- •Рецензент:
- •Содержание
- •Предисловие
- •1 Основы теории механизмов
- •1.1 Структурный анализ механизмов
- •1.1.1 Кинематические пары
- •1.1.2 Кинематические цепи и механизмы
- •1.1.3 Число степеней свободы (подвижность) механизмов
- •1.1.4 Образование плоских механизмов
- •1.1.5 Анализ механизмов
- •1.1.6 Замена высших пар низшими
- •1.1.7 Геометрические характеристики механизмов
- •1.2 Кинематический анализ механизмов
- •1.2.1 Графический метод
- •Масштабный коэффициент времени:
- •Диаграммы ускорения
- •Масштабный коэффициент диаграммы ускорения:
- •1.2.2 Графоаналитический метод
- •Теорема 3 (Кориолиса). Абсолютное ускорение аа в сложном движении равно геометрической сумме переносного ае, относительного аr и кориолисова аk ускорений:
- •1.3 Динамический анализ механизмов
- •1.3.1 Приведение масс и сил. Звено приведения
- •1.3.2 Уравнение движения и режимы работы механизмов
- •1.4 Манипуляторы и промышленные роботы
- •1.4.1 Виды манипуляторов и промышленных роботов
- •1.4.2 Структура и геометрия манипуляторов
- •1.4.3 Синтез системы управления механизмами машины-автомата
- •1.4.3.1 Тактограмма движения
- •1.4.3.2 Таблица включений
- •1.4.3.3 Составление формул включения и их упрощение
- •1.4.3.4 Построение системы управления на пневматических элементах
- •1.4.3.5 Построение системы управления на электрических элементах
- •2 Основы сопротивления материалов
- •2.1 Внутренние силовые факторы. Понятие о напряжениях
- •2.1.1 Внутренние силовые факторы
- •2.1.2 Напряжения
- •2.1.3 Основные гипотезы и допущения см
- •2.2 Геометрические характеристики плоских сечений
- •2.2.1 Основные понятия и определения
- •2.2.2 Формулы для расчета моментов инерции
- •2.2.3 Моменты сопротивления
- •2.2.4 Моменты инерции и моменты сопротивления сечения простых фигур
- •2.3 Механические свойства материалов
- •2.3.1 Испытание на растяжение
- •2.3.2 Испытание на сжатие
- •2.3.3 Определение допускаемых напряжений
- •2.4 Растяжение и сжатие, смятие и сдвиг
- •2.4.1 Растяжение (сжатие)
- •2.4.2 Смятие
- •2 Б) .4.3 Сдвиг
- •2.5 Кручение и изгиб
- •2.5.1 Напряжения при кручении
- •2.5.2 Деформации при кручении
- •2.5.3 Напряжения при изгибе
- •2.5.4 Деформации и перемещения при изгибе
- •2.6 Основы теории напряженного состояния
- •2.6.1 Линейное (одноосное) напряженное состояние
- •2.6.2 Плоское (двухосное) напряженное состояние
- •2.6.3 Объемное (трехосное) напряженное состояние
- •2.7 Прочность при переменных напряжениях
- •2.7.1 Режимы нагружения деталей и конструкций
- •2.7.2 Усталость материалов
- •2.7.3 Расчет на сопротивление усталости
- •2.8 Расчет статически определимых и статически неопределимых систем
- •2.8.1 Расчет статически определимых систем
- •При проектном расчете на прочность
- •2.8.2 Расчет статически неопределимых систем
- •2.8.3 Температурные напряжения в статически неопределимых системах
- •Сила, возникающая в стержне от нагрева
- •2.8.4 Монтажные напряжения в статически неопределимых системах
- •2.8.5 Учет собственной массы при растяжении (сжатии)
- •2.9 Устойчивость сжатых стержней
- •2.9.1 Формула Эйлера для определения критической силы сжатого стержня
- •Определение критических напряжений
- •Пределы применимости формулы Эйлера
- •Практические расчеты на устойчивость
- •Допускаемое напряжение на устойчивость
- •Рациональные формы сечения при расчете на устойчивость
- •Расчет гибких нитей
- •2.10.1 Влияние изменения температуры и нагрузки на напряжение и стрелу провисания нити
- •Понятие о критическом пролете
- •3. Основы проектирования деталей и механизмов машин
- •3.1 Особенности проектирования изделий
- •3.1.1 Общие вопросы проектирования
- •3.1.2 Элементы методики проектирования
- •3.2 Нагрузки и критерии расчета деталей машин
- •3.2.1 Виды нагрузок, действующих на детали машин
- •3.2.2 Причины выхода из строя деталей машин
- •3.2.3 Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин
- •3.3 Выбор материалов для изготовления дм
- •3.3.1 Стали
- •3.3.2 Чугуны
- •3.3.3 Сплавы цветных металлов
- •3.3.4 Полимерные материалы
- •3.3.5 Пути экономии материалов
- •3.4 Основы взаимозаменяемости
- •3.4.1 Обозначение допусков и посадок
- •3.4.2 Посадки основных деталей
- •3.4.3 Отклонения и допуски формы расположения поверхностей
- •3.4.4 Шероховатость поверхности
- •3.5 Механические передачи
- •3.5.1 Назначение и классификация передач
- •3.5.2 Основные характеристики передач
- •3.5.3 Зубчатые передачи
- •3.5.4 Условия работы, повреждения и критерии расчета
- •3.5.5 Материалы и обработка зубчатых колес
- •3.5.6 Определение допускаемых напряжений
- •3.6 Цилиндрические зубчатые передачи
- •3.6.1 Основной закон зацепления (теорема Виллиса)
- •3.6.2 Основные параметры эвольвентных зубчатых колес
- •3.6.3 Способы изготовления зубчатых колес
- •3.6.4 Кинематический анализ механизмов передач
- •3.6.4.1 Аналитический метод
- •3.6.4.2 Графоаналитический метод
- •3.6.5 Силы, действующие в зацеплении
- •3.6.6 Расчет цилиндрических передач на выносливость по контактным напряжениям
- •3.6.7 Расчет цилиндрических передач на выносливость по напряжениям изгиба
- •3.7 Конические зубчатые передачи
- •3.7.1 Геометрия конических зубчатых колес
- •3.7.2 Силы, действующие в зацеплении
- •3.7.3 Особенности расчета конических передач на выносливость по контактным напряжениям
- •3.7.4 Особенности расчета конических передач на выносливость по напряжениям изгиба
- •3.8 Червячные передачи
- •3.8.1 Классификация червячных передач
- •Основные параметры червячного зацепления
- •3.8.3 Материалы червячной пары
- •3.8.4 Силы, действующие в зацеплении
- •3.8.5 Расчет червячных передач на выносливость по контактным напряжениям
- •3.8.6 Расчет зубьев червячного колеса на выносливость по напряжениям изгиба
- •3.8.7 Тепловой расчет редукторов
- •3.8.8 Расчет червяка на жесткость
- •3.9 Ременные передачи
- •3.9.1 Применение, достоинства и недостатки
- •3.9.2 Основные параметры ременной передачи
- •3.9.3 Кинематика ременных передач
- •3.9.4 Силы и напряжения в ремне
- •3.9.5 Расчет клиноременной передачи
- •3.10 Цепные передачи
- •3.10.1 Назначение цепных передач
- •3.10.2 Основные параметры цепных передач
- •3.10.3 Силы, действующие в цепных передачах
- •3.10.4 Проектирование цепных передач
- •3.11 Валы и оси
- •3.11.1 Назначение
- •3.11.2 Классификация валов
- •3.11.3 Материалы и упрочняющая обработка валов
- •3.11.4 Предварительный расчет валов
- •3.11.5 Расчет валов на сопротивление усталости
- •3.12 Подшипники качения
- •3.12.1 Конструктивные особенности подшипников
- •3.12.2 Подшипниковые материалы
- •3.12.3 Распределение нагрузки между телами качения
- •3.12.4 Основные критерии работоспособности и расчета
- •3.12.5 Расчет подшипников качения на долговечность
- •3.13 Подшипники скольжения
- •3.13.1 Подшипниковые материалы
- •3.13.2 Смазочные материалы
- •3.13.3 Трение и смазка
- •3.13.4 Опоры жидкостного трения
- •3.13.5 Критерии работоспособности и расчета подшипников
- •3.14 Муфты приводов
- •3.14.1 Классификация и конструкция муфт
- •3.14.2 Характеристика муфт и методика их подбора
- •3.14.3 Муфты неуправляемые глухие и компенсирующие
- •3.14.4 Муфты управляемые и самоуправляющиеся
- •3.15 Заклепочные и сварные соединения
- •3.15.1 Заклепочные соединения
- •3.15.2 Сварные соединения
- •3.16 Резьбовые соединения
- •3.16.1 Классификация резьб
- •3.16.2 Геометрические и кинематические параметры резьбы
- •3.16.3 Конструктивные формы резьбовых соединений
- •3.16.4 Силы, возникающие в резьбе
- •3.16.5 Расчет резьбовых соединений
- •3.17 Шпоночные и шлицевые соединения, соединения штифтами
- •3.17.1 Шпоночные соединения
- •3.17.2 Зубчатые (шлицевые) соединения
- •3.17.3 Соединения штифтами
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»
В.М. Кушнаренко, А.М. Ефанов,
В.П. Ковалевский, Ю.А. Чирков
ПРИКЛАДНАЯ
МЕХАНИКА
учебное пособие для студентов
высших учебных заведений
издание 2-е исправленное и
дополненное
Рекомендовано научно-методическим советом по прикладной (технической) механике, деталям машин и основам конструирования Минобразования России в качестве учебного пособия
Оренбург 2009
УДК 531.8 (075.8)
ББК 30.121 я 7
К 99
Рецензент:
доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РФ, профессор И.Т. Ковриков
Кушнаренко, В.М.
К 99 Прикладная механика: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений / В.М. Кушнаренко, А.М. Ефанов, В.П. Ковалевский, Ю.А. Чирков. – 2-е изд., испр. и доп. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009. – 338 с.: ил.
ISBN – 5-7410-063-5
В учебном пособии изложены основы расчета и проектирования элементов конструкций, деталей, узлов и механизмов.
Редактор Коробкова Л.П.
К 2004030000 ББК 30.121 я 7
6Л9-00
© Кушнаренко В.М., 2009
© Ефанов А.М., 2009
© Ковалевский В.П., 2009
© Чирков Ю.А., 2009
ISBN - 5-7410-063-5 © ГОУ ОГУ, 2009
Содержание
стр.
Предисловие …………………………………………………………….. |
5 |
Общие сведения. Основные части курса «Прикладная механика» |
6 |
|
|
1 Основы теории механизмов …………………………………............. |
7 |
1.1Структурный анализ механизмов …………………………………….. |
7 |
1.2 Кинематический анализ механизмов ………………………………... |
21 |
1.3 Динамический анализ механизмов ………………………………….. |
31 |
1.4 Манипуляторы и промышленные роботы ..…………………………. |
35 |
|
|
2 Основы сопротивления материалов………………………………… |
49 |
2.1 Внутренние силовые факторы. Понятия о напряжениях ………..…. |
49 |
2.2 Геометрические характеристики плоских сечений ………………… |
53 |
2.3 Механические свойства материалов ………………………………… |
58 |
2.4 Растяжение и сжатие, смятие и сдвиг ………………………….......... |
63 |
2.5 Кручение и изгиб ……………………………………………………… |
67 |
2.6 Основы теории напряженного состояния …………………………… |
74 |
2.7 Прочность при переменных напряжениях ………………………….. |
80 |
2.8 Расчет статически определимых и статически неопределимых систем………………………………………………………………………. |
85 |
2.9 Устойчивость сжатых стержней……………………………………… |
90 |
2.10 Расчет гибких нитей …………………………………………………. |
96 |
|
|
3 Основы проектирования деталей и механизмов машин … |
103 |
3.1 Особенности проектирования. Общие вопросы проектирования …. |
103 |
3.2 Нагрузки и критерии расчета деталей машин ………………………. |
114 |
3.3 Выбор материалов для изготовления деталей машин ……………… |
118 |
3.4 Основы взаимозаменяемости ………………………………………… |
122 |
3.5 Механические передачи ……………………………………………… |
128 |
3.6 Цилиндрические зубчатые передачи ………………………………… |
133 |
3.7 Конические зубчатые передачи ……………………………………… |
157 |
3.8 Червячные передачи ………………………………………………….. |
164 |
3.9 Ременные передачи …………………………………………………… |
173 |
3.10 Цепные передачи ……………………………………………………. |
178 |
3.11 Валы и оси …………………………………………………………… |
183 |
3.12 Подшипники качения ……………………………………………….. |
188 |
3.13 Подшипники скольжения …………………………………………… |
194 |
3.14 Муфты приводов …………………………………………………….. |
199 |
3.15 Заклепочные и сварные соединения ………………………………... |
205 |
3.16 Резьбовые соединения ………………………………………………. |
211 |
3.17 Шпоночные и шлицевые соединения, соединения штифтами ........ |
221 |
|
|
4 Методика выполнения курсовой работы (проекта) ……………… |
229 |
4.1 Кинематический расчет привода …………………………………….. |
230 |
4.2 Расчет закрытых передач …………………………………………….. |
240 |
4.3 Расчет открытых передач …………………………………………….. |
256 |
4.4 Компоновка редукторов ……………………………………………… |
269 |
4.5 Конструирование и расчет валов редуктора………………………… |
292 |
4.6 Подбор и проверочный расчет подшипников качения …………….. |
316 |
4.7 Смазка редукторов…………………………………………………….. |
328 |
4.8 Смазка подшипников…………………………………………..……… |
329 |
|
|
Приложение А - Примеры общего вида редукторов……………………. |
331 |
Приложение Б - Вопросы для самопроверки……………………………. |
336 |
Приложение В - Задание на курсовой проект и расчетно-графические работы………………………………………………………………………. |
346 |
Приложение Г Пример выполнения кинематического расчета привода |
353 |
Список литературы……………………………………………………… |
361 |
