Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Информационно-измерительная техника и технологии» КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИБОРОВ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 1–38 02 03 «Техническое обеспечение безопасности» Минск БНТУ 2011 УДК 681.2:654.9:378.147.091.313 ББК 34.9 К 65 Составители: А.А. Антошин, И.Б. Третьяк Рецензенты: И.Н. Цырельчук, заведующий кафедрой «Радиоэлектронные средства» Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук, доцент; А.А. Семеняк, заместитель директора научно-производственного республиканского унитарного предприятия «Агат-Систем». Указания к курсовому проектированию по дисциплине «Кон- струирование приборов систем безопасности» содержат темати- ку курсового проекта, требования к его содержанию и оформле- нию и критерии готовности к защите. Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений специальности 1–38 02 03 «Техническое обеспечение безопасности». © БНТУ, 2011 3 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА. . . . . . . . . . 5 ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ. . . . . . 5 ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 КРИТЕРИИ ГОТОВНОСТИ К ЗАЩИТЕ. . . . . . . . . . . . . 12 ЛИТЕРАТУРА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4 ВВЕДЕНИЕ Дисциплина «Конструирование приборов систем безопас- ности» является частью специальной подготовки инженера- электромеханика по специальности 1–38 02 03 «Техническое обеспечение безопасности». В ней изучаются характеристики конструкций современных технических средств систем без- опасности, методы разработки устройств и отдельных узлов, основы расчета работоспособности составных частей изделия, а также требования нормативной базы к выпускаемой доку- ментации. Курсовой проект по этой дисциплине ориентирован на приобретение перечисленных навыков и предполагает анализ существующих конструктивных решений, создание на базе предложенных исходных данных собственного варианта устройства (узла), выполнение инженерных расчетов, под- тверждающих работоспособность, проведение трехмерного электронного моделирования и оформление конструкторской документации для основных позиций изделия. Целью методических указаний является систематизиро- ванное изложение методики выполнения курсового проекта, требований, предъявляемых к его оформлению и содержанию, а также порядок и условия этапов проектирования и защиты. 5 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Учебным планом специальности 1–38 02 03 «Техническое обеспечение безопасности» в шестом семестре предусмотрен курсовой проект по дисциплине «Конструирование приборов систем безопасности». Этот курсовой проект носит приклад- ной характер с элементами проектирования. Он нацелен на решение практических и аналитических задач, встречающихся в ходе проектирования изделий систем безопасности. Целью курсового проекта является развитие инженерного мышления с точки зрения изучения и совершенствования со- временных методов, норм и правил расчета и конструирова- ния (проектирования) деталей и сборочных единиц приборов систем безопасности, в том числе с применением средств со- временных САПР. Задачи проекта – привить навыки расчета и конструирова- ния деталей и сборочных единиц устройств систем безопасно- сти, научить рационально выбирать материал и форму дета- лей, правильно назначать степень точности и качество обра- ботки поверхностей, выполнять инженерные расчеты исходя из заданных условий эксплуатации, оформлять разрабатыва- емую документацию в соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), производить компьютерное моделирование изделия. Дополнительной задачей является обучение созданию электронных презентаций и приобретение опыта публичной защиты проекта. ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ Темы курсового проекта преимущественно должны иметь название «Разработка корпусной конструкции изделия» с по- следующим уточнением вида устройства (узла) и его физиче- ских, геометрических и эксплуатационных характеристик в разделе исходных данных к курсовому проекту. 6 ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Пояснительная записка курсового проекта должна вклю- чать следующие разделы: 1. Обложка. 2. Титульный лист. 3. Задание к курсовому проекту. 4. Содержание. 5. Введение. 6. Анализ нормативно-технических требований, предъяв- ляемых к изделию. 7. Обзор существующих аналогов. 8. Характеристика предлагаемого конструктивного решения. 9. Выбор и обоснование назначенных материалов. 10. Расчет на прочность одного из основных элементов устройства. 11. Расчет влияния требований к точности изготовления на работоспособность изделия. 12. Определение геометрических характеристик составных частей устройства с учетом специфики их работы. 13. Заключение. 14. Список использованных источников. 15. Опись файлов проекта (при электронной форме защиты). 16. Приложение. Графическая часть курсового проекта должна включать следующие документы: 1. Чертеж общего вида (формат А1). 2. Рабочие чертежи основных деталей (в общем объеме не менее формата А1). По материалам курсового проекта студентами очной фор- мы обучения должна быть составлена презентация доклада в электронной форме и подготовлены тезисы выступления. При этом электронная часть курсового проекта должна быть оформлена на CD-носителе и содержать следующие разделы: 7 1. DOC. 2. PRG. 3. SOLID. 4. PRESENTATION. 5. Опись файлов проекта. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ Оформление пояснительной записки курсового проекта производится в соответствии с СТП БНТУ 3.01–2003 «Курсо- вое проектирование» и МИ БНТУ 3.01–2003 «ЕСС БНТУ. Ди- пломное проектирование», раздел 8 [1, 2]. Оформление графической части проекта должно соответ- ствовать требованиям ЕСКД. При защите курсового проекта в виде презентации графи- ческая часть выполняется в электронном виде в соответствии с требованиями, предъявляемыми стандартами к оформлению чертежей, и на бумажном носителе на листах формата А4 (до- пускается формат А3) в масштабе. При этом на оборотной стороне чертежа должны быть выполнены рамка и основная надпись в соответствии с ГОСТ 2.104–2006 в масштабе 1:1. Материалы электронной презентации размещаются на ком- пакт-диске (CD). Для студентов заочной формы обучения графическая часть проекта выполняется на листах формата А1. В случае приме- нения меньших форматов их располагают по несколько штук, не разрезая, на листах формата А1. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Анализ нормативно-технических требований, предъявляе- мых к разрабатываемому изделию, и обзор имеющихся анало- гов и конструктивных решений производится в виде изучения нормативной документации, регламентирующей требования к 8 изделиям аналогичного типа, и проведения патентно-инфор- мационного поиска, в том числе и по ресурсам Интернет- источников. В результате обзора определяются дополнитель- ные требования к изделию с учетом специфики его работы и составляется вывод о направлении дальнейшей разработки проекта и техническом решении устройства. Характеристика предлагаемого решения должна содержать обоснование выбора конструкции и описание работы устрой- ства со ссылкой на позиции спецификации и чертежа общего вида. Также следует охарактеризовать особенности составных частей изделия, в том числе деталей, и определить параметры и обозначения стандартных и заимствованных изделий. Выбор материалов должен быть проведен и обоснован для всех составляющих изделие деталей, в том числе стандартных. Для материалов должны быть приведены краткие характери- стики, их сортамент и обозначение марок в соответствии со стандартом. Информация о назначенных материалах также должна быть указана в разделе «Примечания» всех разработан- ных спецификаций. В случае применения покрытий на деталях необходимо указать их обозначения и разъяснить причины ис- пользования. Информация о покрытиях должна быть отобра- жена и на соответствующих рабочих чертежах. При назначении дополнительных видов термообработки следует обосновать значения принятых параметров. При использовании дополни- тельных материалов при сборке, таких как клеи, припои, смаз- ки, должен быть обоснован их выбор, а на чертежах общего ви- да приведены обозначения в соответствии со стандартами на эти материалы и правилами выполнения чертежей. Рекоменду- ется при выполнении раздела пользоваться информацией спра- вочного пособия [3] и конспекта лекций по курсу дисциплины. В зависимости от конструкции разрабатываемого устрой- ства выполняется расчет на прочность, подтверждающий ра- ботоспособность изделия. Вид расчета определяется препода- вателем на этапе согласования эскизного проекта для наибо- 9 лее ответственного узла, сопряжения или элемента. В общем случае расчет на прочность должен состоять из двух частей: проектировочного, с целью определения геометрических ха- рактеристик, и проверочного – на соответствие возникающих нагрузок допускаемым. В качестве прочностного может быть выполнен расчет упругого элемента, расчеты на срез, отрыв, сдвиг, кручение, расчеты опасного сечения, расчеты на жест- кость несущих конструкций и т. п. Рекомендуется при выпол- нении раздела пользоваться информацией справочного посо- бия [4] и конспекта лекций по курсу дисциплины. Расчет влияния требований к точности изготовления на ра- ботоспособность изделия выполняется для наиболее ответ- ственного узла, сопряжения или элемента. Вид расчета опре- деляется преподавателем на этапе согласования эскизного проекта. В качестве расчета на точность может быть выполнен расчет посадочного соединения, в том числе расчет направ- ляющих на температурное заклинивание и перекос, расчет размерных цепей и т. п. Рекомендуется при выполнении раз- дела пользоваться информацией справочного пособия [5] и конспекта лекций по курсу дисциплины. Определение геометрических характеристик составных ча- стей устройства с учетом специфики их работы должно быть подтверждено соответствующим расчетом. К этой категории расчетов могут быть отнесены расчет упругих свойств уплот- нителей, амортизаторов или мембран, тепловой расчет радиа- торов, расчет количества ребер жесткости, расчет электриче- ских контактов и т. п. Вид расчета определяется преподавате- лем на этапе согласования эскизного проекта. Рекомендуется при выполнении раздела пользоваться информацией справоч- ного пособия [6] и конспекта лекций по курсу дисциплины. В заключении в краткой форме должны быть отражены этапы работы над курсовым проектом и приведены выводы по результатам всех выполненных расчетов. 10 Список использованных источников должен содержать пе- речень литературы, на которые имеются ссылки в тексте по- яснительной записки. Реферат должен содержать краткое описание сути разработ- ки с поясняющей иллюстрацией, иметь объем не более 1 листа и, кроме бумажного носителя, должен быть представлен в электронном варианте. В приложении должны быть размещены все спецификации разработанного устройства и рисунки трехмерной модели с выполненными разрезами, отображающими устройство и принцип работы. В случае создания электронной презентации курсового проекта в приложении помещаются чертежи разработанного изделия, промасштабированные и распечатанные на формате А4 или А3. Для возможности работы во время защиты черте- жи помещаются в прозрачный файл, который брошюруется в пояснительную записку. Совместно с презентацией разраба- тываются тезисы проекта, оформленные в соответствии с тре- бованиями БНТУ. Текст тезисов должен быть набран в редакторе Microsoft Word 97–2003 шрифтом Times New Roman 10 пт через 1 ин- тервал на формате А5 с полями: верхнее и правое – 1,5 см; нижнее и левое – 2,0 см. Объем тезисов – 1 полная страница. В тезисах в краткой форме описываются конструкция и принципы работы разработанного изделия, приводится иллю- страция, наиболее полно представляющая информацию о его устройстве. Чертеж общего вида выполняется в соответствии с требова- ниями ГОСТ 2.120–73. Чертеж общего вида должен содержать: 1) изображения изделия (виды, разрезы, сечения), тексто- вую часть и надписи, необходимые для понимания конструк- тивного устройства изделия, взаимодействия его составных частей и принципа работы изделия и дающие полное пред- ставление о форме деталей, входящих в изделие; 11 2) обозначения составных частей изделия; 3) размеры, указания о выбранных посадках деталей и дру- гие наносимые на изображение данные (при необходимости); 4) технические требования к изделию, например, о приме- нении определенных покрытий, способов пропитки обмоток, методов сварки, обеспечивающих необходимое качество из- делия (эти требования должны учитываться при последующей разработке рабочей документации); 5) технические характеристики изделия, которые необхо- димы для последующей разработки чертежей. Чертеж общего вида должен быть укомплектован специфи- кацией, выполненной в соответствии с ГОСТ 2.106–96. Общие требования к выполнению чертежей деталей – по ГОСТ 2.109–73. Рабочий чертеж детали должен содержать изображение детали и другие данные, необходимые для ее из- готовления и последующего контроля за ним. На рабочем чер- теже должно находиться следующее: 1) минимальное, но достаточное количество изображений, полностью выявляющих внешнюю форму и внутреннее устройство детали; 2) размеры, необходимые для изготовления детали и после- дующего контроля за ней; 3) сведения о точности изготовления каждого размера; 4) указания о шероховатости всех поверхностей; 5) информация о материале, покрытиях и особенностях термообработки; 6) технические требования, без которых не может быть до- стигнуто качественное изготовление детали. Все материалы курсового проекта размещаются на CD-диске. На диске надписываются № группы и фамилия студента. Диск вкладывается в конверт и подшивается к пояснительной записке. На электронном носителе в разделе «DOC» размещается файл пояснительной записки с расширением .DOC, файл тези- сов с расширением .RTF. 12 В разделе «PRG» приводятся все чертежи и спецификации, выполненные в ходе курсового проектирования с расширени- ем .DWG, .CDW или .SLDDRW. В разделе «SOLID» располагаются модели всех трехмер- ных деталей, входящих в изделие, и собранная из них сбороч- ная единица. Расширения файлов – .SLDPRT и .SLDASM. В разделе «PRESENTATION», кроме файла презентации с расширением .PPT, размещаются иллюстрации в виде файлов с расширением .BMP и .JPEG. Опись файлов проекта выполняется по форме: Имя файла Объем, Кb Содержание Запись данных на CD-диск, должна производится на скоро- сти не более 16 Мбит/с. КРИТЕРИИ ГОТОВНОСТИ К ЗАЩИТЕ Курсовой проект считается готовым к защите, если в соот- ветствии с настоящими Указаниями оформлены и утвер- ждены пояснительная записка и графическая часть. График работы представлен в табл. 1. Таблица 1 График работы над проектом Номер этапа Наименование работ Сроки исполнения 1. Составление и согласование задания по курсовому проектированию 1-я неделя семестра 2. Проведение информационного обзо- ра по теме и разработка эскизного проекта 1-й месяц семестра 13 Окончание табл. 1 Номер этапа Наименование работ Сроки исполнения 3 Выбор материалов, составление спе- цификаций и выполнение расчетов. Разработка технического проекта 2-й месяц семестра 4 Разработка чертежей 3-й месяц семестра 5 Оформление пояснительной записки и электронной части курсового про- екта. Защита 4-й месяц семестра Текущий контроль выполнения графика курсового проек- тирования осуществляется в процессе трех проверок (табл. 2), по результатам каждой из которых составляется таблица го- товности с указанием процента выполненных работ. В случае неудовлетворительного результата проверки на любом этапе студенту по решению кафедры выносится взыс- кание и кафедра принимает решение о возможности продол- жения работы или об отчислении студента из университета как не выполнившего график работы. Таблица 2 Вид проверки и представляемые материалы Номер проверки Вид проверки Представляемые материалы Осуществляет проверку Сроки проведения проверки 1 «Эскизный проект» • материалы ин- формационного поиска; • эскиз общего вида по ГОСТ 2.118–73 Руководитель По оконча- нии 1-го этапа 14 Окончание табл. 2 Номер проверки Вид проверки Представляемые материалы Осуществляет проверку Сроки проведения проверки 2 «Технический проект» • расчеты; • спецификации с обозначением назначенных ма- териалов; • уточненный эскиз общего вида по ГОСТ 2.119–73 Руководитель По оконча- нии 2-го этапа 3 «Рабочая до- кументация» • рабочие черте- жи деталей; • чертеж общего вида по ГОСТ 2.120–73 Руководитель По оконча- нии 3-го этапа ЛИТЕРАТУРА 1. Курсовое проектирование: СТП БНТУ 3.01–2003. – Введ. 14.01.03. – Минск: БНТУ, 2003. – 15 с. 2. Единая система стандартизации БНТУ. Дипломное про- ектирование: МИ БНТУ 3.01–2003. – Введ. 27.01.2004. – Минск: БНТУ, 2004. – 41 с. 3. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машинострои- теля: в 3 т. / В.И. Анурьев. – М.: Машиностроение, 2001. 4. Справочник конструктора-приборостроителя: в 2 т. / В.Л. Соломахо [и др.]; под общ. ред. В.Л. Соломахо. – Минск: Выш. школа, 1988. 5. Якушев, А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: учебник для втузов / А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов. – 6-е изд. – М.: Машинострое- ние, 1986. – 352 с. 6. Элементы приборных устройств: учебное пособие для студентов вузов: в 2 ч. / О.Ф. Тищенко [и др.]; под общ. ред. О.Ф. Тищенко. – М.: Высш. школа, 1982. Учебное издание КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИБОРОВ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 1–38 02 03 «Техническое обеспечение безопасности» С о с т а в и т е л и АНТОШИН Александр Анатольевич ТРЕТЬЯК Ирина Богдановна Редактор В.О. Кутас Компьютерная верстка А.Г. Занкевич Подписано в печать 24.10.2011. Формат 60×841/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,73. Тираж 100. Заказ 362. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. ЛИ № 02330/0494349 от 16.03.2009. Проспект Независимости, 65. 220013, Минск. Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Информационно-измерительная техника и технологии» КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИБОРОВ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ Методические указания к выполнению курсового проекта М и н с к Б Н Т У 2 0 1 1