ВВЕДЕНИЕ
Г12
ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
Учебное пособие
Направления: 150100 Металлургия;
150400 Технологические машины и оборудование
Специальности: 150106 “ Обработка металлов давлением ”;
150101 “ Металлургия черных металлов ”;
150404 “ Металлургические машины и оборудование”
Форма обучения: очная, заочная
Новотроицк, 2010
УДК 621.81
ББК 34.42
Гавриш П.В. Детали машин и основы конструирования: Учебное пособие. - Новотроицк: НФ МИСиС, 2010. – 94 с.
Учебное пособие по дисциплине «Детали машин и основы конструирования», предназначено студентов
Учебное пособие по дисциплине «Детали машин и основы конструирования», предназначено для самостоятельного изучения и закрепления теоретических знаний студентами, ранее освоенных общетехнических дисциплин, использования их на начальных этапах обучения специальных дисциплин по специальностям металлургического направления.
Подробно изложены все основные разделы дисциплины «Детали машин и основы конструирования». Содержание курса соответствует указаниям государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлениям: 150100 «Металлургия» и 150400 «Технологические машины и оборудование».
Одобрено на заседании кафедры ОМП
«___» ________2010г.
СОДЕРЖАНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………. | |
| 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ КУРСА…………………………………………………. | |
| 1.1 Основные принципы и этапы разработки машин …………………………………………………………. | |
| 1.2 Требования к машинам и критерии их качества…………………………………………………………….. | |
| 1.3 Условия нормальной работы деталей и машин……………………………………………………………... | |
| 1.4 Понятие об автоматизированном проектировании …………………………………………………………. | |
| 1.5 Системный подход при проектировании……………………………………………………………………. | |
| 1.6 Классификация деталей машин …………………………………………………………………………….. | |
| 2 ПЕРЕДАЧИ ………………………………………………………………………………………………….. | |
| 2.1 Передачи зацеплением, цилиндрические зубчатые передачи ………………………………………………. | |
| 2.2 Критерии расчёта эвольвентных зубьев……………………………………………………………………... | |
| 2.3 Силы в зубчатом зацеплении………………………………………………………………………………... | |
| 2.4 Расчёт зубьев на контактную выносливость………………………………………………………………… | |
| 2.5 Расчёт зубьев на изгиб……………………………………………………………………………………….. | |
| 3 РАСЧЕТЫ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ………………………………………………………………... | |
| 3.1 Выбор материалов зубчатых передач и вида термообработки…………………………………… | |
| 3.2 Расчет допускаемых напряжений…………………………………………………………………………… | |
| 3.3 Геометрический расчёт закрытой цилиндрической передачи……………………………………. | |
| 3.4 Проверочный расчёт закрытой цилиндрической передачи……………………………………………….. | |
| 3.5 Расчёт открытой цилиндрической зубчатой……………………………………………………………….. | |
| 4 ПЛАНЕТАРНЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ…………………………………………………………… | |
| 5 ВОЛНОВЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ…………………………………………………………………... | |
| 6 ЗАЦЕПЛЕНИЯ НОВИКОВА………………………………………………………………………………. | |
| 7 КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ……………………………………………………………….. | |
| 7.1 Расчёт закрытой конической зубчатой передачи ………………………………………………………… | |
| 7.2 Проектный расчёт открытой конической прямозубой передачи……………………………… | |
| 8 ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ………………………………………………………………………………… | |
| 9 ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением)……………………………………………………………………. | |
| 9.1 Фрикционные передачи……………………………………………………………………………………... | |
| 9.2 Ременные передачи………………………………………………………………………………………….. | |
| 10 ВАЛЫ И ОСИ……………………………………………………………………………………………… | |
| 11 ОПОРЫ ВАЛОВ И ОСЕЙ – ПОДШИПНИКИ………………………………………………………… | |
| 11.1 Подшипники скольжения…………………………………………………………………………………. | |
| 11.2 Подшипники качения……………………………………………………………………………………… | |
| 12 ПРИЧИНЫ ПОЛОМОК И КРИТЕРИИ РАСЁТА ПОДШИПНИКОВ ……………………………. | |
| 12.1 Расчёт номинальной долговечности подшипника……………………………………………………….. | |
| 12.2 Методика выбора подшипников качения………………………………………………………………… | |
| 12.3 Особенности проектирования подшипниковых узлов…………………………………………………… | |
| 12.4 Крепление подшипников на валу и в корпусе……………………………………………………………. | |
| 13 УПЛОТНЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА…………………………………………………………………… | |
| 14 Посадки подшипников на вал и в корпус……………………………………… | |
| 15 Монтаж и демонтаж подшипников………………………………………………… | |
| 16 Смазка подшипников качения………………………………………………………... | |
| 17 МУФТЫ……………………………………………………………………………………………… | |
| 17.1 Классификация муфт………………………………………………………………………………. | |
| 17.2 Жёсткие муфты…………………………………………………………………………………….. | |
| 17.3 Компенсирующие муфты………………………………………………………………………….. | |
| 17.4 Подвижные муфты…………………………………………………………………………………. | |
| 17.5 Упругие муфты……………………………………………………………………………………... | |
| 17.6 Фрикционные муфты………………………………………………………………………………. | |
| 18 СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН……………………………………………………………. | |
| 18.1 Неразъёмные соединения ………………………………………………………………………….. | |
| 18.1.1 Сварные соединения……………………………………………………………………………… | |
| 18.1.2 Расчёт на прочность сварных швов……………………………………………………………... | |
| 18.1.2 Заклёпочные соединения………………………………………………………………………… | |
| 18.2 Разъёмные соединения …………………………………………………………………………….. | |
| 18.2.1Расчёт на прочность резьбовых соединений…………………………………………………….. | |
| 18.2.2 Штифтовые соединения…………………………………………………………………………. | |
| 19 Шпоночные соединения…………………………………………………………………. | |
| 20 Шлицевые соединения……………………………………………………………………. | |
| 21 УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В МАШИНАХ………………………………………………………… | |
| БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………………………………….. |
Современное общество отличается от первобытного использованием машин.
Применение предметов, усиливающих возможности рук (палки, камни), и особенно освоение дополнительных источников энергии (костёр, лошадь) не только позволило человечеству выжить, но и обеспечило в дальнейшем победу над превосходящими силами природы.
Жизнь людей, даже самых отсталых племён, теперь немыслима без различных механических устройств и приспособлений (греч. "механа" – хитрость).
И хотя различные механические хитрости использовались уже в древнем Египте при строительстве пирамид, всерьёз говорить о применении машин можно лишь с эпохи промышленной революции XVIII века, когда изобретение паровой машины дало гигантский технологический рывок и сформировало современный мир в его нынешнем виде. Здесь важен энергетический аспект проблемы.
С тех же пор наметились основные закономерности устройства и функционирования механизмов и машин, сложились наиболее рациональные и удобные формы их составных частей - деталей. В процессе механизации производства и транспорта, по мере увеличения нагрузок и сложности конструкций, возросла потребность не только в интуитивном, но и в научном подходе к созданию и эксплуатации машин.
В ведущих университетах Запада уже с 30-х годов XIX века, а в Санкт-Петербургском университете с 1892 года читается самостоятельный курс "Детали Машин". Без этого курса [9,16,18,22,23,32] теперь невозможна подготовка инженера-механика любой специальности.
Исторически сложившиеся в мире системы подготовки инженеров при всех национальных и отраслевых различиях имеют единую четырёхступенчатую структуру:
1.На младших курсах изучаются ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ НАУКИ, которые представляют собой системы знаний о наиболее общих законах и принципах нашего мира. Это - Физика, Химия, Математика, Информатика, Теоретическая механика, Философия, Политология, Психология, Экономика, История и т.п.
2.Далее изучаются ПРИКЛАДНЫЕ НАУКИ, которые изучают действие фундаментальных законов природы в частных областях жизни, таковыми являются Техническая термодинамика, Теория прочности, Материаловедение, Сопротивление материалов, Теория механизмов и машин, Прикладная механика, Вычислительная техника и т.п.
3.На старших курсах (3-й и выше) студенты приступают к изучению ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН, таких как НАШ КУРС, а также "Основы стандартизации", "Технология обработки материалов" и т.п.; отраслевые различия здесь ещё сравнительно невелики.
4.Обучение завершается освоением СПЕЦИАЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИН, которые и составляют квалификацию инженера соответствующей специальности.
При этом подлинно высококвалифицированным специалистом, способным решать конкретные инженерно-технические проблемы становится лишь тот, кто усвоит взаимосвязь и преемственность между фундаментальными, прикладными, общетехническими и специальными знаниями.
Курс "Детали машин и основы конструирования" непосредственно опирается на курсы "Сопротивление материалов" и "Теория механизмов и машин", которыми, мы надеемся, студенты овладели в совершенстве. Кроме того, для успешного выполнения расчётно-графических работ и курсового проекта необходимы хорошие знания правил и приёмов курса "Инженерная графика".