ДЕТАЛИ МАШИН КУРС ЛЕКЦИЙ Лектор Морозова Ирина Георгиевна

ДЕТАЛИ МАШИН КУРС ЛЕКЦИЙ Лектор: Морозова Ирина Георгиевна к. т. н. , доцент кафедры Машин и агрегатов металлургических предприятий (Б 500)

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Решетов Д. Н. Детали машин. 2. Дунаев П. Ф. , Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин. 3. Пособия № 214, № 664 4. Попов В. Д. , Ирошников С. А. Основы конструирования узлов и деталей машин. Атлас конструкций.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ МАШИНЫ – механические устройства, служащие для преобразования энергии, материалов или информации с целью облегчения или замены физического и умственного труда человека.

КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ПО ФУНКЦИОНАЛЬНОМУ НАЗНАЧЕНИЮ 1. Энергетические машины. 2. Рабочие машины: транспортные машины технологические машины. 3. Информационные машины.

ДЕТАЛИ И СБОРОЧНЫЕ ЕДИНИЦЫ • Деталь – составная часть машин, изготовленная без применения сборочных операций из однородного материала. • Сборочная единица – изделие, собранное из деталей на предприятии-изготовителе.

КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН • Работоспособность – способность объекта выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных технической документацией. • Отказ – нарушение работоспособности машины.

КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ – причины отказов: 1. 2. 3. 4. 5. Прочность. Жесткость. Износостойкость. Теплостойкость. Виброустойчивость.

Критерии работоспособности • Прочность – важнейший критерий работоспособности – способность деталей сопротивляться разрушению или возникновению пластических деформаций под действием нагрузок. • Жесткость – способность деталей сопротивляться изменению формы под действием нагрузок.

Критерии работоспособности • Износостойкость – способность материала детали сопротивляться изнашиванию в определенных условиях трения. • Теплостойкость – способность конструкции работать в пределах заданных температур в течение заданного срока службы. • Виброустойчивость – способность конструкции работать в нужном режиме, исключая недопустимые (резонансные) колебания.

МЕТОД ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ ПО ДОПУСКАЕМЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ Сравнение расчетных напряжений с допускаемыми: σ ≤ [σ] τ ≤ [τ] Расчет выполняют как проектный для определения размеров детали [σ]=σпред. ∕ [S] [τ]=τпред. ∕ [S]

ВЫБОР КОЭФФИЦИЕНТОВ ЗАПАСА ПРОЧНОСТИ [S] = S 1*S 2* S 3 S 1 – учитывает точность определения нагрузок и напряжений S 2 – учитывает однородность материала S 3 – учитывает специфику требований безопасности

ПРЕДЕЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ 1. При статических нагрузках: для хрупких материалов в для пластичных материалов т 2. При переменных нагрузках: σ σ при симметричном цикле изменения напряжений σ-1 τ-1 при отнулевом цикле изменения напряжений σ0 τ0 τв τт

Переменные циклы напряжений асимметричный

симметричный

отнулевой (пульсирующий)

Кривая усталости • σr - максимальное значение напряжения цикла, при котором разрушение не происходит после практически неограниченного числа циклов изменения напряжений. • Цикл изменения напряжений – совокупность последовательных значений переменных напряжений за один период их изменения.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ Механическими передачами называют механизмы, служащие для передачи механической энергии на расстояние, как правило, с преобразованием скоростей и моментов, иногда с преобразованием видов движения.

ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ

ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ Основные

КИНЕМАТИКА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ dw 1 О 1 ω1 i = ω1 ∕ ω2 ω2 dw 2 О 2 u = ω1 ∕ ω2 > 1 i = dw 2 ∕ dw 1

ТЕОРЕМА ЗАЦЕПЛЕНИЯ Общая нормаль N-N к профилям зубьев в любой точке касания должна проходить через постоянную точку P, находящуюся на линии центров О 1 О 2, называемую полюсом зацепления и делящую расстояние между центрами на отрезки обратно пропорциональные угловым скоростям: i = ω1 ∕ω2=O 2 P ∕ O 1 P

ИСХОДНЫЙ КОНТУР ЗУБЧАТОЙ РЕЙКИ

Нарезание зубьев методом обкатки

Цилиндрическое колесо с прямыми зубьями

ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ p∙z=π∙d → d = (p ∕ π) ∙ z p ∕ π = m [мм] - модуль зацепления h = ha + hf ha = m hf = m + m∙c* (c* = 0, 25) h= m + m∙c* = 2, 25∙m

ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ da = d + 2∙ha = d + 2∙m df = d - 2∙(m + m∙ 0, 25) = d - 2, 5∙m 2 h = da - df

ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ аw - межосевое расстояние аw = d 1 ∕ 2 + d 2 ∕ 2 = m∙z 1 ∕ 2 +m∙z 2 ∕ 2 аw = 0, 5∙ zΣ ∙ m d = m∙z u = ω1 ∕ ω2 = d 2 ∕ d 1 = z 2 ∕ z 1

b S ha hf

СЛОЖНОЕ НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗУБЬЕВ

ПАРАМЕТРЫ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ЗУЬЕВ В ЗАЦЕПЛЕНИИ Fn – нормальная сила Q = Fn ∙ f – сила трения σ σ F – напряжения изгиба H - контактные напряжения

ПОВРЕЖДЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ЗУБЬЕВ

РАСЧЕТ ПРЯМОЗУБЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ НА ПРОЧНОСТЬ [σ] = σпред ∕ S – предельно допускаемое напряжение σ ≤ [σ] σ – расчетное напряжение Fрасч = Fn ∙ K ∕ ℓ K = Kα ∙ Kβ ∙ Kv

СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В ЗАЦЕПЛЕНИИ

РАСЧЕТ ЗУБЬЕВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ ИЗГИБЕ Ft = Fn ∙ cosα = 2 ∙T ∕d – окружная сила Fr = Fn ∙ sinα = Ft∙tgα – радиальная сила σ = 2∙T∙K∙Y ∕ d∙m∙b ≤ [σ] σF – расчетное напряжение F F изгиба