ЧОУ ВПО «ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ, УПРАВЛЕНИЯ И ПРАВА (г. Казань)»

КОЛЛЕДЖ

Кафедра промышленного мененджмента

Курсовая работа

по дисциплине «Техническая механика»

по теме «Расчет соединения деталей механического привода»

Вариант 1

Выполнил: Багаутдинов Э. Ф.

студент 2 курса гр. К 1511/9

Проверила: Мутрискова М. А.

Казань 2013

Содержание

1 Сведения из теории...............................................................................3

2 Расчет срока службы приводного устройства....................................7

3 Определение требуемой мощности и частоты вращения электродвигателя......................................................................................8

4 Определение передаточного числа привода и его ступеней.............8

5 Схематическое изображение привода............................................(А4)

6 Расчет соединения деталей привода....................................................9

6.1 Расчет шпильки.................................................................................11

6.2 Расчет резьбового отверстия под шпильку....................................12

7 Изображение соединения шпилькой..............................................(А3)

8 Список использованных источников.................................................13

1. Сведения из теории

Механизмом называют систему твердых тел, предназначенную для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел (редуктор, коробка передач и др.).

Машиной называют механизм или устройство, выполняющее механические движения, служащие для преобразования энергии,

материалов или информации с целью облегчения или замены физического или умственного труда человека и повышения его производительности. Создание машин, отвечающих высокому, научно-техническому и производственному уровню, является сложной задачей, требующей изучения показателей качества проектируемой машины, а также конструктивных и технологических путей их обеспечения с учетом экономических факторов.

Любая машина состоит из деталей. Деталь – часть машины, которую изготовляют без сборочных операций. Детали могут быть простыми (винт, шпонка) или сложными (коленчатый вал, станина, станка). Несколько деталей, собранных в одно целое, образуют сборочную единицу или узел. Среди множества разнообразных деталей и узлов можно выделить такие, которые применяют в разных машинах: крепежные винты, зубчатые колеса, валы, подшипники качения, муфты. Эти детали (узлы) называют деталями (узлами) общемашиностроительного применения. Другие детали – поршни, гребные винты, лопатки турбины и др. – применяют только в одном или нескольких типах машин. Их относят к деталям специального назначения.

Детали и узлы общемашиностроительного применения изготовляют ежегодно в больших количествах (в одном легковом автомобиле более пяти тысяч типодеталей, более тридцати подшипников), поэтому знание основных методов расчета, правил и норм проектирования, подтвержденных статистикой эксплуатации, очень важно для конструкторской подготовки. Среди общих правил

конструирования можно отметить следующие три.

1. При проектировании рассчитывают на нормальные условия эксплуатации. Так, если рассчитывать детали велосипеда из условий их неповреждения при наезде на непреодолимое препятствие, то получится перетяжеленная конструкция, которая будет трудна в

эксплуатации.

2. Конструирование есть поиск оптимального компромиссного

решения. Часто при проектировании должны быть удовлетворены

противоречивые требования. Так, у боевого самолета должно быть

обеспечено и достаточное бронирование кабины пилота (что требует увеличения массы) и необходимая дальность и скорость полета (что требует снижения массы).

3. При конструировании должно быть выполнено условие равнопрочности. Очевидно, что нецелесообразно конструировать

отдельные элементы машины с излишними запасами несущей способности, которые все равно не могут быть реализованы в связи с

отказом конструкции из–за разрушения или повреждения других элементов.

Таким образом: при расчете деталей машин определяют расчетную нагрузку, действующую на деталь. От этой нагрузки будет зависеть конструктивная форма детали. Также на конструкцию влияет правильный выбор допускаемых напряжений. Они связаны с выбором материала, термообработки и качества рабочих поверхностей. Во многих случаях оптимальность конструкции зависит от жесткости изделий.

Основные критерии работоспособности деталей машин

Работоспособность — состояние детали, при котором она способна выполнить заданные функции.

Основные критерии:

• прочность;

• жесткость;

• износостойкость;

• теплостойкость;

• виброустойчивость.

Дополнительные критерии:

• коррозионная стойкость;

• транспортабельность;

• масса детали и эстетичность.

В процессе работы, детали машин находятся под действием внешних (рабочих) нагрузок. Нагрузки на детали машин и напряжение в них могут быть постоянными во времени. Напряжение в рабочей детали с течением времени могут изменяться: как и по величине, так и по знаку они являются переменными.

Прочность

Потеря работоспособности возникает вследствие возникновения остаточных деформаций или разрушения деталей. Разрушение деталей наблюдается двух видов: поверхностные и объемные.

Объемные разрушения называют - поломкой.

Поломка – опасный отказ работоспособности, который может привести к аварии. По характеру разрушения может быть статическим или усталостным.

Статическое разрушение – результат коротковременных перегрузок.

Усталостное разрушение – результат длительного воздействия переменных напряжений.

Жесткость

Жесткость – способность детали сопротивляться действию внешних нагрузок. Свойства изделия деформироваться под действием внешних нагрузок называют - упругостью. Нежесткость неподвижных соединений приводит к фрикционной коррозии, наклепу, иногда к свариванию поверхностей.

Износостойкость

Изнашивание – постепенное уменьшение размеров и изменение формы детали в процессе эксплуатации.

Виды изнашивания:

1. Механические – абразивные изнашивания, т.е. изнашивание

твердыми, посторонними абразивными частицами.

2. Молекулярно-механические – проявляется «намазывание» материала одной сопряженной детали на другую или в местном сваривании сопрягаемых поверхности.

3. Коррозионно-механические – при котором продукты коррозии стираются механическим путем.

Теплостойкость

Работа машин сопровождается тепловыделением, оно связано с рабочим процессом и характерно для тепловых двигателей, электрических машин, литейных машин и машин для горячей обработки материалов.

В результате нагрева возникают следующие явления:

1. Понижение несущей способности (ползучесть);

2. Понижение защитной способности масляного слоя, который разделяет трущиеся способности поверхностей деталей машин;

3. Изменение зазоров в подвижных соединениях;

4. Изменения свойств трущихся поверхностей, например снижения коэффициента трения в тормозах;

5. Понижение показателей точности в машинах.

Виброустойчивость

Виброустойчивость — способность изделия выполнять свои функции и сохранять свои параметры в пределах значений, предъявляемых к этому изделию, в условиях воздействия вибрации в заданных режимах. Для проверки на виброустойчивость существуют различные методы.

Испытания на виброустойчивость проводят, как правило, под электрической нагрузкой, и в процессе воздействия вибрацией проводят контроль параметров изделия. Для проверки виброустойчивости рекомендуется выбирать параметры, по изменению которых можно судить о виброустойчивости изделия в целом, например уровень виброшумов, искажение выходного сигнала или изменение его величины, целостность электрической цепи, нестабильность контактного сопротивления и т. д.

Коррозионная стойкость

Коррозионная стойкость — способность материалов сопротивляться коррозии, определяющаяся скоростью коррозии в данных условиях.

Разные материалы имеют различную коррозионную стойкость, для повышения которой используются специальные методы. Так, повышение коррозионной стойкости возможно при помощи легирования (например, нержавеющие стали), нанесением защитных покрытий (хромирование, никелирование, алитирование, цинкование, окраска изделий), пассивацией и др. Устойчивость материалов к воздействию коррозии, характерной для морских условий, исследуется в камерах солевого тумана.

Транспортабельность

Транспортабельность — это свойство груза сохранять качественные и количественные параметры при транспортировании в установленных стандартами и другими нормативными актами условиях; пригодность для перевозки.

Масса детали и эстетичность

Масса детали определяет основную характеристику схвата (усилие

захватывания). Выбор массы в качестве главного параметра позволяет сохранить единство при построении типоразмерных рядов по номинальной грузоподъемности. Типоразмерные и конструктивно-унифицированные ряды схватов могут быть построены для одного

типоразмера промышленного робота. В этом случае главным параметром, определяющим типоразмеры схватов для данной модели робота, целесообразно принять характерный размер захватываемой детали.

Эстетичность — совершенство внешних форм деталей, узлов, машины в целом, их красивый внешний вид.

Типы соединений деталей машин:

• резьбовые соединения;

• заклепочные соединения;

• сварные соединения;

• соединения пайкой и склеиванием;

• клеммовые соединения;

• шпоночные и зубчатые (шлицевые) соединения;

• соединение деталей посадкой с натягом.

Рассмотрим один из этих типов в дальнейшем, в этой курсовой.