1

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

П.В. Гордин, Е.М. Росляков, В.И. Эвелеков

ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

Учебное пособие

Санкт-Петербург

2006

2

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 621.81.001

Гордин П.В., Росляков Е.М., Эвелеков В.И. Детали машин и основы конструирования: Учебное пособие. – СПб.: СЗТУ, 2006. - 186 с.

Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов 657800

– «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (специальность 151001.65 – Технология машиностроения), направление 653200 – «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы» (специальность 190205.65 – Подъемно – транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование), направление 651400 – «Машиностроительные технологии и оборудование» (специальность 150202.65 – Оборудование и технология сварочного производства), направление 653300 – «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования» (специальность 190601.65 – Автомобили и автомобильное хозяйство), направление 651700 – «Материаловедение, технология материалов и покрытий» (специальность 150501.65 – Материаловедение в машиностроении).

В учебном пособии изложены основы теории расчета и принципы конструирования деталей и узлов машин общего назначения: передач, подшипников качения и скольжения, валов, соединений и муфт приводов.

Содержание учебного пособия соответствует программе дисциплин СЗТУ и предназначено для студентов, обучающихся на филиалах СЗТУ.

Рецензенты: В.Н Ченцов, канд. техн. наук, доц. каф. «Дизель генераторные установки» ВИТУ; Б.М..Борзилов, канд техн. наук, доц. каф. «Теоретической механики и детали и механизмов» ВКА им. А.Ф.Можайского.

©Северо-Западный государственный заочный технический университет,

2006

© Гордин П.В., Росляков Е.М., Эвелеков В.И., 2006

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

В соответствие с действующими образовательными стандартами дисциплина «Детали машин и основы конструирования» является неотъемлемой составной частью учебных планов подготовки многих специальностей и специализаций машиностроительного профиля. Рекомендуемые для использования в учебном процессе учебники и пособия не в полной мере отвечают требованиям и особенностям обучения студентов в Университете. Отсюда назрела необходимость создания учебного пособия, способствующего более полному усвоению требуемых вопросов и подготовки к выполнению самостоятельно курсового проекта или иных работ.

При разработке учебного пособия использован опыт преподавания дисциплины «Детали машин и основы конструирования» в условиях заочного высшего учебного заведения, проведения консультаций и других форм занятий в филиалах и представительствах..

Учебное пособие следует рассматривать как базовую часть единого комплекса обучающих материалов, включающих «Методические указания, программы, контрольные работы и вопросы, задания на курсовое проектирование » для различных специальностей, учебного пособия «Детали машин и основы конструирования», предназначенного для выполнения курсовых проектов по данной дисциплине. В качестве дополнительных источников, студентам могут быть рекомендованы учебники по дисциплине «Детали машин» различных авторов, в первую очередь, учебник «Детали машин» автора Иванова М.Н.

При подготовке пособия были учтены новейшие стандарты, применяемые в данной области знаний.

Авторы выражают благодарность рецензентам: Б.М.Борзилову, канд. техн. наук, доценту кафедры теоретической механики и деталей машин ВКА им. А.Ф. Можайского; В.Н.Ченцову, канд. тех. наук., доценту кафедры «Дизель генераторные установки» ВИТУ за их большой труд по рецензированию пособия, за предложения, пожелания и замечания, которые позволили внести существенные поправки, уточнения, что, безусловно, повысило качество содержания пособия.

4

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Детали машин и основы конструирования» является неотъемлемой частью подготовки инженера.

Любая машина, прибор, в общем случае изделие, состоит из деталей, которые различным образом соединены между собой.

Деталь — изделие изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций. Узел — законченная сборочная единица, состоящая из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение. Агрегат — сборочная единица, обладающая полной взаимозаменяемостью, возможностью сборки отдельно от других составных частей изделия. Конструкция большинства деталей, сборочных единиц, крепежных элементов общего назначения определена и регламентируется стандартами.

В России действует единая система конструкторской документации, которая определяет порядок конструирования изделий, независимо от их назначения, а также состав и содержание документов, разрабатываемых на различных стадиях проектирования изделия.

Введение этой системы в конце 60-х годов прошлого века позволило выработать единый подход к конструированию, создать единый комплекс документов, соответствующих основным стадиям проектирования: техническое задание; техническое предложение; эскизный проект; технический проект; рабочая документация.

Эта система упорядочила процесс проектирования, упростила его, что, безусловно, положительно сказалось и сказывается в процессе создания машин и приборов независимо от их назначения и степени сложности.

В данном курсе достаточно подробно рассмотрены принципы работы, методы оценки работоспособности, проектные и проверочные расчеты, особенности конструирования деталей и узлов общего применения.

5

Курс «Детали машин и основы конструирования» завершает цикл общеинженерной подготовки, обобщает ранее изученные общенаучные и общеинженерные дисциплины и служит основой для последующего изучения специальных дисциплин.

Изучение курса «Детали машин и основы конструирования» и выполнение курсового проекта способствует решению одной из важнейших задач политехнического образования – преобразованию формальной логики теоретических дисциплин в логику практических инженерных расчетов и реальных конструкций.

Настоящее пособие содержит минимальный объем информации, необходимый для подготовки в высшем учебном заведении инженеров различных специальностей. Для углубления своих знаний по различным разделам дисциплины следует воспользоваться источниками, перечень которых указан в конце пособия.

6

1.ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

1.1.ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА МАШИН ПРИ КОНСТРУИРОВАНИИ

Качество в трактовке Международной организации по стандартизации (ИСО) представляет собой совокупность свойств и характеристик машины, обеспечивающих соответствие установленным или предполагаемым потребностям. Уровень качества определяется путем сравнения ряда показателей создаваемой машины с соответствующими показателями лучших образцов машин, составляющих базовую группу для сравнения.

Создание принципиально новой машины или совершенствование существующей начинается с четкого формулирования ее функциональных признаков, т.е. того, что должна делать машина, какую выпускать продукцию, какие осуществлять технологические процессы. Для машин каждого вида устанавливают свои показатели качества, зависящие от их назначения, но существуют показатели качества присущие всем машинам.

Конструируемая машина – элемент существующей системы и определение её эксплуатационных показателей осуществляется во взаимосвязи с окружающей средой и всего технологического процесса. Значение того или иного критерия для данной детали зависит от ее функционального назначения и условий работы. Основными критериями качества машин являются следующие показатели:

−производительность – объем полезной работы в единицу времени. Для рабочих машин (машин – орудий) таким показателем является производительность, единицей измерения которой могут быть т/ч, м/ч, шт/ч;

−надежность – она обеспечивается прежде всего за счет приведения конструктивных решений в соответствие с нагрузками, характером взаимодействия звеньев, возможностями материалов. Элементы конструкции должны быть рассчитаны на одинаковый ресурс

7

−технологичность изготовления, сборки и ремонта при минимальных затратах на изготовление и ремонт. Это должно достигаться путем максимального использования прогрессивных технологий Обеспечение доступа и возможность применения механизированного инструмента при сборке и ремонте;

− стандартизация и унификация позволяют оценить степень использования стандартизованных изделий и от предыдущих моделей, хорошо зарекомендовавших себя в работе. Уровень унификации показывает частоту использования деталей, имеющих одинаковую форму и размеры;

−эстетические показатели отражают соответствие машины требованиям и тенденциям технической эстетики. К ним относятся; внешнее оформление, отделка, окраска, компоновка, композиция, пластика форм, соответствие среде, стилю и т.д. При создании машин должно быть выдержано единство технического и художественного замысла;

−патентно-правовые показатели позволяют оценить степень обновления технических решений, использованных в конкретной машине, их патентную чистоту и патентную защиту;

−эргономические показатели отражают соответствие параметров органов управления психофизическим и антропометрическим данным оператора, удобство обслуживания, уровень вибраций и звуковой мощности;

−металлоемкость характеризует применение профильного проката, замена черных и цветных металлов на пластмассы и композитные материалы;