Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего и среднего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

В.Н. Бельков, Н.В. Захарова

Основы конструирования деталей и сборочных единиц машин

Учебное пособие

Омск 2007

УДК 621.81(075)

ББК 34.42я73

Б 44

Рецензенты:

Никитин Валерий Николаевич, канд. техн. наук, доцент,

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия;

Еремеев Александр Александрович, канд. техн. наук, доцент,

Омский государственный аграрный университет.

Бельков, В.Н., Захарова, Н.В.

Б 44 Основы конструирования деталей и сборочных единиц машин: учеб. пособие / В.Н. Бельков, Н.В. Захарова. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2007. – 256 с.

ISBN 5-8149-0469-0

Пособие по структуре, содержанию и методике ориентировано на выполнение курсового проекта по дисциплине «Детали машин и основы конструирования». Содержит справочные таблицы и данные на основе нормативных документов, принятых в практике конструирования. В пособие включены материалы по расчету и конструированию деталей и сборочных единиц машин c использованием системы автоматизированного проектирования машин APM WinMachine и КОМПАС-3D V8.

Учебный материал изложен в форме, наиболее удобной при изучении и конструировании деталей и сборочных единиц машин. Для лучшего усвоения мето приведены примеры выполнения отдельных видов расчетов.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Омского государственного технического университета.

УДК 621.81(075)

ББК 34.42я73

© Авторы, 2007

© Омский государственный

ISBN 5-8149-0469-0 технический университет, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

Федеральное агентство по образованию 1

ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ 1

ДЕТАЛЕЙ И СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ МАШИН 1

Омск 2007 1

УДК 621.81(075) 2

Рецензенты: 2

Печатается по решению редакционно-издательского совета 2

Омского государственного технического университета. 2

ВВЕДЕНИЕ 5

Цели и задачи курсового проектирования 5

Основные понятия 6

Основные рекомендации по ведению студентом рабочей тетради 10

по курсовому проектированию и форма технического задания 10

Форма технического задания 11

Федеральное агентство по образованию 11

Шифр кафедры 13

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ 15

1. РАЗРАБОТКА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРИВОДА 15

В случае представления технического задания в виде шифра кинематическая схема разрабатывается в следующем порядке: 16

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА 24

2.1. Расчет срока службы привода 24

2.2. Определение недостающих геометрических размеров 24

исполнительного механизма 24

2.3. Выбор электродвигателя 25

2.3.1. Определение требуемой мощности 25

2.3.2. Определение требуемой частоты вращения вала электродвигателя (или возможного диапазона ее изменения) 27

2.3.3. Таблица технических данных электродвигателей серии АИР 28

2.4. Кинематические расчеты 29

2.4.1. Определяют общее передаточное число привода 29

2.4.2. Распределение общего передаточного числа привода 31

по ступеням передач 31

2.4.3. Проверка точности разбивки общего передаточного отношения 32

2.4.4. Эскиз выбранного электродвигателя 32

2.5. Таблица исходных данных для дальнейших расчетов 35

2.5.1. Определение частот вращения валов 35

2.5.2. Определение вращающих моментов на валах 35

ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ 39

3. РАСЧЕТ ЗАКРЫТЫХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ 39

3.1. Выбор материалов зубчатых колес 39

Червяк, вал-шестерня Колесо 41

Нормализация 41

Улучшение 41

Улучшение 41

3.2. Выбор допускаемых напряжений 43

3.3. Расчет цилиндрических зубчатых передач 50

3.4. Расчет конических передач 63

4. РАСЧЕТ ОТКРЫТЫХ ПЕРЕДАЧ 76

4.1. Конструирование открытых цилиндрических зубчатых передач 76

4.1.1. Расчет открытых цилиндрических передач 76

4.1.2. Конструкция открытых цилиндрических зубчатых колес 78

4.2. Конструирование цепных передач 79

4.2.1. Расчет цепных передач 83

4.2.2. Конструирование звездочек цепных передач 88

4.3. Конструирование ременных передач 91

4.3.1. Порядок расчета ременных передач 91

4.3.2. Конструкции шкивов ременных передач 96

5. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ОБЩЕГО ВИДА РЕДУКТОРА 96

5.1. Типовые конструкции валов одноступенчатых редукторов 97

d 97

5.2. Последовательность выполнения чертежа общего вида 106

7. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ ВАЛОВ ПРИВОДА 126

ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ 132

8. КОНСТРУИРОВАНИЕ ВАЛОВ ПРИВОДА. РАСЧЕТЫ ВАЛОВ 132

8.1. Выбор материалов валов 132

8.2. Проектировочный расчет 132

8.3. Расчет на статическую прочность 133

8.4. Расчет на сопротивление усталости 133

8.5. Расчет на жесткость 137

9. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ 149

10. КОНСТРУИРОВАНИЕ ВАЛА ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА 159

Шов № 2 171

11. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ РЕДУКТОРОВ 171

С ПРИМЕНЕНИЕМ СТАНДАРТНЫХ ИЗДЕЛИЙ 171

12. КОМПОНОВКА ПРИВОДА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАМ 182

13.1. Оформление чертежей и пояснительной записки 201

13.2. Складывание чертежей 208

Концы валов цилиндрические, мм (из ГОСТ 12080–66) 225

Шпонки призматические (из ГОСТ 23360-78), мм 226

226

Таблица 5 226

Кольца пружинные упорные плоские наружные эксцентричные 227

(из ГОСТ 13942–86) и канавки для них, мм 227

Манжеты резиновые армированные для валов (ГОСТ 8752-79) 232

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 237

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 246

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 257

ВВЕДЕНИЕ

Цель настоящего пособия – изложить в лаконичной форме учебный материал, касающийся расчета и конструирования деталей и узлов машин, и помочь формированию умений и навыков, необходимых в инженерной деятельности.

При этом подробно рассмотрены операции по выбору материалов деталей машин и допускаемых напряжений, определению геометрических параметров деталей и узлов машин, расчету передач, коэффициентов их полезного действия и сил в зацеплении. Приведенные термины, обозначения и расчёты деталей и узлов машин соответствуют действующим стандартам.

В пособие включены материалы по расчету и конструированию передач c использованием программных продуктов: системы автоматизированного проектирования машин APM WinMachine и КОМПАС-3D V8, что позволяет существенно экономить время за счет исключения ручных расчетов при решении многовариантных задач с целью нахождения оптимального варианта при конструировании, использовать графические возможности системы (получение чертежей и графиков, характеризующих передачу).

Для лучшего усвоения методики приведены образцы отдельных видов расчетов.