Введение. ¦Здания ¦Для обслуживания¦Здания и ¦Гостиницы ¦ ¦и сооружения ¦участников ¦сооружения для +---------------------+

ИНДЕКС: ОПД.Ф.2

Детали машин и основы конструирования

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Содержание

Введение. 6

ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН.. 9

1.1. Общие сведения о проектировании машин. 9

1.2. Стандартизация и взаимозаменяемость деталей машин. 11

1.3. Технологичность конструкций и экономичность деталей машин. 12

1.4. Критерии работоспособности и изнашивание деталей машин. 14

1.5. Краткие сведения о конструкционных машиностроительных материалах. 19

ГЛАВА 2 НЕРАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ.. 21

2.1 Клёпаные соединения. 22

2.2. Сварные соединения. 27

2.3. Клееные и паяные соединения. 33

2.4. Прессовые соединения. 38

ГЛАВА 3 РАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ.. 44

3.1. Общие сведения о резьбовых соединениях. 44

3.2. Расчет крепежных резьбовых соединений. 59

3.3. Шпоночные соединения. 67

3.4 Шлицевые соединения. 74

3.5. Клиновые, штифтовые и профильные соединения. 79

ГЛАВА 4 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧАХ.. 84

ГЛАВА 5 ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ.. 87

5.1. Общие сведения. 87

5.2. Цилиндрическая фрикционная передача. 90

5.3. Понятие о конической фрикционной передаче. 95

5.4. Фрикционные вариаторы.. 97

ГЛАВА 6. РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ.. 99

6.1. Общие сведения. 99

6.2. Плоскоременные передачи. 110

6.3. Клиноременные передачи. 118

6.4. Зубчато-ременные передачи. 127

6.5. Шкивы и натяжные устройства. 130

ГЛАВА 7 ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ.. 135

7.1. Общие сведения. 135

7.2. Основы теории зубчатого зацепления. 138

7.3. Цилиндрическая прямозубая передача. 145

7.4. Цилиндрические передачи с косыми. 149

7.5. Материалы, конструкция цилиндрических колес и методы образования зубьев 155

7.6. Критерии работоспособности зубчатых колес и расчетная нагрузка. 164

7.7. Расчет цилиндрических передач на прочность. 169

7.8. Расчет допускаемых напряжений. 176

7.9. Конические зубчатые передачи. 178

7.10. Передачи с зацеплением Новикова. 188

7.11. Общие сведения о цилиндрических и конических редукторах. 192

ГЛАВА 8.ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ.. 208

8.1. Общие сведения. 208

8.2. Геометрия и кинематика червячных передач. 211

8.3. Силы в червячном зацеплении. КПД.. 220

8.4. Расчет червячных передач. 222

8.5. Материалы и допускаемые напряжения. 228

Глава 9 ПЛАНЕТАРНЫЕ И ВОЛНОВЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ.. 234

9.1. Планетарные передачи. 234

9.2. Волновые передачи. 237

ГЛАВА 10 ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ.. 241

10.1 Общие сведения и детали передач. 241

10.2. Геометрия и кинематика передач. 247

10.3. Критерии работоспособности и расчет цепных передач. 251

ГЛАВА 11 ПЕРЕДАЧА ВИНТ—ГАЙКА.. 257

11.1. Общие сведения. 257

11.2. Силовые соотношения в передаче. 261

11.3. Расчет передачи винт—гайка. 262

ГЛАВА 12 ВАЛЫ И ОСИ.. 266

12.1. Общие сведения. 266

12.2. Расчет валов и осей. 269

ГЛАВА 13 ОПОРЫ ВАЛОВ И ОСЕЙ.. 277

13.1. Подшипники скольжения. 277

13.2. Смазывание и расчет подшипников скольжения. 280

13.3. Подшипники качения. 286

13.4. Подбор подшипников качения. 291

13.5. Конструирование подшипниковых узлов. 296

ГЛАВА 14 МЕХАНИЧЕСКИЕ МУФТЫ.. 302

14.1. Назначение и классификация муфт. 302

14.2. Конструкция и расчет муфт. 303

Список рекомендуемой литературы.. 314

Введение

В данном учебном пособии в соответствии с программой предмета изложены основы расчета и конструирования деталей машин и узлов общего назна­чения, а также основные принципы их проектирования и конструирования. Изложение предмета «Детали машин» основывается на знаниях, по­лученных при изучении математики, теоретической механики, сопротив­ления материалов, технологии материалов и др. В свою очередь, предмет «Детали машин» является базой для изучения многих специальных дисциплин. Изучение деталей машин состо­ит из ознакомления с теоретической частью предмета, выполнения практических работ и курсового проекта, являющегося самостоятельной творческой расчетно-конструкторской работой учащегося. Выполняя курсовой проект, воплощая в материальную форму заданную схему объекта проектирования, студент применяет и закрепляет полученные знания по всем ранее изученным физико-математическим и общетехническим дисциплинам.

Основную часть производственных процессов современной хозяйственной деятельности человека выполняют машины - механические устройства, служащие для преобразования энергии, материалов или информации.

Машиностроение - ключевая отрасль экономики, в значительной степени определяющая производительность труда, качество продукции, темпы и уровень технического прогресса и обороноспособность страны.

Основные задачи дальнейшего развития машиностроения в нашей стране — увеличение мощности и быстроходности, а следовательно, и производительности машин, снижение их материалоемкости и себестои­мости, повышение точности и надежности, а также улучшение условий обслуживания, внешнего вида машин и повышение их конкурентоспо­собности на мировом рынке.

В зависимости от выполняемых функций современные машины классифицируют следующим образом:

энергетические, служащие для преобразования энергии (машины-двигатели, генераторы);

рабочие, осуществляющие изменение формы, свойств, состояния и положения предмета труда (технологические или машины-орудия, транс­портные и транспортирующие);

информационные, предназначенные для сбора, переработки и ис­пользования информации (вычислительные, шифровальные и др.).

Машины состоят из деталей — изделий из однородного материала, полученных без сборочных операций (болт, шпонка, вал, зубчатое колесо и т. д.), и сборочных единиц — изделий, собранных из деталей на пред­приятии-изготовителе (муфта, шарикоподшипник, редуктор и т. п.). Сбо­рочная единица, которая может собираться отдельно от других составных частей изделия, назывыается узлом. Укрупненный, обладающий полной взаимозаменяемостью узел, выполняющий определённую функцию, называется машинным агрегатом (например, электродвигатель, силовая головка, насос), а метод компоновки промышленных изделий их отдельных агрегатов называется агрегатированием. Агрегатирование значительно упрощает проектирование сборку, эксплуатацию, ремонт и модернизацию изделий.

Рассматривая конструкцию можно видеть, что многие детали и узлы различных машин похожи, имеют одинаковые функциональные назначения и широко применяются например, крепежные и соединительные детали, валы и оси зубчатые колеса, подшипники, муфты, смазочные и уплотнительные устройства и т. д. Такие детали и узлы машин называют деталями (и узлами) общего назначения и именно они являются объектом изучения в предмете «Детали машин». Детали, характерные только для некоторых типов машин (например, пропеллеры самолетов, гребные винты судов лопатки турбин, шатуны, коленвалы и поршни двигателей и т.п.) называются деталями специального назначения и рассматриваются вI специальных дисциплинах.

Таким образом, детали машин есть научная дисциплина, включающая теорию, расчет и конструирование деталей общего назначения.

Как самостоятельная научная дисциплина курс «Деталей машин» возник во второй половине XIX века, хотя многие вопросы расчета деталей машин разрабатывались ранее, например член Российской Ака­демии Наук Л. Эйлер в XVIII в. предложил и разработал теорию эвольвентного зубчатого зацепления и основы теории расчета тормозов и ре­менных передач. Первый в России курс «Детали машин» был создан в 1881 г. В. Л. Кирпичевым (1845—1913). Большой вклад в развитие этой науки в дальнейшем внесли П. К. Худяков (1857—1936), А. И. Сидоров (1866—1931), М. А. Саверин (1891—1952), Д. Н. Решетов и др.

Изложение материала соответствует действующим стандартам, в том числе: Международному стандарту и рекомендации ИСО на обозначение физических величин, Государственным стандартам на единицы физиче­ских величин, допуски и посадки, узлы и детали машин, термины, опре­деления и обозначения, методы расчета, графические изображения. В соответствии с методическими рекомендациями к ГОСТ 8.417—81 «Единицы физических величин» расчетные формулы в пособии построе­ны таким образом, что в них применяются только основные и производ­ные единицы СИ (т. е. в формулы не входят величины в кратных, доль­ных и внесистемных единицах), поэтому в экспликациях к формулам не указываются единицы, в которых выражены величины.