и курсовой работы. В приложениях представлен справочный материал, необходимый для выполнения работ.

Предложены новые подходы к проблеме проектирования технологических машин на примере пищевого оборудования. Рассмотрены синтез и анализ механизмов кулачкового, рычажного и других типов в математических пакетах. Представлена методика проектирования механизмов смесителей, гомогенезатора, привода неравномерного движения рабочих валов месильной машины. Большое внимание уделено колебаниям и уравновешиванию отдельных частей машины. Приведены конкретные примеры синтеза законов движения и проектирования кулачковых механизмов, анализа рычажных и других механизмов с использованием прикладных пакетов.

В пособии рассмотрены некоторые виды соединений, применяемые в машиностроительных конструкциях, и алгоритмы их расчета при основных видах деформаций. Учебное пособие составлено применительно к программам курсов: «Детали машин», «Детали машин и основы конструирования», «Основы проектирования конструкций», «Прикладная механика» и «Механика» для студентов II и III курсов МТФ, ФМА, РЭФ. Пособие содержит задания для выполнения расчетно-графических работ (РГР) и контрольных работ (КР), требования к их оформлению и примеры решения. Настоящая работа может быть также использована студентами других факультетов, где курсы «Детали машин», «Механика», «Прикладная механика», «Техническая механика» читаются по сокращенной программе.

Учебное пособие включает в себя тексты физико-технической направленности, лексический и грамматический материал, упражнения на развитие навыков и умений работы с профессионально ориентированными текстами, формирование, развитие и закрепление лексических навыков английского языка. Пособие может быть использовано как для практических занятий, так и самостоятельной работы студентов-бакалавров, студентов-специалистов всех форм обучения.

Целью пособия является формирование у студентов коммуникативной языковой компетенции в области своей специальности, которая реализуется в различных видах речевой деятельности, как устной, так и письменной. Все тексты и задания связаны с профессиональной подготовкой будущих специалистов и соответствуют государственному образовательному стандарту. Учебное пособие включает в себя шесть модулей, название каждого из которых соответствует названию определенной специальности факультета и отвечает тематике изучаемого по данному профилю материала. Каждый модуль состоит из двух разделов с системой лексических и грамматических упражнений с учетом словаря и грамматических структур, характерных для подъязыка специальности, а также дополнительных текстов, которые можно использовать для самостоятельной работы студентов и технического перевода по специальности. Пособие может быть использовано для аудиторной и внеаудиторной работы, в зависимости от целей, поставленных преподавателем.

В данном пособии рассмотрены основные принципы работы пневматического оборудования, приведено описание пневматических схем. Материалы позволяют изучить работу пневматического оборудования, получить навыки составления пневматических автоматизированных систем и закрепить полученный опыт на реальном оборудовании. Все материалы ориентированы на освоение студентами основных задач, связанных с проектированием пневматических схем. Пособие также может быть полезным при дипломном проектировании. Приведенные материалы систематизированы, содержат теоретическую информацию, описание установок, порядок оформления работ, а также контрольные вопросы. Практикум поможет студентам в выполнении работ по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств».

The book is intended for students and PhD students in the field of automatics, mechatronics, robotics, digital or analog feedback control. Particullary, in NSTU (Novosibirsk, Russia) it is intended for the students enrolled in the educational field 27.03.04 «Control in Technical Systems» in the course «Computer-aided design tools and control systems» (for Bachelors in their 4th year). It includes training materials and guidelines for selfassessment (questions for self-testing). The basic knowledge of previously studied mathematical disciplines is required for successful study of this course.

В учебном пособии рассматриваются особенности структурного анализа динамики электромеханических систем с упругими связями и асинхронного двигателя как приводного компонента электромеханической системы.

Учебное пособие содержит теоретический материал о работе цифровых устройств: триггеров, счетчиков, регистров, сумматоров. Описаны принципы их работы, возможности одиночной работы и при каскадном соединении.

Содержат указания по расчету технологических параметров при выполнении лабораторных и контрольных работ по основам технологии машиностроения.