Машиностроение (на 2020 год)

В учебнике рассмотрены особенности строения и физико-химические свойства поверхностей трения деталей машин, поверхностные явления, условия их контактного взаимодействия, виды трения, механизмы изнашивания и повреждений трибосопряжений. Кратко описаны триботехнические материалы и методы триботехнологии, применяемые для повышения износостойкости и антифрикционности поверхностей трения. Представлены сведения о смазочных материалах и смазывании. Даны рекомендации по оптимизации конструкторских решений и технологических способов повышения износостойкости механизмов и машин. Рассмотрены вопросы обеспечения надежности металлургических машин на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации.

В учебном пособии изложены основные формулы и определяющие соотношения для расчета анизотропных тел, позволяющие эффективно решать разнообразные инженерные задачи для элементов конструкций, деталей из современных материалов. В пособии рассмотрены анизотропные балки различной конфигурации, пластинки, как сплошные конечной длины, так и бесконечные, ослабленные отверстием. В некоторых задачах для сравнения показано распределение напряжений в телах из изотропного материала. По каждой теме приводится теоретическая справка.

В пособии рассмотрены выводы определяющих плоскую изотропную среду соотношений, показаны способы решения краевых задач с помощью полиномов, тригонометрических рядов и функций комплексного переменного, приведены примеры. В некоторых задачах показано распределение напряжений, возникающих в телах под действием внешних сил. По каждой теме приводится теоретическая справка.

В предлагаемом учебнике рассмотрены разделы: осевое растяжение-сжатие; сдвиг; кручение; изгиб; геометрические характеристики сечений; расчеты на прочность и основные теории прочности, понятие о статически определимых и статически неопределимых системах; энергетические методы расчета перемещений в стержневых системах; статически неопределимые системы; сложное сопротивление; продольный изгиб; динамические нагрузки; расчет на усталость; расчет тонкостенных сосудов.

Пособие представляет лабораторный практикум и включает основные теоретические положения, в нем рассмотрены примеры решения задач и выполнения заданий, приведены образцы оформления листов графической части и контрольные вопросы для проверки усвоения материала.

Практикум составлен в соответствии с требованиями ФГОС ВО, ОП ВО и рабочими программами по дисциплине, в нем представлены девять лабораторных работ, содержащие краткие теоретические сведения по темам работ, методические указания по их выполнению, планы составления отчета, контрольные вопросы, литературу.

Рассмотрены основы конструирования машин, механические передачи, валы и оси, подшипники, муфты, соединения деталей машин

В пособии приведены методика и содержание занятий по образовательной робототехнике, позволяющих эффективно организовывать учебный процесс по развитию творческих способностей в физико-технической сфере. Пособие содержит идеи учебных проектов, которые помогут раскрыть интеграционный междисциплинарный потенциал образовательной робототехники.

Лабораторный практикум является дополнением к курсу «Механика разрушения», помогает выработать навыки при решении практических задач и при обработке полученных результатов по определению механических свойств металлов (часть 1), широко использующихся во всех отраслях промышленности, и требующих, кроме традиционных расчетов на прочность, дополнительных расчетов на трещиностойкость. В данной части представлены лабораторные работы по определению механических характеристик и влияния опасных дефектов на безопасную дальнейшую эксплуатацию деталей, узлов, конструкций, сооружений и механизмов, изготовленных из композиционных материалов.

Учебное издание содержит теоретический материал и указания для выполнения 17 лабораторных работ по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов». Приводятся сведения о составе, структуре и свойствах, а также методах и способах термической, «горячей» и «холодной» обработки конструкционных материалов

Пособие составлено в соответствии с требованиями образовательного стандарта высшего профессионального образования, включает лаораторные и практические работы, а также требования к оформлению и выполнению расчетно-графической работы. Рассмотрены экспериментальные и расчетные методы кинематического, силового, динамического исследования машин и механизмов.

Лабораторный практикум составлен в соответствии с требованиями собственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, содержит задания для работы на занятии, теоретическое обоснование, указания по порядку выполнения лабораторных работ, указания по технике безопасности по темам лабораторных работ, контрольные вопросы, список литературы.

Лабораторный практикум является дополнением к курсу «Механика разрушения», помогает выработать навыки при решении практических задач и при обработке полученных результатов по определению механических свойств металлов, широко использующихся во всех отраслях промышленности, и требующих, кроме традиционных расчетов на прочность, дополнительных расчетов на трещиностойкость.

В соответствии с рабочей программой дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» по разделу «Материаловедение» предусмотрено выполнение 8 лабораторных работ. По каждой работе приведены вопросы и ответы, тестовые материалы для подготовки к выполнению лабораторных работ, их защите, а также к промежуточной аттестации по дисциплине.

В соответствии с рабочей программой дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» по разделу «Горячая обработка металлов» предусмотрено выполнение восьми лабораторных работ. В каждой работе приведены вопросы и ответы, а также тестовые материалы для подготовки к выполнению лабораторных работ, их защите, а также к промежуточной аттестации по дисциплине

Описаны структурные возможности и интерфейс системы «КОМПАС-3D» в области машиностроения. Подробно рассмотрены вопросы трехмерного (3D) и двумерного (2D) параметрического и непараметрического моделирования объектов машиностроения, а также возможности оформления конструкторской документации средствами системы «КОМПАС-3D» в соответствии со стандартами ЕСКД. Проанализированы приемы работы с объектами библиотек системы, приведены примеры с иллюстрациями.

Приведены лабораторные работы по сварке на малых токах неплавящимися и плавящимися электродами при питании дуги от однофазного выпрямителя с конденсаторным умножителем напряжения, потребляющим в 1,5–2 раза меньше энергии в сравнении с традиционными и не больше, чем инверторные; плазменно-порошковой наплавке плазмотроном с безосцилляторным зажиганием плазменной дуги. Рассмотрено зажигание дуги на токах 1–15 А неплавящимися и плавящимися электродами и особенности горения трехфазной дуги плавящимися электродами.

Рассмотрены систематизированные результаты исследований трибологических процессов трения и изнашивания в области трибофизики металлических и металлополимерных трибосистем. Описаны свойства поверхностных слоев, физико-химические процессы, структурно-фазовые превращения и трибофизические эффекты в условиях фрикционного взаимодействия металлов и полимеров, в том числе процессы самоорганизации в металлополимерных трибосистемах.

Систематизированы методы проведения и организации испытаний образцов и элементов конструкций. Представленные материалы позволяют производить выбор режимов и обосновывать объем и продолжительность испытаний с целью оценки характеристик технических свойств с требуемой точностью и надежностью.

Рассмотрены показатели качества машины и деталей машин, проведен анализ причин снижения качества на каждой стадии производства, представлены методы повышения качества изделий в машиностроительном производстве.

Изложены сведения о единстве строения и свойствах групп механизмов, а также фундаментальные основы и методы их структурного и кинематического исследования.

Представлены основные понятия процесса проектирования, раскрыто функциональное проектирование в машиностроении, приведены примеры оптимизации в САПР, структура и методы существующих и используемых в промышленности моделей и алгоритмов систем автоматизированного проектирования. Рассмотрено понятие виртуальной инженерии и проектирование, основанное на этих знаниях.

Рассмотрены основные положения дисциплины «Плавка металлов и сплавов» (раздел «Расчет шихты»), а также теоретические аспекты совершенствования расчета с использованием ЭВМ.

В учебном пособии содержатся сведения о методах проектирования, приемах выполнения заготовительных операций и технологиях изготовления сварных конструкций. Приведены примеры применения сварочных приспособлений, вспомогательного механического оборудования и промышленных роботов для сварки. Предназначено для студентов , изучающих дисциплины: «Проектирование сварочных приспособлений», «Проектирование цехов заготовительного производства», «Технологические комплексы для производства сварных конструкций», «Производство сварных конструкций», «Роботизированные технологические комплексы и автоматические линии в сварке».

Подробно описаны методики кинематического анализа и синтеза сложных эпициклических зубчатых механизмов, метрического синтеза по заданным условиям рычажных механизмов, их кинематического, силового расчетов и уравновешивания. Учебное пособие содержит комплекты заданий для курсового проектирования по дисциплине «Прикладная механика» (раздел «Схемный анализ и синтез механизмов») разных уровней сложности и комплект исходных данных для домашнего задания и расчетно-графической работы, предусмотренных учебными планами по специальностям и направлениям подготовки бакалавров кластера технических систем управления и жизнеобеспечения.

Изложены теоретические и прикладные вопросы математического моделирования при проектировании технологических процессов механической обработки деталей. Приведены методика моделирования с визуализацией технологических процессов при осесимметричной форме деталей с использованием компьютера, а также практические рекомендации по ее применению.

Рассмотрены трансформаторы и выпрямители, применяемые для дуговой и электрошлаковой сварки. Описаны свойства и характеристики основных источников нагрева при сварке плавлением. Приведены электрические схемы, устройства конструкций серийно выпускаемых источников питания.

Приведены общие сведения о гидравлических кузнечно-штамповочных машинах. Изложены классификация, принцип действия, устройство и работа технологических кузнечных машин с гидравлическим приводом. Даны описания процессов передачи энергии к исполнительному механизму, некоторые типовые расчёты параметров механизмов, устройств и де-талей, определяющих техническую характеристику машин.

Рассмотрены основополагающие понятия метрологии, даны необходимые теоретические сведения. Включены лабораторные работы по типовым методам измерения и контроля геометрических параметров деталей.

Представлены теоретические основы 3D-моделирования в системе AutoCAD, создания плоских изображений на базе объемных моделей. Рассмотрены вопросы визуализации 3D-моделей. Практическая часть пособия включает лабораторные работы по моделированию в среде AutoCAD.

В учебном пособии изложена методика расчета и назначения режимов обработки металлов точением, фрезерованием и шлифованием.

Пособие содержит указания по выполнению практических заданий по дисциплине «Теория механизмов и машин». В каждой главе приведены исходные данные и условия выполнения практического задания. Каждое практическое задание сопровождается теоретическими сведениями, необходимыми для его решения, и методическими указаниями к выполнению.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплин «Сопротивление материалов», «Техническая механика» направлений бакалаврской подготовки студентов всех технических специальностей. Большое внимание уделено изложению методов решения задач, вызывающих у студентов определенные трудности как при выполнении домашних заданий, так и в процессе освоения теоретического материала.

Изложены необходимые сведения о сельскохозяйственных машинах как объекте конструирования, рассмотрены вопросы организации проектирования деталей машин и механизмов, изложены основы теории и расчета деталей и сборочных единиц общего назначения. Уделено внимание информационному и патентно-лицензионному поиску, стандартизации и нормализации изделий, формированию надежности машин при проектировании. Приведены примеры расчета передач, валов, подшипниковых узлов, разъемных и неразъемных соединений.

В учебном пособии рассмотрены комплексы оборудования для производства горяче- и холоднокатаных полос. Приведены традиционные и альтернативные схемы производства с использованием литейно-прокатных агрегатов. Рассмотрено оборудование листовых станов горячей и холодной прокатки: конструкции прокатных клетей их приводов, узлов и механизмов клетей, типов и конструкций рольгангов, моталок и разматывателей. Представлено описание, функциональное назначение и конструктивные особенности машин и оборудования для отделки листового проката, агрегатов поперечной, продольной резки и правки полос. Приведены методики расчетов оборудования для прокатки и резки полос.

На конкретных примерах проиллюстрированы различные задачи применения методов статистической динамики в области лесной техники – лесопромышленной и лесохозяйственной. Рассмотрен весь цикл решения задач статистической динамики от постановки, через процесс решения, до практического приложения полученных результатов.

Учебное пособие знакомит с основами моделирования автоматических устройств на основе робототехнических конструкторов LEGO и TRIK и создания алгоритмов управления роботами в среде TRIK Studio. Рассмотрены физические основы робототехники. Приведены интересные факты, касающиеся истории робототехники и ее современных достижений.

Рассмотрены расчеты, конструкции и технология изготовления деталей и узлов общего назначения: разъемных и неразъемных соединений, передач трением и зацеплением, валов и осей, подшипников качения и скольжения, муфт.

Пособие составлено в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. Основное внимание в пособии уделено станочному технологическому оборудованию, которое является основой любого машиностроительного производства, определяющим его технический уровень и качество выпускаемой продукции. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 151900.62 (150305) – Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств, профиль «Технология машиностроения»

Содержатся тесты и решения к ним по теме «Внутренние усилия и напряжения при прямом изгибе стержней», изучаемой в дисциплинах «Сопротивление материалов» и «Техническая механика». Во введении изложен теоретический материал по темам: «Ключевые правила и формулы», «Определение поперечной силы и изгибающего момента в поперечных сечениях стержней», «Характерные особенности эпюр поперечных сил Q и изгибающих моментов М», «Напряжения в поперечных сечениях балки», «Расчеты на прочность». Рассмотрены разнообразные типы задач, даны подробные комментарии к решениям. Все тестовые примеры сформулированы в соответствии с общими требованиями для тестовых заданий базового уровня.

Рассмотрены основные принципы расчета и проектирования сварных конструкций. Представлены основы расчета стыковых и угловых сварных соединений, выполненных дуговыми способами сварки, соединений, выполненных контактной стыковой, точечной и роликовой сваркой. Рассмотрены особенности расчета сварных соединений, работающих при переменной нагрузке, в условиях усталости, особенности расчета на устойчивость. Для анализа работы конструкций при переменной нагрузке представлен раздел по линиям влияния. На основе вышеперечисленных основных принципов расчета приведены методы расчета и проектирования конкретных конструкций, таких как сварные балки, сварные фермы, сварные стойки и листовые конструкции (сосуды, резервуары).

Приведено описание наиболее известных новых технологических процессов сварки в среде защитных газов плавящимся электродом и оборудования для их реализации. Основное внимание уделено оборудованию, эксплуатируемому в научно-образовательном ресурсном центре «Сварка в строительстве» Омского государственного технического университета при реализации программы профессионального обучения.

Предлагаемый вниманию читателя конспект лекций является кратким изложением теоретического курса по дисциплине «Теория, расчёт и проектирование поршневых компрессоров», читаемого в Омском государственном техническом университете для студентов специальности 150801 «Вакуумная и компрессорная техника физических установок». Представленные материалы соответствуют государственному образовательному стандарту по данной специальности и основываются на опыте преподавания данного курса в МГТУ им. Н.Э. Баумана, СПбГТУ им. М.И. Калинина и ОмГТУ.

Цель учебного пособия дать студентам необходимый материал при изучении курса «Компрессорные станции», оказать помощь в самостоятельном решении вышеназванных вопросов при курсовом и дипломном проектировании КС промышленных предприятий; отдельные главы учебного пособия могут быть полезны при изучении дисциплин федерального компонента «Теория, расчет и конструирование поршневых компрессоров», «Теория, расчет и конструирование роторных компрессоров», «Теория, расчет и конструирование компрессорных машин динамического действия».

В учебном электронном издании рассматриваются оборудование машиностроительного производства, металлорежущие станки, кинематика резания. Овладение методиками синтеза и анализа кинематических схем, точностных расчётов станка является важным вопросом подготовки специалистов-машиностроителей.

Рассмотрены способы рекуперации тепловых потерь мобильной компрессорной установки. Представлены возможные структурные схемы мобильных компрессорных установок с системой рекуперации тепловых потерь. Для каждого из рассмотренных вариантов выполнен термодинамический анализ энергетической эффективности; установлена её зависимость от основных режимных факторов, влияющих на работу установки. Приведены примеры решения задач и даны задачи для самостоятельного расчёта различных систем рекуперации тепловых потерь мобильной компрессорной установки.

В учебном пособии рассмотрено содержание выпускной квалификационной работы (ВКР) бакалавра в соответствии с требованиями Федеральных государственных стандартов высшего образования, приведена тематика ВКР применительно к различным видам профессиональной деятельности бакалавра, рассмотрена структура и требования по оформлению, руководству и защите ВКР, приведено соотнесение перечня заданий, реализуемых в выпускной работе, с совокупным ожидаемым результатом обучения в виде перечня формируемых компетенций.

В кратком, но достаточном объеме изложены основные теоретические сведения важнейших разделов курса и приведены методические рекомендации по численному исследованию теоретических и эмпирических моделей технологических машин и оборудования с помощью пакетов программ Mathcad и Excel. Для организации самостоятельной работы и вычислительного практикума студентов издание комплектуется компакт-диском с MathCAD-программами для решения задач численного моделирования.

В учебном пособии изложены основы и структура современного проектирования машин, даны основные понятия и определения, связанные с теорией и практикой проектирования. Уделено внимание традиционным частям конструкторских работ, которые необходимы при создании технологических и других машин: стандартизации, унификации, нормализации, технологичности конструкции, выбору конструкторских баз, размерному анализу, системе простановки размеров, назначению допусков, шероховатости поверхностей и т.п.

Рассмотрены традиционные и перспективные способы восстановления, особенности механической обработки деталей при восстановлении, приведена методика выбора рационального способа восстановления. Приведены обобщенные данные из технической литературы последних лет и материалов международных конференций по проблеме «Надежность и ремонт машин», отдельные результаты научных исследований отечественных и зарубежных ученых при разработке технологий восстановления и упрочнения.