- •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
3.3.2 Чугуны
Чугунами называется сплав железа с повышенным содержанием углерода 2 - 4%, не обладающий пластичностью.
Наибольшее распространение для изготовления деталей машин получили серые (модифицированные) высокопрочные чугуны.
Достоинства серых чугунов:
1) хорошие литейные свойства;
2) свойство гасить вибрацию;
3) дешевизна;
4) хорошая обрабатываемость.
Недостатки:
1) хрупкость;
2)возникновение больших внутренних напряжений при литье, которые снимаются естественным или искусственным старением. Естественное старение - медленное охлаждение и вылеживание на воздухе. Искусственное - отжиг в печах и остывание вместе с печью.
Применяемые чугуны приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1
Марка чугуна |
В |
0,2 |
δ, % |
НВ |
МПа |
||||
Серые чугуны (ГОСТ 1412-85) |
||||
СЧ 10 СЧ 15 СЧ 25 СЧ 35 |
100 150 250 350 |
- - - - |
- - - - |
-190 163-210 180-245 220-275 |
Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293-85) |
||||
ВЧ 35 ВЧ 45 ВЧ 60 ВЧ 80 |
350 450 600 800 |
220 310 370 490 |
22 10 3 2 |
140-170 140-225 192-227 248-351 |
Ковкие чугуны (ГОСТ 1215-85) |
||||
КЧ 30-6 КЧ 35-8 КЧ 37-12 КЧ 45-7 |
300 350 370 450 |
- - - - |
6 8 12 7 |
100-163 100-163 110-163 150-207 |
3.3.3 Сплавы цветных металлов
Наибольшее применение имеют сплавы на основе меди, алюминия, цинка.
Бронзы - сплавы меди с другими металлами.
Делятся на 2 группы:
1) бронзы оловянистые;
2) бронзы безоловянистые.
Оловянистые бронзы - сплав меди с оловом и другими компонентами.
БрОЦС 5-5-5 Оловяно-цинково-свинцовистая.
Буквы обозначают легирующие добавки:
Олово - О Никель - Н Свинец - С
Фосфор – Ф Цинк - Ц Кремний – К.
Цифры указывают содержание легирующего элемента в %, остальное медь. Они обладают антикоррозионными свойствами, хорошо работают на истирание при высоких скоростях Vcк > 5 м/с.
Безоловянистые бронзы - заменители оловянистых при Vcк = 2...5 м/с.
Сплав меди с алюминием - А, марганцем - Mn, кремнием - К.
БрАЖ 9-4Л Алюминиево-железистая А1 - 9%, Fe - 4%;
Бр А 7 Алюминиевая;
БрКМЦ 5-6 Кремнисто-марганцовистая К - 5%, МЦ - 6%.
Наряду с хорошими антифрикционными свойствами они обладают большей прочностью, чем оловянистые.
Латуни - сплавы меди с цинком и другими металлами.
Л 62, ЛА 62-2,5, ЛК 80-3-кремнистая латунь - 80% меди, 3% кремния, Л - латунь.
Другие буквы указывают на легирующие добавки, кроме цинка. В условном обозначении:
1-ая цифра указывает содержание меди в %, вторая - содержание легирующего элемента.
Латунь обладает хорошими антифрикционными свойствами, хорошо штампуется и отливается в формы.
Применяется для деталей, работающих во влажной среде.
ЦАМ - сплав на основе цинка с алюминием и магнием.
ЦАМ 10-2; ЦАМ 11-4 (Аl 11%, Mg 4 % ).
Обладает хорошими антикоррозионными и антифрикционными свойствами. Применяется как заменитель бронз для подшипников скольжения.
Баббиты - сплавы олова и свинца.
2-х видов: оловянистые > 70% олова и свинцовистые > 80% свинца; Б83 - оловянистые 83% олова, Б16 - баббиты свинцовистые 16% олова (буква, далее содержание олова в %).
Баббиты - лучшие антифрикционные материалы. Применяются для заливки тонким слоем вкладышей подшипников скольжения. В 20 раз и более превышают стоимость качественной стали.
Алюминиевые сплавы.
Силумин - сплав алюминия с кремнием: АЛ 2; АЛ 4 и др.
Дюралюминий - сплав алюминия с медью (2,2 5%), марганцем (0,1 1%), магнием (0,2 1,8%).
Легкие, удельный вес- = 2,65 г/см3, довольно твердые и прочные.
Используются для деталей не несущих больших нагрузок.
