Программа вступительного экзамена по направлению подготовки 15.06.01 – Машиностроение

1. Машиноведение и детали машин

1.1. Основы проектирования деталей машин

1.1.1 Нагрузки в машинах. Надежность машин и их деталей. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин. Прочность. Жесткость. Износостойкость. Виброустойчивость. Теплоустойчивость.

1.1.2. Выбор материалов. Классификация условий работы деталей машин с точки зрения выбора материала. Критерии выбора материала. Конструктивные материалы и их характеристики. Пути экономии материалов. Методы поверхностного упрочнения деталей машин.

1.1.3. Стандартизация и унификация деталей машин. Взаимозаменяемость. Допуски и посадки. Точность и технологичность изготовления деталей машин. Экономические основы проектирования деталей машин.

1.2. Соединения

1.2.1. Неразъемные соединения. Сварные соединения и их классификация. Конструкция и расчет сварных соединений. Закупочные- соединения, их конструкция и расчет. Соединения с натягом. Расчет прочности деталей и несущей способности соединений.

1.2.2. Резьбовые соединения. Классификация и основные параметры резьбы. Стандарты. Силовые взаимодействия между винтом и гайкой. КПД винтовой пары. Самоторможение. Конструкции резьбовых соединений и их расчет.

1.2.3. Шпоночные, шлицевые и профильные соединения. Основные типы и области применения. Способы центрирования. Стандарты. Расчеты несущей способности. Клиновые соединения.

1.3. Передачи

1.3.1. Назначение, принципы работы и классификация механических передач. Кинематические и энергетические соотношения для механических передач вращательного движения.

1.3.2. Фрикционные передачи и вариаторы. Принципы работы. Области применения. Геометрические и кинематические характеристики. Конструкции, материалы. Сила в передаче. КПД фрикционных передач. Контактные напряжения. Расчет фрикционных передач. Вариаторы.

1.3.3. Ременные передачи. Основные характеристики, области применения и разновидности временных передач. Типы и материалы плоских и клиновых ремней. Геометрия и кинематика. Теория работы ременных передач. Силы и напряжения в ремне. Скольжение в передаче и КПД Привода. Расчет на тяговую способность и долговечность. Особенности расчета клиноременных передач. Поликлиноременные передачи. Клиноременные вариаторы. Зубчато-ременные передачи. Натяжные устройства. Конструкция элементов передач.

1.3.4. Зубчатые передачи. Классификация. Области применения. Стандартные параметры. Критерии работоспособности и точность изготовления зубчатых передач. Силы в передаче. Материалы зубчатых колес. Расчет прямозубых и косозубых передач на изгиб и контактную прочность. Проектные и проверочные расчеты. Рекомендации по корригированию. КПД и смазка зубчатых передач. Конические зубчатые передачи с прямыми и криволинейными зубьями. Геометрия и расчет на прочность. Передачи с круговинтовым зацеплением Новикова. Планетарные зубчатые передачи. Волновые передачи. Передачи цилиндрическими винтовыми колесами.

1.3.5. Червячные передачи. Основные понятия и определения. Характеристики. Области применения. Классификация червячных передач. Кинематика и геометрия червяных передач. Основные параметры и их выбор. Стандарты. Критерии работоспособности, применяемые материалы и силы, действующие в червячном зацеплении. Расчет зубьев на изгиб и по контактным напряжениям КПД передачи, искусственное охлаждение и смазка червячных передач. Глобоидные передачи.

1.3.6. Цепные передачи. Классификация и конструкции приводных цепей. Области применения цепных передач. Основные характеристика. Выбор параметров цепных передач. Кинематика, геометрия и динамика цепных передач. Критерии работоспособности, расчет цепных передач. Смазка цепных передач. Цепные вариаторы.

1.4. Валы, подшипники, муфты, пружины.

1.4.1. Классификация валов и осей. Конструкции, материалы, критерии работоспособности. Расчеты на прочность, жесткость их колебаний.

1.4.2. Подшипники скольжения. Основные типы и параметры подшипников скольжения. Подшипниковые материалы. Критерии работоспособности. Расчет подшипников жидкостного и полужидкостного трения. Конструкция подшипников и системы подвода смазки.

1.4.3. Подшипники качения. Классификация и система условных обозначений. Конструкция, основные параметры. Подбор и стандарты на расчет подшипников качения. Точность и выбор предварительного натяга в подшипниках. Смазка подшипников.

1.4.4. Муфты. Классификация. Конструкции, основные характеристики и расчет глухих, упругих и компенсирующих муфт. Конструкции и расчет управляемых кулачковых и фрикционных муфт. Области применения, конструкции и расчет самоуправляемых сцепных муфт. Обгонные муфты.

1.4.5. Пружины. Назначение, классификация по виду нагружения и форме. Области применения. Материалы, допускаемые напряжения и расчет пружин.

1.5. Смазочные материалы и присадки.

2. Гидравлические и пневматические приводы

2.1. Основы теории и проектирования приводов.

2.1.1. Теория автоматического регулирования как аппарат исследования и проектирования систем приводов. Математический аппарат теории автоматического регулирования (линейные, нелинейные дифференциальные уравнения, понятия о способах их решения). Преобразование Фурье. Основные теоремы операционного исчисления.

2.1.2. Теория линейных автоматических систем. Дифференциальные уравнения систем автоматического регулирования (САР), линеаризация, типовые звенья, переходные и передаточные функции, частотные характеристики. Структурные схемы САР, их преобразования. Критерии устойчивости, запасы устойчивости. Показатели качества. Методика синтеза корректирующих устройств с помощью частотных характеристик. Понятие об инвариантности. Экспериментальные методы исследования. Понятие о моделировании на цифровых ЭВМ.

2.1.3. Теория нелинейных автоматических систем. Нелинейные САР и их особенности. Типовые нелинейные характеристики элементов. Метод гармонической линеаризации и исследование периодических режимов, параметры и устойчивость. Метод фазовой плоскости и его использование для расчета нелинейных САР.

2.1.4. Статистическая динамика САР. Анализ точности САР при случайных воздействиях. Понятие о корреляционной функции и спектральной плотности сигналов на входе и выходе системы. Определение среднеквадратических ошибок регулирования. Понятие о статистической линеаризации нелинейностей.

2.1.5. Общие представления о приводах и системах приводов. Определение основных понятий. Принцип действия регулируемого силового привода. Основные типы автоматических и автоматизированных систем (следящие приводы, приводы стабилизации, понятие о многоканальных приводах, системы приводов различных объектов). Основные свойства измерительных элементов следящих приводов. Типы исполнительных элементов. Основные требования, предъявляемые к приводам.

2.1.6. Общие вопросы теории следящих приводов (СП). Регулировочные, механические и энергетические характеристики приводов. Типовые нагрузки СП. Нагрузочные диаграммы: механические, регулировочные к энергетические характеристики исполнительных элементов. Основные этапы энергетического расчета СП. Методика выбора исполнительных элементов приводов при заданных законах движения объекта. Общие представления о СП. Обобщенные уравнения, структурные схемы и передаточные функции СП. Управляющее и возмущающее воздействие. Учет наличия связей по возмущающему воздействию. Учет свойств основных нелинейностей СП. Понятие о двухканальных СП. Показатели качества СП. Синтез корректирующих устройств основных типов СП. Применение связей по возмущающему воздействию. Влияние основных нелинейностей на Устойчивость СП. Способы устранения влияния нелинейностей в СП.

2.2. Электропривод.

2.2.1. Области использования, преимущества, недостатки, перспективы развития.

2.2.2. Способы регулирования скорости электроприводов. Типы исполнительных двигателей и усилителей мощности. Выбор электродвигателей и усилителей мощности. Общие сведения об электрических следящих приводах (ЭСП). Типы измерительных и исполнительных элементов. Способы коррекции. Типовые схемы. Области применения. Особенности ЭСП с электромашинными, транзисторными и тиристорными усилителями мощности. Особенности безредукторных ЭСП и электроприводов стабилизации. Передаточные функции и структурные схемы ЭПС. Многоконтурные ЭСП, подчиненное регулирование.

2.3. Гидравлический следящий привод.

2.3.1. Области использования, преимущества, недостатки, перспективы развития.

2.3.2. Основные теории потока жидкости. Виды и основные свойства рабочих жидкостей, применяемых в гидроприводах и требования к ним. Основное уравнение гидравлики. Уравнение неразрывности. Дифференциальное уравнение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли. Основы теории гидростатического подобия. Ламинарное и турбулентное движение жидкости. Виды местных сопротивлений. Истечение жидкости через отверстия. Коэффициент расхода. Взаимодействие потока с твердым теплом. Расчет силы действия на стенку.

2.3.3. Элементы гидравлического привода. Объемные гидромашины. Основные схемы, основные соотношения и зависимости, принцип действии радиально-поршневых. Пластинчатых, аксиально-поршневых и шестеренных гидромашин. Высокомоментные гидромоторы.

2.3.4. Гидроусилители мощности. (ГУ). Основные типы и принципиальные схемы. Типы обратных связей. Статические, энергетические и динамические характеристики. Основные типы электромеханических преобразователей с непрерывным и дискретным управлением. Передаточные функции ГУ с механической, гидравлической и электрической обратными связями.

2.3.5. Гидропривод дроссельного регулирования (ГДР). Типовые принципиальные схемы ГДР. Управления и передаточные функции силовой части ГДР. Статические характеристики силовой части ГДР. СП дроссельного регулирования с механическим управлением. СП дроссельного регулирования с электрическим (непрерывным и дискретным) управлением.

2.3.6. Гидропривод объемного регулирования (ГОР). Типовые принципиальные схемы. Основные виды механизмов управления. Уравнения движения и передаточные функции силовой части ГОР. Статические характеристики силовой части ОГР. СП объемного регулирования с механическим и электрическим управлением.

2.3.7. Методы улучшения статических, энергетических и динамических характеристик электрогидравлических следящих систем (ЭГСП) с помощью гидромеханических и электрических корректирующих устройств. (КУ), Корректирующие устройства в цепи ошибки. Параллельные гидромеханические и электрические КУ, реализующие обратную связь по динамическому перепаду давлений. Обратная связь по расходу в ГДР.

2.3.8. Элементы гидроприводов. Переливные и предохранительный клапаны, распределительные золотники, фильтры, ограничители расхода, гидроаккумуляторы и гидроразъемы. Гидроцилиндры. Неполноповоротные гидромоторы.

2.4. Пневматические системы и пневмопривод

2.4.1. Назначение и классификация пневмосистем. Состав и варианты исполнения пневмосистем. Пневмоавтоматические системы регулирования параметров газа. Системы производства и хранения сжатых газов. Пневматические системы управления. Элементная база пневматических систем. Классификация и конструктивные особенности регуляторов давления газа. Предохранительные устройства пневматических систем. Запорно-распределительные устройства. Устройства очистки газа. Уплотнительные соединения в устройствах пневмоавтоматики.

2.4.2. Виды пневмоприводов. Способы управления приводами. Двигатели пневмоприводов. Приводы одностороннего и двустороннего действия. Поворотные пневматические приводы. Пневмоприводы вращательного действия. Трубопроводы. Соединения трубопроводов. Блоки подготовки газа. Пневматические приводы технологического оборудования. Циклические пневмосистемы хода. Пневмогидравлические приводы. Системы позиционирования. Техническое обслуживание пневматических приводов. Поиск и устранение неисправностей. Требования безопасности.

2.4.3. Основы математического описания процессов в пневмосистемах и пневмоприводах. Параметры термодинамического тела. Термическое уравнение состояния газа. Калорическое уравнение состояния газа. Зависимости для расчета основных свойств газа. Зависимости термодинамики переменного количества газа. Математическое описание процессов в термической подсистеме.

2.4.4. Методы расчета процессов в элементах пневматических систем и приводов. Основные виды расчетов элементов пневмосистем. Расчет расхода газа через дроссельные устройства. Расчет процессов в газовых емкостях. Расчет процессов в трубопроводах пневмосистем и приводов.

2.4.5. Анализ характеристик простейших устройств пневмоавтоматики в составе пневмосистем и пневмоприводов. Полость постоянного объема - процесс наполнения через отверстие постоянной площади. Опорожнение полости постоянного объема через отверстие постоянной площади. Полость постоянного объема с регулируемым подводом и отводом газа. Последовательность проточных полостей. Привод одностороннего действия.

2.4.6. Расчет пневмоавтоматических систем регулирования давления газа. Построение математической модели системы регулирования давления газа. Статические и динамические характеристики одноступенчатой системы регулирования давления. Расчет двухступенчатых регуляторов давления. Расчет характеристик системы регулирования с параллельно включенными регуляторами. Учет подвижности основания при расчетах систем регулирования давления газа.

2.4.7. Расчет предохранительных устройств в пневмосистемах. Динамическая модель предохранительного клапана. Статические характеристики предохранительного клапана. Устойчивость установившегося режима работы предохранительного клапана.

2.4.8. Расчет запорно-распределительных устройств в пневмосистемах. Назначение и задачи расчета запорно-распределительных пневмоустройств. Гидравлический расчет запорно-распределительных пневмоустройств. Силовой расчет запорно-распределительных пневмоустройств. Динамический расчет запорно-распределительных пневмоустройств.

2.4.9. Расчет надежности устройств пневмоавтоматики. Задачи и методы оценки надежности пневмоавтоматических систем и их элементов. Методика оценки надежности устройств пневмоавтоматики. Методика расчета надежности пневмосистем.

2.4.10. Математические модели пневмоприводов. Нелинейная математическая модель пневмопривода. Линейная математическая модель пневмопривода. Установившийся режим работы силового газового привода. Статическая характеристика по давлению и механическая характеристика силового газового привода. Упрощение линейных моделей пневмопривода. Линейные модели газового привода с газораспределителем закрытого типа. Влияние основных нелинейностей на устойчивость пневмопривода. Корректирование характеристик пневмопривода. Переходные процессы в пневмоприводах.

2.4.11. Автоматизация анализа и проектирования пневматических систем и приводов. Технология анализа функционирования пневмоавтоматических систем. Динамический анализ пневмомеханических систем произвольной структуры. Конструктивный синтез пневмосистем.

2.4.12. Экспериментальное определение характеристик элементов пневмосистем и пневмоприводов. Экспериментальное определение сил трения на подвижных частях пневмоустройств. Определение характеристик герметизации клапанных узлов устройств пневмоавтоматики.

2.4.13. Технологические процессы испытаний устройств пневмоавтоматики. Типовые технологические процессы испытаний. Испытания на функционирование. Испытания на прочность. Испытания на герметичность. Получение и подготовка рабочей среды при испытаниях. Оборудование для испытаний пневмоустройств. Автоматизация процессов испытаний.

3. Организация производства изделий машиностроения.

3.1. Классификация организационно-правовых форм предприятия. Имущество предприятия и источники его формирования. Стадии жизненного цикла продукции. Методы оценки конкурентоспособности продукции. Сертификация продукции и производства как способ повышения качества и конкурентоспособности. Организация маркетинга на машиностроительном предприятии.

3.2. Классификация и принципы организации производственных процессов. Типы машиностроительного производства и их характеристика. Организация производственных процессов при различных типах производства. Производственный цикл и его структура. Пути сокращения длительности производственного цикла.

3.3. Формы организации машиностроительного производства. Сущность и основные виды поточного производства. Расчет загрузки рабочих мест и межоперационных заделов в поточном производстве.

3.4. Организация подготовки производства новой продукции. Организация научно-исследовательских работ. Организация конструкторской подготовки производства. Организация технологической подготовки производства. Системы технологической подготовки производства предприятий.

3.5. Сравнительный технико-экономический анализ вариантов технологических процессов. Организационная подготовка производства. Организация перехода на выпуск новой продукции.

3.6. Организация и управление техническим контролем на машиностроительном предприятии. Организация и управление качеством продукции на машиностроительном предприятии. Методы и организационные формы контроля качества продукции. Назначение и задачи автоматизированных систем управления производством.

3.7. Основные положения теории производительности труда. Технологическая и цикловая производительность. Сущность и задачи организации труда на предприятии. Разделение и кооперация труда на предприятии. Задачи и содержание технического нормирования труда на предприятии.

3.8. Сущность, назначение, состав и структура основных средств предприятия. Износ и амортизация основных средств. Методы амортизации основных средств. Состав и назначение оборотных средств предприятия. Источники формирования оборотных средств.

3.9. Классификация систем оплаты труда. Организация оплаты труда на предприятии. Виды себестоимости продукции, расчет себестоимости. Сущность прибыли, ее источники и виды.

3.10. Инвестиции и их значение в деятельности предприятия. Методы оценки экономической эффективности инвестиций. Структура и содержание бизнес-плана предприятия. Технико-экономическое планирование. План производства предприятия. Оперативно-производственное планирование.

3.11. Применение информационных технологий при технической подготовке производства. Применение информационных технологий в производственном процессе.

Основная литература

Раздел 1

1. Решетов Д.Н. Детали машин. 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с.

2. Иванов Н.Н. Детали машин 3-е изд. доп. и перераб. – М.: Высшая школа, 1976. – 400 с.

Раздел 2

1. Никитин О.Ф. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебное пособие. – 2-е изд. исп. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. – 430 с.

2. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. – С.Пб.: Изд-во Профессия, 2003. – 747 с.

3. Следящие приводы. В 3-х кн. Под ред. В.К. Чемоданова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 258 с.

4. Попов Д.Н. Механика гидро- и пневмоприводов: Учеб. для вузов. 2-е изд. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 320 с.

5. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: учебник для вузов / Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. 2-е изд. перераб. М.: Машиностроение, 1982.

6. Шейпак А.А. Гидравлика и гидропривод. Часть 1. Основы механики жидкости и газа. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 192 с.

7. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. М.: Академия, 2005. – 304 с.

8. Герц Е.В., Крейнин Г.В. Расчет пневмоприводов. М.: Машиностроение, 1975. – 272 с.

9. Математические модели систем пневмоавтоматики: Учеб. пособие / Ю.Л. Арзуманов, Е.М. Халатов, В.И. Чекмазов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. – 296 с.

10. Ю.Л. Арзуманов, Е.М. халатов, В.И. Чекмазов. Основы проектирования систем регулирования параметров газа в комплексах газоавтоматики. – М.: Издательский дом “Спектр”, 2013. – 264 с.

Раздел 3

1. Басовский Л.Е., Протасов В.Б. Управление качеством: Учебник. - М.: ИНФА- М, 2001. - 207с.

2. Баронов В.В. и др. Автоматизация управления предприятием. - М.: ИНФРА- М, 2000. - 239с.

3. Информационное обеспечение, поддержка и сопровождение жизненного цикла изделия. / Под ред. В.В. Бакаева. - М.: Машиностроение-1, 2005, 624 с.

4. Казанцев А.К., Серова Л.С. Основы производственного менеджмента: Учебное пособие. - М.: ИНФРА-М, 2002. - 348с.

5. Козловский В.А., Козловская Э.А., Савруков Н.Т. Логистический менеджмент: Учебное пособие. 2-е изд., доп. - СПб.: Издательство "Лань", 2002. – 272 с. - (Учебники для вузов. Специальная литература).

6. Репин В.В., Елиферов В.Г. Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес-процессов. - М.: РИА "Стандарты и качество", 2008. - 404с.

7. Шепеленко Г.И. Экономика, организация и планирование производства на предприятии: Учеб. пособие для ВУЗов - 2-е., доп. и перераб. - Ростов Н/Д: Март, 2001. - 237 с.

Дополнительная литература

Раздел 1

1. Заблонский Н.И. Летали машин. – Киев: Высшая школа, 1985.

2. Кудрявцев В.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1980.

3. Дмитриев В.А. Детали машин. – Л.: “Судостроение”, 1970.

Раздел 2

1. Бесекерский В.а. Динамический синтез систем автоматического регулирования. – М.: Наука, 1970. – 576 с.

2. Костин С.В., Петров Б.И., Гамынин Н.С. Рулевые приводы. М.: Машиностроение, 1973. – 208 с.

3. Арзуманов Ю.Л., Петров Р.А., Халатов Е.М. Системы газоснабжения и устройства пневмоавтоматики ракетно-космических комплексов. – М.: Машиностроение, 1997. – 464 с.

4. Основы построения математических моделей систем пневмоавтоматики. Учебное пособие / Ю.Л. Арзуманов, Е.М. Халатов, В.И. Чекмазов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.э. Баумана, 2002. – 128 с.

5. Арзуманов Ю.Л., Петров Р.А., Халатов Е.М. и др. Пневмосистемы стартовых комплексов. Расчет и проектирование. Учебное пособие. – Ковров: КГТА, 2000. – 309 с.

6. Арзуманов Ю.Л., Петров Р.А., Халатов Е.М. Расчет и проектирование устройств и агрегатов пневмоавтоматики стартовых комплексов. Учебное пособие. – Ковров: КГТА, 1999. – 208 с.

7. Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5-ти томах. Под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Ечупова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004.

Раздел 3

1. Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1998. – 176 с.

2. Гаврилов Д.А. Управление производством на базе стандарта MRP II. - СПб: Питер, 2002. – 320 с.: ил. - (Серия "Теория и практика менеджмента").

3. Гатауллин P.M. Организация конкурентоспособного производства. - М.: Экономика и финансы, 2001. – 160 с.

4. ГОСТ Р ИСО 9004-2001. "Системы менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности". М.: Издательство стандартов, 2001. – 76 с.

5. Маклаков С.В. BPwin и ERwin. CASE-средства разработки инф. систем. - 2-е изд., испр. и дополн. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2001. - 304 с.

6. Петров Ю.А. и др. Комплексная автоматизация управления предприятием: Информационные технологии - теория и практика управления / Ю.А. Петров, Е.Л. Шлимович, Ю.В. Ирюпин. - М.: Финансы и статистика, 2001. - 160 с.