Захаров А.А., Комаров А.А., Волков Д.С., Зырянов Д.А

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ОЗЕРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(филиал)

ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО- ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

Захаров А.А., Комаров А.А.,

Волков Д.С., Зырянов Д.А.

Тренажер: «Узлы металлорежущих станков»

Озерск 2008

УДК

ББК

Т87

Захаров А.А., Комаров А.А., Волков Д.С., Зырянов Д.А.

В 55 Тренажер для изучения узлов металлорежущих станков. – Озерск: ОТИ МИФИ 2007. – 160 с.

ISBN 5-98111-072-4

Учебное пособие предназначено для студентов начальных курсов, изучающих дисциплину технология машиностроения.

ББК 81.2

ISBN 5-98111-072-4 © А.А.Захаров, А.А. Комаров, Д.С. Волков, Д.А. Зырянов 2007

Введение

a

Привычный линейный способ подачи учебного материала технических предметов не всегда бывает эффективным. У студентов после подобного способа изложения курса с большим трудом может возникнуть системное представление постигаемого материала. Это выражается в том, что студент не всегда быстро найдет связи между элементами данной дисциплины. Это относится как к элементам близким, так и далеким.

Изучая различные системы изложения учебных курсов, мало кто из преподавателей высшей школы останавливает свой взор на самой древней методике, а именно, на методике изучения таблицы умножения Пифагора. В своё время введение заучиваемой наизусть таблицы умножения революционизировало устный и письменный счёт. До этого использовались разные хитрые способы вычисления произведений однозначных чисел, которые сильно замедляли весь процесс и служили источником дополнительных ошибок.

За счет чего же произошел революционный скачок в преподавании арифметики? За счет того, что излагаемый материал был дан в обозримом виде, стали видны все элементы изучаемой дисциплины и способы их связи. Здесь был реализован в классическом виде системный подход. Можно ли применить данный метод при изучении других дисциплин, видоизменив в соответствии с изучаемой наукой? Конечно можно. Но как? Что за таблицу мы должны создать, в которой мы смогли бы увидеть в целом изучаемый предмет?

Такой таблицей может быть таблица с развернутой классификацией элементов изучаемой темы. Конечной целью изучения этой таблицы, а в нашем случае классификационной таблицы узлов металлорежущих станков, безусловно, является умение применять её в реальном процессе решения задач. Но путь от изучения таблицы до естественного владения ей огромен. «Здесь ситуация сходна с изучением иностранного языка. Для того чтобы активно овладеть выражением иностранного языка, его нужно употребить (прочитать, написать, произнести) человеку со средними способностями к языкам до 80 раз. После этого выражение не забывают»[1].

Однако никто не знает, сколько раз нужно поупражняться на примерах из таблиц, чтобы затем их активно использовать в течение всей жизни. Экспериментальных исследований по этому вопросу не проводилось. Априори можно сказать, что сделать это нужно не один раз. Методика, предложенная в настоящем пособии, предполагает оптимальное повторение и закрепление каждого примера таблиц путём выполнения разного рода упражнений.

Многие преподаватели убеждены, что их студенты очень хорошо воспринимают предлагаемый им учебный материал, но последующие зачет и экзамен иногда полностью меняют взгляд преподавателя. Как же сделать так, чтобы не ждать зачета и экзамена и достичь еще на этапе проведения семинарских занятий 100% уровня знаний изучаемого материала?

Обычный способ контроля знаний ничего хорошего не дает, как правило. Традиционный опрос как в школе, так и в вузе, если его проводит так называемый строгий преподаватель, наводит на учащихся панический страх, если акцент в этой форме работы делается не на поиск истины, а на допытывании и допрашивании студента: на какую отметку он знает? Это страх не так уж безобиден: он разлагающим образом действует на формирующуюся нравственность учащегося, порождает дух холопства, толкает на нечестность, заставляет прикрывать любыми способами свое незнание или непонимание. И это все при том, что сами студенты ненавидят холопство, обман и нечестность, а следовательно, они сами себя презирают в тот момент, когда их ставят в такое унизительное положение.

«Отметочная» сторона ответа учащегося должна меньше всего интересовать его во время ответа, так как он в этот момент должен быть нацелен на точную передачу своих знаний.

Именно такой урок сотрудничества, на котором у всех все получается, и рождает радость успеха в учении, желание и готовность усваивать трудные учебные дисциплины.

Вышеприведенная идея не является новой. Вечно новой будет идея, как ее реализовать в ежедневной практике преподавателя. Почему может не сработать, казалось бы, хорошая идея, как дать знание и не унизить студента? Если говорить языком «технологии машиностроения», то этой причиной может быть неправильный выбор типа соединения. Какой же нам нужен тип соединения? Если применить метод аналогии, то наиболее приемлемым нам подойдет «разъемное соединение вал и деталь с промежуточным элементом». Вал и деталь – это преподаватель и студент, промежуточным элементом будет способ подачи учебного материала. Неправильный способ - и соединения не произойдет. Студент останется без знаний.

Предлагаемая методика и может быть тем промежуточным элементом, который нам нужен.

Из каких шагов состоит наша методика?

Мы разбиваем весь путь на уровни, а каждый уровень требует прохождения нескольких шагов:

Чтение вслух классификационной таблицы на скорость;

Понимание принципа ее составления

Упражнения со списками примеров;

Сквозные упражнения.

Работа с терминами.

Заполнение таблицы затраченного времени (ТЗВ).

g	При изучении предложенного курса рекомендуем опираться на известные психологические принципы:

Связь с предыдущим материалом: Противодействует стиранию информации. Входит в процесс глубинной логической обработки.

Эмоциональность: Гарант внимания, при отключении которого начинается процесс забывания. Основа эмоциональной памяти. Выступает критерием значимости материала для обучаемого.

Хаотичное расположение материала в упражнениях способствует постоянному включению внимания и концентрации на материале.

Принцип новизны: Этот принцип непосредственно связан с предыдущим. Также чувство новизны возникает тогда, когда человек встречается с непривычным для него явлением.

b	Принцип работы с ТЗВ

При отработке скорости воспроизведения изучаемого материала необходимо помнить следующий закон: Если вы хотите достичь высокой скорости выполнения любого действия, будь то физическое или умственное, необходимо это действие отработать в медленном темпе. Нарушение этого закона приведет к не качественному выполнению разучиваемого действия. В нашем случае таким действием является запоминание узлов металлорежущих станков. Во время медленного заучивания чрезвычайно важно, чтобы ни одна деталь не прошла мимо сознания: каждый звук, каждое слово должны врезаться, впечатываться в психику, до боли явственно, четко «отдаваться» в мозгу (С. В. Клещов. К вопросу о механизмах пианистических движений//Советская музыка, 1935- № 4) Опираясь на приведенный закон, постарайтесь сделать соответствующие записи в ТЗВ.

b	Сквозные упражнения[2]

1.	Терминологические диктанты.
2.	Упражнение «Буратино». Тот узел, который не удается запомнить, попытайтесь «записать» носом. Для этого сначала закройте глаза, затем начинаем двигать носом по воображаемой поверхности.
3.	Упражнение «Руководящая память». Аналогичное упражнение, но только «пишем» воображаемой ручкой.
4.	Упражнение «Делаем медленно». Очень просто. Делаем о.о.о.ч.е.н ь медленно. Что это дает? Попробуйте – узнаете.
5.	Читаем таблицу классификации вслух «задом наперед».
6.	Читаем смешанную таблицу классификации вслух с последнего термина до первого.
7.	Работа в парах. Чтение таблицы классификации по памяти. Один называет любой номер узла, второй дает его название.
8.	Работа в парах. Чтение таблицы классификации по памяти поочередно через один или два узла, сначала в прямом, затем в обратном порядке.

Во время выполнения заданий обратите внимание на:

Условные обозначения
E	Работа в парах	N	На внимание	g	Советы
O	Вслух		Таблица затраченного времени (ТЗВ)	i	Проявите творчество
@	Письменно	b	Обратите особое внимание	B	Ключи

РАЗДЕЛ I I. ШАГ Классификация «Узлы металлорежущих станков»

a

Узлы металлорежущих станков

Передачи

Соединения

Трения

Давления (Зацепления)

Вал и деталь

Вал с валом (муфты)

Ременная

Фрикционная

Для получения вращения

Для получения прямолинейного движения

Разъемные

Неразъемные

Нерасцеп- ляемые

Расцепляемые

Между параллельными валами

Между скрещивающимися валами

Нерегулируемая

Регулируемая

С непосредственным контактом

Посредством чего-либо

Винт-гайка

Реечная

С промежуточным элементом

Без промежуточного элемента

С использованием тепла

Под действием силы

Некомпенсирующие

Компенсирующие

Управляемые

Самодействующие

Перекрестным ремнем

С натяжным роликом

Угловая

Полуперекресная

Коническая

Цилиндрическая

Лобовые вариаторы

Таровые вариаторы

Зубчатая

Червячная

Цепная

Волновая

Винтовая пара скольжения

Винтовая пара качения

Зубчатое колесо - рейка

Червяк - рейка

Шпоночные

Клиновые

Резьбовые

Шлицевые

Паянные и клеянные

Сварные

С гарантированным натягом

Заклепочные

Жесткие

Упругие

С промежуточным элементом

Без промежуточного элемента

Синхронные

Фрикционные

Обгонные

Предохранительные

1. Упражнение №1 E

В нижних ячейках классификационной таблицы даются названия узлов, которые представлены в списке №1 в том же порядке.

Смотрим последовательно на рисунки (1-32) списка № 1 и на классификационную таблицу. Читаем вслух развернутое название каждой детали. Это упражнение тождественно выполнению упражнения на обобщение и ограничение понятия. Контролер проверяет правильность выполнения упражнения по списку №2 «Развернутая характеристика деталей» и ставит плюс в соответствующую строку ТЗВ.

1. Список «Рисунки узлов металлорежущих станков №1»

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.!!!!!!!!!!!!! 29. 30. 31. 32.

2. Список «Развернутая характеристика деталей»

1. Является передачей; передача крутящего момента происходит под действием сил трения посредством ремня.

В данной передаче оси валов расположены параллельно и используется перекрестный ремень, следовательно, это ременная передача перекрестным ремнем.

2. Является передачей; передача крутящего момента происходит под действием сил трения посредством ремня. В данной передаче оси валов расположены параллельно, используется натяжной ролик, следовательно, это ременная передача с натяжным роликом.

3. Является передачей; передача крутящего момента происходит под действием сил трения посредством ремня.

В данной передаче оси валов скрещиваются под углом, для изменения направления движения ремня используется промежуточный ролик, следовательно, это ременная угловая передача.

4. Является передачей; передача крутящего момента происходит под действием сил трения по средством ремня.

В данной передаче оси валов скрещиваются под углом, и используется полуперекрестный ремень, следовательно, это полуперекрестная передача.

5. Является передачей; передача крутящего момента происходит под действием сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел под действием сжимающих сил.

В данной передаче постоянное передаточное отношение, и оси валов пересекаются, следовательно, это фрикционная коническая передача.

6. Является передачей; передача крутящего момента происходит под действием сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел под действием сжимающих сил.

В данной передаче постоянное передаточное отношение, и оси валов расположены параллельно, следовательно, это фрикционная цилиндрическая передача.

7. Является передачей; передача крутящего момента происходит под действием сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел под действием сжимающих сил.

В данной передаче возможно изменение передаточного отношения за счет перемещения ведущего ролика по диаметру ведомого, следовательно, это лобовой вариатор.

8. Является передачей; передача крутящего момента происходит под действием сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел под действием сжимающих сил.

В данной передаче возможно изменение передаточного отношения достигают поворотом роликов вокруг осей, следовательно, это торовый вариатор.

9. Является передачей; принцип действия данной передачи основан на зацеплении пары зубчатых колес, используется для получения вращения, следовательно, это зубчатая передача.

10. Является передачей; принцип действия данной передачи основан на зацеплении, движение осуществляется по принципу винтовой пары.

Используется для получения вращения, следовательно, это червячная передача.

11. Является передачей; используют для получения вращения.

Передача крутящего момента происходит посредством цепи, следовательно, это цепная передача.

12. Является передачей; используют для получения вращения.

Основана на принципе преобразования параметров движения за счет волнового деформирования одного из звеньев, следовательно, это волновая передача.

13. Является передачей; используют для преобразовании вращательного движения в прямолинейное.

Основана на принципе винтовой пары и работает по принципу скольжения, следовательно, винтовая пара скольжения.

14. Является передачей; используют для преобразовании вращательного движения в прямолинейное.

Основана на принципе винтовой пары и работает по принципу качения, следовательно, винтовая пара качения.

15. Является передачей; используют для преобразовании вращательного движения в прямолинейное, принцип действия данной передачи основан на зацеплении зубчатого колеса и рейки, следовательно, это передача зубчатое колесо-рейка.

16. Является передачей; используют для преобразования вращательного движения в прямолинейное, принцип действия данной передачи основан на зацеплении червяка и рейки, следовательно, это передача червяк-рейка.

17. Соединение является шпоночным, так как промежуточным элементом для передачи крутящего момента является шпонка.

Оно обеспечивает разъемное соединение вала с деталью.

18. Клиновое соединение позволяет обеспечить надежную фиксацию между валом и деталью при помощи клина, а также при необходимости можно произвести разъединение деталей.

19. В резьбовом соединении промежуточным элементом может быть болт, шпилька и т.д., которые способствуют легкому и удобному разъединению деталей валов.

20. Позволяет передавать крутящие моменты между валом и деталью посредством соединения шлицевых выступов с шлицевыми пазами.

Положительный момент: в данном соединении отсутствует промежуточный элемент.

21. Пайка и склеивание обеспечивается при контакте материала с припоем или клеем, что позволяет создать надежное неразъемное соединение.

22. Сварка происходит с применением тепла и взаимодействия заготовки со сварным элементом.

Надежность швов обеспечивает передачу рабочих нагрузок между деталями.

23. Соединение с гарантированным натягом происходит при сопряжении охватываемой и охватывающей детали, при этом размер охватываемой детали больше размера отверстия охватывающей детали.

Является неразъемным надежным соединением.

24. Заклепочные соединения обеспечиваются при помощи заклепок, которые деформируются посредством ударной силы, что относит их в группу неразъемных соединений.

25. Является нерасцепляемой некомпенсирующей муфтой и позволяет обеспечить жесткую передачу крутящего момента между валами. Следовательно, это жесткая муфта.

26. Является нерасцепляемой некомпенсирующей муфтой и позволяет обеспечить упругую и более плавную передачу крутящего момента между валами. Следовательно, это упругая муфта.

27. Является нерасцепляемой компенсирующей муфтой и предназначена для соединения валов с радиальным смещением. Следовательно, это компенсирующая муфта с промежуточным элементом.

28. Является нерасцепляемой компенсирующей муфтой и предназначена для соединения валов с взаимным наклоном и возможностью изменения величины угла наклона. Следовательно, это компенсирующая муфта без промежуточного элемента.

29. Являются расцепляемой управляемой муфтой и позволяет передавать момент от ведущего к ведомому валу взаимным зацеплением полумуфт посредством кулачков (торцовых выступов) или зубьев. Следовательно, это синхронная муфта.

30. Является расцепляемой управляемой муфтой и позволяет обеспечить плавное сцепление валов, так как величину сил трения, при помощи которых происходит сцепление деталей полумуфт, можно легко регулировать путем изменения сил сжатия этих деталей. Следовательно, это фрикционная муфта.

31. Является самодействующей расцепляемой муфтой и позволяет передавать вращающий момент за счет заклинивания между полумуфтами промежуточных тел (в основном роликов). Следовательно, это обгонная муфта.

32. Являются самодействующей расцепляемой муфтой и служит для защиты машины от перегрузок. Следовательно, это предохранительная муфта.

II.ШАГ Тренировочные упражнения[3]

a

2. Упражнение №2