Разработка проекта совершенствования материально-технического обеспечения расчетно-графической подготовки будущих учителей технологии (Тульский государственный педагогический университет)
ВВЕДЕНИЕ 4
1. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ОСНАЩЕНИЯ КАБИНЕТА РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 7
1.1. Проектно-технологическое мышление и его взаимосвязь с расчетно-графическим проектированием 7
1.2. Методика организации расчетно-графического проектирования 9
1.3. Анализ CAD и CAE систем для автоматизации проектных работ 11
1.3.1. Общие сведения о цифровом проектировании 11
1.3.2. Классификация систем автоматизированного проектирования 13
1.4. Разработка проекта оснащения кабинета расчетно-графического проектирования 15
1.4.1. Выбор оборудования и программного обеспечения 15
1.4.2. Разработка планировки кабинета расчетно-графического проектирования 18
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 20
2.1. Исходные данные к тепловому расчету двигателя 21
2.2. Определение частоты вращения коленчатого вала 22
2.3. Расчет параметров рабочего тела 23
2.4. Расчет процессов газообмена 26
2.5. Расчет процесса сжатия 31
2.6. Расчет процесса сгорания 33
2.7. Расчет процесса расширения 42
2.8. Определение индикаторных показателей двигателя 45
2.9. Механические потери и эффективные показатели двигателя 47
2.10. Определение размеров цилиндра и рабочего объема двигателя 49
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СОЗДАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ САПР AUTODESK INVENTOR 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 80
ПРИЛОЖЕНИЯ 83
Приложение 1 84
Техническое переоснащение производства, внедрение новых техни-ки и технологий требуют соответствующей подготовки рабочих кадров, быстрого приспособления работников производства к новым условиям труда. В этих условиях технологическая подготовка становится необхо-димой и неотъемлемой частью профессиональной подготовки специали-стов, основы которой закладываются в общеобразовательной школе при изучении учащимися предмета «Технология». Большая роль в этом отво-дится выпускникам факультетов технологии и предпринимательства педвузов. Основой для успешной деятельности учителя технологии слу-жат именно те знания, умения и навыки, которыми он овладел в процессе обучения. Качественное формирование умений и навыков, применяемых учителем технологии в своей профессиональной деятельности невозмож-но без основательной общетехнической подготовки, являющейся инвари-антом по отношению к специальному техническому и технологическому образованию.
Общетехническая подготовка является одним из основополагающих компонентов технологического образования. Иногда ее содержание по-нимается очень узко и сводится к содержанию общетехнических дисци-плин, изучаемых в вузе. В действительности содержание общетехниче-ской подготовки шире, поскольку ее элементы имплицитно встроены в содержание математики, физики, информатики и специальных дисциплин, таких как теоретическая механика, сопротивление материалов, начерта-тельная геометрия и т. д. Общетехнические дисциплины играют важную роль в подготовке будущих учителей технологии, занимая промежуточ-ное положение между общеобразовательными и специальными дисципли-нами (дисциплина профессионального цикла). При этом дисциплины профессионального цикла также в полном объеме «работают» на обще-техническую подготовку, иллюстрируя конкретными примерами общие положения технических наук [9].
Актуальность исследования. Одним из аспектов освоения дисци-плин способствующих общетехнической подготовке будущих учителей технологии является приобретение ими навыков выполнения расчетно-графических работ. Это особый вид учебного процесса, главной целью которого является закрепление знаний, умений и навыков, полученных в ходе образовательной деятельности, и их сочетание с инженерными зада-чами, требующими обоснованных решений, направленных на повышение эффективности деятельности будущего учителя технологии. Учитывая быстрое развитие цифровых технологий производства, применение си-стем автоматизированного проектирования для разработки конструктор-ской документации, представляется актуальным изучить возможности их внедрения в учебный процесс подготовки будущих учителей технологии, с целью совершенствования методов организации расчетного-графического проектирования обучающихся.
Целью данной выпускной квалификационной работы является раз-работка проекта совершенствования материально-технического обеспече-ния расчетно-графической подготовки будущих учителей технологии с использованием систем автоматизации проектных работ.
Для достижения цели данной работы необходимо решить следую-щие задачи:
– проанализировать теоретические основы расчетно-графической подготовки;
– выполнить сравнительный анализ систем автоматизированного проектирования и инженерного анализа;
– разработать проект оснащения кабинета расчетно-графического проектирования;
– разработать методику выполнения теплового расчета двигателя внутреннего сгорания;
– разработать методику создания моделей деталей двигателя внут-реннего с использованием системы автоматизированного проектирования «Autodesk Inventor».
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были сделаны следующие выводы и решены следующие задачи:
– проанализированы теоретические основы расчетно-графической подготовки;
– выполнен сравнительный анализ систем автоматизированного проектирования и инженерного анализа;
– разработан проект оснащения кабинета расчетно-графического проектирования;
– разработана методика выполнения теплового расчета двигателя внутреннего сгорания;
– разработана методика создания моделей деталей двигателя внут-реннего сгорания с использованием системы автоматизированного проек-тирования «Autodesk Inventor».
Таким образом, цель выпускной квалификационно работы достиг-нута, сформулированные задачи решены.
1. Автомобильные двигатели: курсовое проектирование. Учебное пособие / М. Г. Шатров, И. В. Алексеев, С. Н. Богданов, Ю. В. Горшков, В. Е. Ерещенко, И. Е. Иванов, С. А. Пришвин, П. В. Сафронов. – М.: Из-дательский центр «Академия», 2011. – 256 с.
2. Алиева, Н. П. Построение моделей и создание чертежей дета-лей в системе Autodesk Inventor. Учебное пособие. / Н. П. Алиева, П. А. Журбенко, Л. С. Сенченкова – М.: ДМК Пресс, 2011. – 112 с.
3. Амелин, С. В. Организация производства в условиях цифро-вой экономики / С.В. Амелин, И.В. Щетинина // Организатор производ-ства. – 2018. – Т. 26. – № 4. – С. 7-18.
4. Глинкин, С. А. Расчет деталей поршневых двигателей внут-реннего сгорания: учеб. пособие / С. А. Глинкин; Владимирский гос. ун-т им. А. Г. и Н. Г. Столетовых. – Владимир: Изд-во ВлГУ, 2013. – 107 с.
5. Зиновьев, Д. В. Основы проектирования в Autodesk Inventor. 2-е изд. / Д. В. Зиновьев.; под ред. Азанова М. – М.: ДМК Пресс, 2017. – 256 с.
6. Добрынин, А. В. Методические рекомендации для общеобра-зовательных организаций Липецкой области о реализации в рамках ФГОС общего образования преподавании предметной области «Техноло-гия» в 2018–2019 учебном году. – Липецк, 2018. – 11 с.
7. Киселевский, О. С. Твердотельное трехмерное моделирование в Autodesk Inventor: учеб.-метод. пособие / О. С. Киселевский. – Минск: БГУИР, 2017. – 90 с.
8. Колчин, А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигате-лей: учебное пособие для вузов; изд. 4-е, стереотипное / А. И. Колчин, В. П. Демидов. – М.: Высшая школа, 2008. – 496 с.
9. Лазарь, В. В. Интегративные расчетно-графические работы как средство общетехнической подготовки студентов инженерного вуза / В. В. Лазарь // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ . – 2012. – № 4/2'. – С. 47-49.
10. Левенцов, В. А. Цифровое проектирование изделия и процес-сов производства как фактор повышения эффективности / В. А. Левенцов, А. Н. Левенцов // Современные наукоемкие технологии. – 2021. – № 5 – С. 63-67
11. Медведев, В А. Проектное мышление: основные признаки и этапы развития / В. А. Медведев // Глобальная конференция по техноло-гиям в образовании edcrunch Ural: новые образовательные технологии в вузе – 2019. Сб. статей, Екатеринбург, 24-26 апреля 2019 года. – Екате-ринбург: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2019. – С. 102-107.
12. Мелисаров, В. М. Тепловой расчет и тепловой баланс карбю-раторного двигателя и двигателя с впрыском топлива: учебное пособие / В. М. Мелисаров, П. П. Беспалько, М. А. Каменская. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. – 128 с.
13. Паровай, Ф. В. Конструирование ДВС [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие / Ф. В. Паровай, Д. С. Лёжин; Минобрнауки Рос-сии, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С.П. Королёва (Нац. исслед. ун-т). – Электрон. текстовые и граф. дан. (7,7 Мбайт). – Самара, 2011. – 1 эл. опт. диск (CD-ROM). – Систем. требования: ПК Pentium; Windows 98 или вы-ше.
14. Роль индивидуальных творческих проектов в подготовке бу-дущих учителей технологии / А. Н. Сергеев, А. Е. Гвоздев, С. Н. Кутепов, Д. С. Клементьев, Е. В. Цой, Д. В. Малий, О. В. Сидоров, С. А. Грачева, И. Н. Майорова // В сб.: Технолого-экономическое образование: достиже-ния, инновации, перспективы. Материалы XIX Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Тула, 2021. С. 154-157.
15. Стуканов, В. А. Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля: учебное пособие / В. А. Стуканов. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 386 с.
16. Цифровое проектирование, математическое моделирование и управление жизненным циклом изделия или продукции (Smart Design): [Электронный ресурс] // CDTOwiki: база знаний по цифровой трансфор-мации. URL: https://cdto.wiki/%D0%9D%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B7%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B8/%D0%A6%D0%B8%D1%84%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%B8_%D1%83%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%96%D0%A6_%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%8F. (Дата об-ращения 21.12.2022)
17. Учебный проект по курсу «Основы архитектурно-строительного черчения»: учеб.-метод. пособие / А. Н. Сергеев, Н. Н. Сергеев, А. В. Сергеева, С. Н. Кутепов, Д. В. Малий. – Тула: Изд-во Тул-ГУ, 2015. – 98 с.
18. Якунин, Н. Н. Расчет автомобильных двигателей: методиче-ские указания к курсовому проекту, часть 1 – тепловой расчет рабочего цикла двигателя / Н. Н. Якунин, Р. Ф. Калимуллин, С. В. Горбачев. – Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003. – 50 с.
19. Autodesk Inventor: [Электронный ресурс] // Википедия «Сво-бодная энциклопедия». URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Autodesk_Inventor. (Дата обращения 21.12.2022)
20. CAD/CAM/CAE системы: [Электронный ресурс] // Техниче-ский справочник. URL: http://tekhnar.ru/chpu/cadcam.html. (Дата обраще-ния 21.12.2022)