
- •А.А. Ульянов детали машин и основы конструирования комплекс учебно-методических материалов
- •Часть 1
- •1. Пояснительная записка
- •2. Рабочая учебная программа дисциплины
- •3. Опорный конспект лекций введение
- •1. Общие вопросы расчета деталей машин
- •1.1. Ряды предпочтительных чисел
- •1.2. Основные критерии работоспособности деталей машин
- •1.3. Расчет на сопротивление усталости при переменных напряжениях
- •1.3.1. Переменные напряжения
- •1.3.2. Пределы выносливости
- •1.4. Коэффициенты безопасности
- •2. Резьбовые соединения
- •2.1. Основные виды крепежных изделий
- •2.2. Краткие сведения из теории резьбовой пары
- •1. Момент завинчивания и осевая сила на винте
- •2. Самоторможение в резьбе
- •3. Кпд резьбовой пары
- •4. Распределение осевой силы по виткам резьбы
- •5. Прочность резьбового участка стержня болта
- •6. Прочность витков резьбы на срез
- •7. Эксцентричное нагружение болта
- •2.3. Расчет болтовых соединений
- •2.3.1. Нагрузка на соединение
- •2.3.2. Сдвиг соединения под действием Fx, Fy, Тz
- •2.3.3. Отрыв соединения под действием Fz, Mx, My
- •2.4. Сила затяжки
- •1. Сила затяжки из условия отсутствия сдвига
- •2. Сила затяжки из условия нераскрытия стыка
- •2.5. Порядок расчета болтов для общей схемы нагружения
- •2.5.1. Расчет при статической нагрузке
- •2.5.2. Расчет при переменной нагрузке
- •3. Механические передачи
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Характеристика передач привода
- •4. Зубчатые передачи
- •4.1. Условия работоспособности зубьев
- •4.2. Материалы зубчатых передач
- •4.3. Характерные виды разрушения зубьев
- •1. Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев
- •4.4. Расчетная нагрузка
- •4.4.1. Коэффициенты расчетной нагрузки
- •4.4.2. Точность зубчатых передач
- •4.5. Цилиндрические зубчатые передачи
- •4.5.1. Силы в зацеплении
- •4.5.2. Расчет на сопротивление контактной усталости
- •4.5.3. Расчет на сопротивление изгибной усталости
- •1. Прямозубая передача
- •2. Косозубая передача
- •3. Определение модуля передачи
- •4.6. Конические зубчатые передачи
- •4.6.1. Основные параметры
- •4 .6.2. Силы в зацеплении
- •4.6.3. Расчет на сопротивление контактной усталости
- •4.6.4. Расчет на сопротивление усталости при изгибе
- •5. Червячные передачи
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Силы в зацеплении
- •5.3. Материалы червячных передач
- •5.4. Расчет на прочность
- •5.5. Тепловой расчет
- •6. Валы и оси
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Расчетная нагрузка и критерии работоспособности
- •6.3. Проектировочный расчет валов
- •6.4. Расчетная схема и порядок расчета вала
- •6.5. Расчет на статическую прочность
- •6.6. Расчет на сопротивление усталости
- •6.7. Расчет валов на жесткость и виброустойчивость
- •7. Подшипники качения
- •7.1. Классификация подшипников качения
- •7.2. Обозначение подшипников по гост 3189-89
- •7.3. Особенности радиально-упорных подшипников
- •7.4. Схемы установки подшипников на валах
- •7.5. Расчетная нагрузка на радиально-упорные подшипники
- •7.6. Причины выхода из строя и критерии расчета
- •7.7. Материалы деталей подшипников
- •7.8. Подбор подшипников по статической грузоподъемности (гост 18854-94)
- •7.9. Подбор подшипников по динамической грузоподъемности (гост 18855-94)
- •7.9.1. Исходные данные
- •7.9.2. Основание подбора
- •7.9.3. Особенности подбора подшипников
- •8. Подшипники скольжения
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Условия работы и режимы трения
- •8. Содержание опорного конспекта лекций
- •4. Описание практических занятий
- •4.1. Лабораторные работы
- •4.2. Практические занятия
- •4.2.1. Практическое занятие 1
- •4.2.2. Практическое занятие 2
- •5. Задания и варианты исходных данных к контрольной работе
- •6. Методические указания и образец выполнения контрольной работы
- •6.1. Методические указания по выполнению работы
- •6.2. Приложения к контрольной работе
- •6 .3. Образец выполнения контрольной работы
- •1 Элементы основной конструкции
- •1.1 Детали, их материалы и характеристика
- •1.2 Проверка прочности основной конструкции
- •2 Сварное соединение
- •2.1 Конструкция соединения
- •2.2 Расчет соединения
- •2.2.2 Расчет швов №1
- •2.2.3 Расчет шва №2
- •3 Шпилечное соединение
- •3.1 Конструкция соединения
- •3.2 Нагрузка на соединение
- •3.3 Усилия предварительной затяжки
- •3.4 Прочность шпильки
- •3.5 Возможность затяжки соединения
- •3.6 Проверка деталей стыка на смятие
- •3.7 Проверка упора на смятие
- •3.8 Комплект крепежных изделий
- •4. Список использованной литературы
- •7. Контроль знаний
- •7.1. Вопросы и задания для самоконтроля знаний.
- •7.1.1. Раздел 1*
- •7.1.2. Раздел 2
- •7.1.3. Раздел 3
- •7.1.4. Раздел 4
- •7.1.5. Разделы 5 и 6
- •7.2. Вопросы для самоконтроля усвоения материала лабораторных работ и сдачи зачета
- •8. Глоссарий
- •9. Список литературы
- •9.1. Основная
- •9.2. Дополнительная. Методические указания кафедры
- •Содержание
3. Опорный конспект лекций введение
Любая машина или механизм состоят из деталей, соединенных в сборочные единицы.
Деталь – это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Например, болт, шестерня, вал, литой корпус и т.д.
Сборочная единица (узел) – изделие, детали которого подлежат соединению между собой сборочными операциями на предприятии-изготовителе. Например, подшипник, сварной корпус, редуктор, автомобиль, станок, корабль, авторучка и т.д.
Две или более сборочные единицы, не соединенные на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенные для выполнения взаимосвязанных функций, называются комплексом. Например, станочная линия, автоматизированный склад, ракетный пусковой комплекс и т.д.
Среди большого разнообразия деталей и узлов есть такие, которые используют почти во всех (или во многих) машинах: крепеж, валы, подшипники, редукторы, муфты и т.д. Такие детали (узлы) называют деталями машин общего назначения. Их изучением, расчетом и конструированием занимаются в курсе "Детали машин и основы конструирования". Другие детали (узлы) встречаются только в определенных типах машин. Например, колеса, гусеницы, коленчатые валы, суппорты, крюки, штампы и т.д. Они называются деталями специального назначения и изучаются в спецкурсах.
Курс "Детали машин" завершает общеинженерную подготовку студента и является базой для построения специальных дисциплин.
Данный конспект лекций является основой для самостоятельного изучения дисциплины по рекомендуемым учебникам и учебным пособиям [1…4].
По различным разделам курса "Детали машин" имеются в печатном виде методические разработки кафедры В электронном виде их можно взять в вычислительном центре института промышленных технологий машиностроения.
1. Общие вопросы расчета деталей машин
1.1. Ряды предпочтительных чисел
Стандарт (ГОСТ) – это технический закон, соблюдение которого является безоговорочным и обязательным.
Одной из основ стандартизации являются ряды предпочтительных чисел, получившие широчайшее применение в машиностроении для размеров, передаточных чисел, нагрузок, мощностей, скоростей и других параметров.
По ГОСТ 8032-84 принято пять рядов чисел геометрической прогрессии
(
7
чают буквой R (по имени автора, Шарля Ренара, 1879 г.) и цифрой показателя n:
n |
5 |
10 |
20 |
40 |
80 |
φ |
1,6 |
1,25 |
1,12 |
1,06 |
1,03 |
ряд |
R5 |
R10 |
R20 |
R40 |
R80 |
Наиболее распространенным является "средний" ряд чисел R20:
1 |
1,12 |
1,25 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2 |
2,24 |
2,5 |
2,8 |
3,15 |
3,55 |
4 |
4,5 |
5 |
5,6 |
6,3 |
7,1 |
8 |
9 |
10. |
|
|
|
Примечание. Подчеркнутые цифры образуют ряд R10.
Предпочтительные числа других порядков можно получить переносом запятой в любую сторону, т.е. умножением на 10, 102… 10–2, 10–1 и т.д.
На основе рядов предпочтительных чисел построены стандарты конкретных объектов. Например, по ГОСТ 6636-69 ряды нормальных линейных размеров обозначают Ra (Ra10, Ra20 и т.д.).
Зная числа рядов, можно иметь "в голове" параметры многих стандартов.