Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин

Дизайн интерьера
Сопромат
Расчетные нагрузки
Расчеты на прочность
Усталостная прочность
Основы расчета и проектирования
деталей и узлов машин
Курс «Детали машин»
Надежность машин
Соединения деталей машин
Расчет на прочность клепаных соединений
Сварные, паяные и клееные соединения
Расчет на прочность сварных соединений
Соединения с натягом
Резьбовые соединения
Расчет шпоночных соединений
Механические передачи
Основные понятия о зубчатых передачах
Основы расчета на прочность
зубчатых передач
Расчет на контактную прочность
Расчет на изгиб
Редукторы
Основные понятия о ременных передачах
Проверочный расчет валов
Подшипники скольжения
Подшипники качения
Виды разрушения подшипников качения
Начертательная геометрия
Основы образования чертежа
Позиционные и метрические задачи
Поверхности вращения
Аксонометрические проекции
Наглядные изображения
Изображения на технических чертежах.
Соединение части вида и части разреза
Выполнить необходимые разрезы
Прямоугольная диметрия
Построить чертеж кондуктора
Построить проекции конуса вращения
Выполнение чертежей деталей,
имеющих сопряжения
Построить три проекции призмы
Построить проекции конуса вращения
Математика
Числовые ряды
Функции комплексной переменной
Операционное исчисление
Предел функции
Задачи курсового и типового расчета
Формула Тейлора
Интегрирование функций
нескольких переменных
Вычисление интеграла
Длина дуги в декартовых координатах
Физика
Лабораторные работы по электронике
Лабораторные работы
Расчет трехфазных цепей
Лабораторные работы по электротехнике
Оптика физика
Квантовая механика
Ядерный реактор
Информатика
Компьютерные сети
Кабели и интерфейсы
Обмен данных в сети
Сетевое оборудование и топологии
Теоретические основы Интернета
Служба World Wide Web (WWW)
Служба передачи файлов FTP
Понятие броузеров и их функции
Отправка и получение сообщений
Сервер
Сетевые топологии
Доступ к среде передачи
Беспроводные сети
Архитектура Ethernet
Выбор устройств связи и стека протоколов
Шлюзы
IP-адреса для локальных сетей
Основы безопасности при работе в сетях
Доменная система имен (DNS)
Протокол PPP Point-to-Point Protocol
Структура МАС-адреса
Нагрузочная способность сети
Протоколы маршрутизации
Маршрутизация для мобильных объектов
Формат DNS-сообщений

Курс «Детали машин» рассматривает основы расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения, встречающихся в различных механизмах и машинах.

Надежность машин Надежность — свойство изделия сохранять во времени способность к выполнению требуемых функций в заданных режимах применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Прочность при переменных напряжениях Циклы напряжений в деталях машин Многие детали машин или их элементы, такие, как валы, зубья зубчатых колес и др., работают в условиях, когда возникающие в них напряжения периодически изменяют свое значение или значение и знак.

Коэффициенты запаса прочности При статических напряжениях. Статические, или строго постоянные, нагрузки встречаются редко. К постоянным относят нагрузки с отклонением до 20% от номинальных нагрузок (действие сил тяжести, предварительной затяжки, давление газа или жидкости)

Соединения деталей машин При изготовлении машины некоторые ее детали или узлы соединяют между собой с помощью неразъемных или разъемных соединений.

Расчет на прочность клепаных соединений Расчет на прочность — основной критерий работоспособности прочных клепаных швов —основан на следующих допущениях: Силы трения на стыке деталей не учитывают, считая, что вся нагрузка передается только заклепками.

Сварные, паяные и клееные соединения Сварные соединения — наиболее распространенный тип неразъемных соединений. Они образуются путем местного нагрева деталей в зоне их соединения. Применяют различные виды сварки. Наибольшее распространение получили электрические, основными из которых являются дуговая и контактная сварка.

Расчет на прочность сварных соединений Основным критерием работоспособности швов сварных соединений является прочность. Расчет на прочность основан на допущении, что напряжения в шве распределены равномерно как по длине, так и по сечению.

Соединения с натягом Натяг в соединении создают необходимой разностью посадочных размеров насаживаемых одна (втулка) на другую (вал) деталей. При этом диаметр вала несколько больше диаметра отверстия втулки. Взаимная неподвижность соединяемых деталей обеспечивается силами трения, возникающими на поверхности контакта деталей вследствие их упругого деформирования.

Резьбовые соединения Резьбовые соединения являются наиболее распространенными разъемными соединениями. Их образуют болты, винты, гайки и другие метали с резьбой. Основным элементом соединения является резьба, которая получается путем прорезания или накатки на детали канавок по винтовой линии.

Основные типы резьб Метрическая резьба — наиболее распространенная из крепежных резьб. Имеет профиль в виде равностороннего треугольника: α = 60°, γ = 30°. Вершины витков и впадин притупляются по прямой или дуге, что предохраняет резьбу от повреждений, уменьшает концентрацию напряжений, удовлетворяет нормам техники безопасности.

Стандартные крепежные детали С учетом разнообразных условий применения стандартами предусмотрены различные геометрические формы и размеры болтов, винтов, шпилек, гаек и шайб.

Момент завинчивания При завинчивании гайки или винта ключом создают момент завинчивания

Классы прочности и материалы резьбовых деталей В зависимости от механических характеристик материала стальные винты, болты и шпильки изготовляют 11 классов прочности, которые обозначают двумя числами, разделенными точкой: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6, 6.8,  8.8, 9.8, 10.9, 12.9.

Пример Винтовая стяжка имеет два резьбовых отверстия с правой и левой метрической резьбой крупного шага (рис. 6.29). Определить номинальный диаметр резьбы винтов, если на соединение действует осевая сила F,, = 20 кН. Материал винтов —сталь марки 20, класс прочности 4.6. Затяжка неконтролируемая.

Расчет шпоночных соединений Основным критерием работоспособности шпоночных соединений является прочность. Шпонки выбирают по таблицам ГОСТов в зависимости от диаметра вала, а затем соединения проверяют на прочность. Размеры шпонок и пазов подобраны так, что прочность их на срез и изгиб обеспечивается, если выполняется условие прочности на смятие, поэтому основной расчет шпоночных соединений — расчет на смятие. Проверку шпонок на срез в большинстве случаев не проводят.

Шпоночное соединение образуют вал, шпонка и ступица колеса (шкива, звездочки и др.). Шпонка представляет собой стальной брус, устанавливаемый в пазы вала и ступицы. Она служит для передачи вращающего момента от вала к ступице и наоборот. Основные типы шпонок стандартизованы. Шпоночные пазы на валах получают фрезерованием дисковыми или концевыми фрезами, в ступицах — протягиванием.

Шлицевое соединение образуют выступы — зубья на валу и соответствующие впадины — шлицы в ступице (рис. 8.1, а — в). Рабочими поверхностями являются боковые стороны зубьев. Зубья вала фрезеруют по методу обкатки (см. § 11.7) или накатывают в холодном состоянии профильными роликами по методу продольной накатки. Шлицы отверстия ступицы изготовляют протягиванием.

Механические передачи Назначение передач и их классификация

Фрикционные передачи Во фрикционной передаче вращательное движение от ведущего катка к ведомому передается силами трения, которые возникают в месте контакта двух прижатых друг к другу катков

Вариаторы Назначение и характеристики. Вариаторы служат для плавного (бесступенчатого) изменения на ходу частоты вращения ведомого вала при постоянной частоте вращения ведущего вала.

Основные понятия о зубчатых передачах В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления лары зубчатых колес. Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большее — колесом. Термин «зубчатое коле-cо» относят как к шестерне, так и к колесу. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, колеса — индекс 2.

Образование эвольвентного зацепления Пусть заданы межосевое расстояние aw и передаточное число и зубчатой передачи

Исходный контур зубьев зубчатой рейки При увеличении до бесконечности числа зубьев колеса в передаче без смещения получают основную рейку

Скольжение при взаимодействии зубьев При работе колес зацепление двух зубьев происходит по рабочим участкам профилей ВПС

Понятие о зубчатых передачах со смещением Такую передачу образуют зубчатые колеса (по прежней терминологии — корригированные), у которых нарезание зубьев осуществляют со смещением инструментальной рейки на величину хт

Конструкции колес зубчатых передач В зависимости от назначения, размеров и технологии получения заготовки зубчатые колеса имеют различную конструкцию.

Основы расчета на прочность зубчатых передач Материалы зубчатых колес Выбор материала зубчатых колес зависит от назначения передачи и условий ее работы. Чаще всего применяют стали, реже чугуны и пластмассы.

Стальное литье. Применяют при изготовлении крупных зубчатых колес

Расчетная нагрузка При работе в зубчатых передачах возникают дополнительные нагрузки, связанные с условиями нагружения, точностью изготовления, жесткостью валов и опор и др.

Допускаемые напряжения Выбор допускаемых напряжений базируется на кривых усталости

Цилиндрические прямозубые передачи внешнего зацепления В прямозубой передаче зубья входят в зацепление по всей длине. Вследствие погрешностей изготовления передачи и ее износа при работе процесс выхода одной пары зубьев из зацепления и начало зацепления другой пары сопровождаются ударами и шумом, величина которых возрастает с увеличением окружной скорости колес.

Расчет на контактную прочность Контактная прочность зубьев является основным критерием работоспособности большинства зубчатых передач.

Цилиндрические косозубые передачи Цилиндрические колеса, у которых зубья расположены по винтовым линиям на делительном цилиндре, называют косозубыми

Расчеты на прочность Вследствие наклонного расположения зубьев в косозубом зацеплении одновременно находится несколько пар зубьев, что уменьшает нагрузку на один зуб и снижает динамические нагрузки. Расчет на прочность косозубых передач ведут по формулам эквивалентных прямозубых передач с введением в них поправочных коэффициентов, учитывающих особенности работы. По условиям прочности габариты косозубых передач получаются меньше, чем прямозубых.

Эквивалентное колесо Для прямозубой передачи профили зубьев конического колеса, построенные на развертке среднего дополнительного конуса, весьма близки к профилям зубьев эквивалентного цилиндрического прямозубого колеса

Расчет на изгиб Аналогично расчету цилиндрической прямозубой передачи расчетные напряжения изгиба в зубьях кониче­ских колес и условие их прочности:

Планетарные зубчатые передачи Планетарными называют передачи, имеющие зубчатые колеса с подвижными осями.

Волновые зубчатые передачи Волновой называют механическую передачу, в которой вращение передается за счет волнового перемещения зоны деформации упругого гибкого звена. Основное применение имеют зубчатые волновые переда­чи с механическими генераторами волн и цилиндрическими колесами

Передаточное число волновых передач В волновой передаче при вращении генератора осуществляется относительный поворот колес

Червячные передачи относят к передачам зацеплением. Их применяют для передачи вращательного движения между валами, угол перекре­щивания осей которых составляет 0 = 90° (рис. 18.1). В большинстве случаев ведущим является червяк, т. е. короткий винт с трапецеидаль­ной или близкой к ней нарезкой.

Основные геометрические соотношения в червячной передаче Геометрические размеры червяка и колеса определяют по формулам, аналогичным формулам для зубчатых колес.

Материалы червячной пары Червяк и колесо должны обладать достаточной прочностью и ввиду значительных скоростей скольжения в зацеплении образовывать анти­фрикционную пару с высокими износостойкостью и сопротивляемостью заеданию.

КПД червячных передач Роль смазывания в червячной передаче еще важнее, чем в зубчатой, так как в зацеплении происходит скольжение витков червяка вдоль контактных линий зубьев червячного колеса. В случае несовершен­ства смазывания резко возрастают потери, возможно повреждение зубьев.

Редукторы Редуктором называют механизм, выполненный в виде самостоятельного агрегата с целью понижения частоты вращения ведущего вала и увели­чения вращающего момента на ведомом валу.

Передача винт — гайка состоит из винта и гайки и служит для преобразования вращательного движения в поступательное. При этом вращение закрепленной от осевых перемещений гайки вызывает по­ступательное перемещение винта или вращение закрепленного от осе­вых перемещений винта приводит к поступательному перемещению гайки.

В передачах винт — гайка качения на винте и в гайке выполнены вин­товые канавки (резьба) полукруглого профиля, служащие дорожками ка­чения для шариков

Основные понятия о ременных передачах Ременная передача — передача трением с гибкой связью. Состоит из ведущего и ведомого шкивов и ремня, надетого на шкивы с предва­рительным натяжением (рис. 22.1). Нагрузка передается благодаря си­лам трения, возникающим между шкивами и ремнем.

Скольжение ремня по шкивам. Передаточное число В ременной передаче различают два вида скольжения ремня: упругое и буксование.

Передачи плоским ремнем Возможны различные схемы передач плоским ремнем. Чаще всего применяют открытую передачу, в которой оси валов параллельны, а шкивы вращаются в одном направлении.

В машиностроении преимущественно применяют передачи клиновым или поликлиновым ремнями.

Шкивы передач клиновым и поликлиновым ремнями Шкивы для клиновых и поликлиновых ремней выполняют точеными, а при больших размерах— литыми. В серийном производстве шкивы изготовляют сварными или сборными из штампованных элементов.

Передачи зубчатым ремнем Зубчатые ремни выполняют плоскими с поперечными зубьями на внутренней поверхности, которые входят в зацепление с зубьями на шкивах. Передача зубчатым ремнем работает по принципу зацепления.

Шкивы передач зубчатым ремнем Шкив передачи представляет собой зубчатое колесо, головки зубьев которого срезаны до диаметра, расположенного ниже делительной окружности (делительная окружность шкива совпадает с нейтральным слоем ремня).

Передаточное число цепной передачи

Валы и оси Зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие вращающиеся детали машин устанавливают на валах и осях.

Проверочный расчет валов Проверочный расчет валов проводят на сопротивление усталости и на жесткость. Его выполняют после полного конструктивного оформления вала на основе проектировочного расчета.

Подшипники скольжения Подшипники являются опорами валов и вращающихся осей. Они вос­принимают силы, приложенные к валу или оси, и передают их на корпус машины. Качество подшипников в значительной степени определяет надежность машин.

Смазочные материалы Для уменьшения трения и изнашивания, охлаждения и очистки от продуктов износа подшипники скольжения смазывают материалами, которые должны быть маслянистыми и вязкими.

Подшипники качения представляют собой готовый узел, основными элементами которого являются тела качения — шарики 3 или ролики, установленные между кольцами 1 и 2 и удерживаемые на определенном расстоянии друг от друга сепаратором 4.

Виды разрушения подшипников качения и критерии работоспособности

Расчет эквивалентной нагрузки при переменных режимах работы

Смазывание подшипников качения. КПД. Уплотнительные устройства. Смазывание подшипников. Смазочные материалы в подшипниках уменьшают трение и шум, отводят выделяемую теплоту, защищают подшипник от коррозии, заполняют зазоры в уплотнениях, обеспечивая герметизацию подшипникового узла.

Муфты Большинство машин и технологических систем состоит из отдель­ных узлов. Для обеспечения кинематической и силовой связи валы ) узлов соединяют муфтами

Cопромат, физика, электроника лабораторные работы. Математика решение задач