Слайд 1 Учебный курс «Основы конструирования и детали машин» Лектор : д. т. н. проф. кафедры «Машины и агрегаты металлургических предприятий» Горбатюк Сергей Михайлович
Слайд 2 Содержание курса: • Раздел 1. Общие сведения о деталях машин. Критерии работоспособности и расчета деталей машин [1 а, 2 а] • Радел 2. Механические передачи [1 а, 2 а, 1 б, 2 б] • Раздел 3. Валы и опоры [1 а, 2 а, 1 б, 2 б] • Раздел 4. Муфты и соединения [1 а, 2 а, 1 б] • Раздел 5. Типовые конструктивные решения инженерных задач [1 а, 2 а]
Слайд 3 Рекомендуемая литература: Основная: 1 а. Детали машин. Под ред. О. А. Ряховского - М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 543 с. 2 а. Решетов Д. Н. Детали машин. - М. : Машиностроение, 1989. - 496 с Дополнительная: 1 б. Дудко Т. А. Детали машин и основы конструирования. Учеб. -метод. пособие для курсового проектирования. – М. : МИСи. С, 2005. – 95 с. 2 б. Попов В. Д. , Ирошников С. А. Атлас конструкций: Основы конструирования узлов и деталей машин. - М. : МИСи. С, 2000. – 118 с.
Контрольные мероприятия Слайд 4 ДЗ 1: Кинематический расчет привода металлургической машины и выбор электродвигателя. ДЗ 2: Проектирование закрытой зубчатой передачи ДЗ 3: Проектирование узла тихоходного вала редуктора ДЗ 4: Проектирование подшипников, шпонок вала и выбор муфт привода ДЗ 5: Сборочный чертеж редуктора Зачет (письменный) Курсовой проект (с оценкой)
Слайд 5 Электронный журнал успеваемости
Слайд 6 Раздел 1. Общие сведения о деталях машин. Критерии работоспособности и расчета деталей машин. Основные задачи развития машиностроения: - увеличение мощности, быстроходности и производительности машин; - снижение материалоемкости и себестоимости; - повышение точности и надежности; - повышение конкурентоспособности на мировом рынке.
Слайд 7 Классификация машин: - энергетические; - рабочие; - информационные Классификация деталей машин: - детали передач; - детали для поддержания вращающихся частей; - соединительные детали; - пружины и рессоры; - прочие.
Слайд 8 Критерии работоспособности и расчета деталей машин: 1. Прочность 2. Жесткость 3. Износостойкость 4. Теплостойкость 5. Виброустойчивость 6. Надежность
Расчеты на прочность: Постоянная нагрузка Слайд 9
Критерии прочности - для хрупких материалов - для пластичных мат-лов - для хрупких материалов -для пластичных материалов Слайд 10
Слайд 11 Коэффициент концентрации нагрузки
Переменные циклы напряжений асимметричный Слайд 12
симметричный Слайд 13
отнулевой (пульсирующий) Слайд 14
Кривая усталости Слайд 15
Слайд 16 Напряжения растяжения
Слайд 17 Напряжения сжатия
Слайд 18 Напряжения смятия Сжатие Смятие
Слайд 19 Разновидности смятия
Напряжения среза Слайд 20
Слайд 21 Напряжения кручения
Слайд 22 Напряжения изгиба Сжатие (σ<0) Растяжение (σ>0)
Слайд 23 Схема к расчету изгибающего момента
Слайд 24 Контактные напряжения Формула Герца. Беляева для сталей, если
Слайд 25 Контактные напряжения Сжатие шаров для сталей, если
Слайд 26
Слайд 27
Материалы в машиностроении Слайд 28 Конструкционные материалы подразделяют на: - металлические; - неметаллические; - композиционные Черные металлы Чугуны - железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода свыше 2%. Белый чугун Свойства: - высокая твердость (трудно обрабатывается резанием); - высокая износостойкость и жаростойкость; - высокое сопротивление коррозии Применение: - детали, подверженные действию пламени и нагреву до высоких температур; - детали, работающие на износ; - детали, подверженные химическим воздействиям.
Слайд 29 Серый чугун Свойства: - хорошие литейные свойства; - хорошо обрабатывается резанием; - низкая стоимость. Применение: - корпусные детали, станины, кронштейны; Маркировка: СЧ 15 Серый чугун Ковкий чугун Свойства: - отличается от серого повышенной пластичностью; Маркировка: Ковкий чугун КЧ 30 -6
Слайд 30 Высокопрочный чугун Свойства: - отличается от серого повышенной прочностью; ВЧ 60 Маркировка: Высокопрочный чугун Стали железоуглеродистые сплавы содержанием углерода менее 2%. Сталь углеродистая обыкновенного качества Свойства: с - хорошо свариваются; - не термообрабатываются; Выпускают 3 группы стали: Гр. А – контроль мех. свойств; Гр. Б – контроль хим. состава; Гр. В – контроль мех. свойств и хим. состава; По степени раскисления стали выпускают: - кипящими (кп); - полуспокойными (пс); - спокойными (сп);
Слайд 31 Маркировка: Б Ст. 3 пс контроль хим. состава Сталь конструкц. обыкнов. кач-ва полуспокойная № марки стали Марки сталей: Ст. 0, Ст. 1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6 Применение: Ст. 0, Ст. 1, Ст. 2 - неответственные элементы конструкций; Ст. 3 – крепежная сталь (винты, болты, гайки, шпильки); Ст. 4, Ст. 5 – сварные, болтовые, клепанные конструкции и мало нагруженные валы, оси, втулки; Ст. 6 – деталей повышенной прочности : оси, валы, шпонки.
Слайд 32 Сталь углеродистая конструкционная качественная Марки сталей: 08, 10, 15, 20 … 55, 58, 60, 65 Содержание углерода в Маркировка: Сталь 45 сотых долях % (0, 45%) Применение: 08 - 20 – строительные конструкции, качественный крепеж (после цементации и цианирования) 25 -45 – оси, валы, шестерни, звездочки, станины 50 -55 – валки, шпиндели прокатных станов 60 -65 – пружинные стали (пружины, рессоры) Легированные стали Обозначения легирующих элементов: Ю –Al, Ф – V, В – W, К – Co, Т – Ti, С – Si, М – Mo, Г – Mn, У – С, Н – Ni, Х – Cr, Р- B, Е – Se, Д – Сu, Б - Nb Маркировка: Сталь 40 ХН 0, 40% Углерода до 1% Никеля до 1% Хрома
Слайд 33 Сталь высококачественная (буква А в конце) 0, 3% С Сталь 30 ХГСА до 1% Сr высококачественная до 1% Mn до 1% Si Сталь с повышенной обрабатываемостью резанием (буква А в начале) Сталь А 35 Г 2 повыш. обр. резанием 2%Mn 0, 35% С Сталь углеродистая инструментальная (содержание углерода более 0, 75%) Содержание углерода в десятых долях % (0, 8% С) Маркировка: Применение: Сталь У 8 Сталь углеродистая 1% C Сталь У 10 A высококачественная столярный и слесарный, ручной инструмент, работающий при невысоких скоростях без разогрева режущих кромок (топоры, молотки, кувалды, плоскогубцы и т. п. )
Слайд 34 Сталь инструментальная быстрорежущая Маркировка: Сталь Р 18 Сталь Р 6 М 5 Сталь быстрорежущая 18% W 6% W 5 % Mo Применение: металлорежущий инструмент, работающий при высоких скоростях с разогревом режущих кромок (резцы, пилы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки и т. п. ) Сталь шарикоподшипниковая Маркировка: Сталь ШХ 15 Сталь шарикоподшипниковая Сталь литейная (буква Л в конце) Сталь 20 Л 15% Cr Сталь литейная 0, 2% С Применение: корпусные детали, станины
Цветные металлы Слайд 35 Обозначения легирующих элементов в цветной металлурги: А –Al, М – Cu, Ж – Fe, Мг – Mg, Мц – Mn, O – Sn, Ф – P, Ц – Zn, К – Si, H - Ni, C – Pb, Б – Be Латунь Сплав на основе меди, основным легирующим элементом в котором является цинк. 59% Cu 60% Cu Маркировка: ЛС 59 -1 Латунь 1% Pb Латунь ЛАЖМц 60 -1 -3 -2 1% Al 3% Fe 2% Mn Каков процент цинка? Применение: детали с повышенной коррозионной стойкостью Бронза Сплав на основе меди Маркировка: Применение: Бронза 2% Be Бр. Б 2 детали с повышенными антифрикционными свойствами Бр. ОФ 15 -6 15% Sn 6% P
Твердость Слайд 36 По Бринеллю Индентор – стальной закаленный шарик Пример обозначения HB 320 По Виккерсу Индентор – четырехгранная алмазная пирамидка Пример обозначения По Роквеллу HV 30 Индентор – алмазный конус Прибор имеет 3 шкалы: A, B, C Пример обозначения HRC 45
Слайд 37 Основы взаимозаменяемости деталей машин Взаимозаменяемость – способность деталей занимать места вышедших из строя аналогичных деталей без дополнительной механической обработки при сохранении работоспособности машины. Стандартизации подлежат -размеры, допуски размеров, посадки -шероховатость поверхности -отклонение формы и расположения поверхностей и осей
Слайд 38 РАЗМЕРЫ -номинальный -действительный Предпочтительные ряды чисел где 5, 10, 20, 40, 80 Ряд предпочтит. чисел Для в диапазоне i=0 -5 имеет вид: 1, 0; 1, 6; 2, 5; 4, 0; 6, 3; 10 Валы и отверстия Вал – охватываемая поверхность Отверстие – охватывающая поверхность
Слайд 39
TD Допуск размера Слайд 41 Поле допуска Линия номинального размера (нулевая линия) Линия действительного размера TD = Dmax - Dmin
Слайд 41
Слайд 42 Основное отклонение Е - отклонение, ближайшее к нулевой линии
Слайд 43 Условные обозначения основных отклонений отверстий (большие латинские буквы) A B C … Js H K L M … Z
Слайд 44 Условные обозначения основных отклонений валов z (малые латинские буквы) k js h c … b a l m …
Слайд 45 Условные обозначения допусков размеров Номинальный размер Номер квалитета 50 p 6 Основное отклонение +0, 051 50 +0, 032 или p 6 p 9 0 0 f 9 f 6 Верхнее и нижнее отклонения Номинальный размер
Слайд 46 dmin +32 (мкм) dmax +51 (мкм) es p 6 ei Поле допуска Td Графическое изображение допуска размера 50 (мм) Номинальный размер d = 50 мм Верхнее отклонение es= 0, 051 мм = 51 мкм Нижнее отклонение ei = 0, 032 мм = 32 мкм Наибольший предельный размер dmax = d + es = 50, 051 мм Наименьший предельный размер dmin = d + ei = 50, 032 мм Допуск размера Td = dmax - dmin = es – ei = 0, 019 мм = 19 мкм
Слайд 47 Посадка - соединение двух деталей (вала и отверстия), характеризуемое величиной вероятных зазоров и (или) натягов S=D-d Зазор S - разница между диаметром отверстия D и диаметром вала d, когда D>d D d
Слайд 48 N=d-D Натяг N - разница между диаметром вала d и диаметром отверстия D (до сборки), когда D<d D d После сборки в результате деформации диаметры вала и отверстия становятся равными
Отв. ES EI Dmax D Smin TD Smax Слайд 49 Типы посадок Посадка с зазором - поле допуска отверстия расположено выше поля допуска вала (размер отверстия больше размера вала) Вал Td ei Dmin dmax es dmin Smax= ES-ei = Dmax- dmin Smin= EI-es = Dmin- dmax
Слайд 50 TD ES Dmax Отв. Nmax Nmin Посадка с натягом - поле допуска отверстия расположено ниже поля допуска вала (размер отверстия меньше размера вала) Вал ei EI D Dmin Td dmax es dmin Nmax= es-EI = dmax- Dmin Nmin= ei-ES = dmin- Dmax
Слайд 51 Dmax D Nmax smax Переходная посадка - поля допусков вала и отверстия перекрываются (размер отверстия может быть меньше размера вала, а может быть больше) Вал Td TD Отв. ES es EI ei Dmin Nmax= es-EI = dmax- Dmin dmax Smax= ES-ei = Dmax- dmin
Условные обозначения посадок. Слайд 52 H 7 50 p 6 Допуск размера отверстия Номинальный размер 50 H 7/p 6 Допуск размера вала или 50 H 7 -p 6 50 +0, 03 +0, 051 +0, 032
Слайд 53 Системы посадок Основной вал - основное отклонение допуска размера вала равно 0 0 h 0 Основное отверстие - основное отклонение допуска размера отверстия равно 0 0 H 0
Слайд 54 Посадки в системе отверстия - соединения различных валов с основным отверстием с зазором с натягом переходная Вал Отв 0 Вал Отв Вал 0
Слайд 55 Посадки в системе вала - соединения различных отверстий с основным валом с зазором с натягом переходная Отв 0 0 Вал Отв Вал
Слайд 56 Внесистемные посадки - соединения не основных отверстий с не основными валами с зазором с натягом Отв 0 переходная Вал Отв Вал 0
Слайд 57 Технология изготовления отверстия сверление зенкерование развертывание
Слайд 58 Технология изготовления валов точение шлифование Изготовление валов технологически проще и требует меньшего сортамента инструмента, поэтому посадки в системе отверстия предпочтительнее по экономическим соображениям
Слайд 59 Шероховатость поверхности Основные термины и определения Номинальная поверхность – идеальная поверхность, заданная в технической документации Реальная поверхность –фактическая поверхность, полученная в результате изготовления детали Реальная поверхность Профиль реальной поверхности Номинальная поверхность Профиль номинальной поверхности
Профилограмма h 4 l Rmax h 5 H 3 h 2 h 1 yi Средняя линия профиля H 2 H 1 o Линия выступов H 4 y Слайд 60 x Smi Si Параметры шероховатости поверхности Линия впадин
Слайд 61 Обозначение шероховатости поверхности Обозначение направления микронеровностей
Структура обозначения шероховатости поверхности Способ обработки поверхности и (или) другие дополнительные указания Слайд 62 Базовая длина/Параметр шероховатости Условное обозначение направления неровностей
Примеры обозначения шероховатости поверхности Слайд 63
Слайд 64 Отклонения формы и расположения поверхностей и осей Основные термины и определения Номинальная поверхность – идеальная поверхность, заданная в технической документации Базовая поверхность – поверхность, имеющая форму номинальной и служащая базой для количественной оценки отклонения формы реальной поверхности Прилегающая поверхность – поверхность, имеющая форму номинальной поверхности, соприкасающаяся с реальной Прилегающая прямая Прилегающая окружность Реальный профиль
Слайд 65 Условные обозначения отклонения формы и расположения поверхностей и осей деталей на чертежах Допуски формы Допуск плоскостности Допуск прямолинейности Допуск цилиндричности Допуск круглости Допуски расположения Допуск параллельности Допуск соосности Допуск симметричности Допуск перпендикулярности Допуск пересечения осей Позиционный допуск Суммарные допуски формы и расположения Допуск биения (торцового и радиального) Допуск полного биения
Слайд 66 Примеры обозначения допусков отклонения формы и расположения поверхностей и осей деталей на чертежах 0, 005 0, 015 50 2 отв. 12 H 10 0, 15 0, 02 12 h 9 0, 01
Слайд 67 0, 015 0, 025 БВ А 0, 005 Б А В 0, 025 А 0, 025 БВ 0, 05 БВ 16 Р 10 0, 005 0, 007 А А
Слайд 68 Раздел 2. Механические передачи Классификация механических передач: По способу передачи движения: соединения звеньев: - передачи трением (фрикционные, ременные) - передачи зацеплением (зубчатые, червячные, цепные, винт-гайка) - с непосредственным контактом звеньев (фрикционные, зубчатые, червячные, винт-гайка) - передачи гибкой связью (ременные, цепные)
Слайд 69 Основные кинематические и энергосиловые параметры механических передач: передача вход выход
Основные типы механических передач Фрикционные передачи Слайд 70 с постоянным передаточным отношением передаточное отношение относительное скольжение сила трения и окружная сила условие работы фрикционной передачи: -коэффициент надежности сцепления Проектный расчет: Проверочный расчет:
Слайд 71 Разновидности фрикционных передач с постоянным передаточным отношением Коническая передача Передача с внутренним контактом звеньев Передача для преобразования вращательного движения в поступательное
Слайд 72 Фрикционные передачи с переменным передаточным отношением (вариаторы) Конический вариатор (сдвоенный) Лобовой вариатор (простой)
Достоинства фрикционных передач Слайд 73 - простота конструкции, большие кинематические возможности; - бесступенчатое регулирование скорости, включение, выключение, реверс на ходу; - преобразование вращательного движения в поступательное; - предохранительные свойства за счет пробуксовки (проскальзывания) при перегрузках; - бесшумность, плавность (безударность) работы. - возможность применения в широком диапазоне мощностей: от ничтожно малых (в приборах), до сотен киловатт. Недостатки фрикционных передач - большие нагрузки на валы и их опоры, приводящие к громоздкости конструкций и повышенным потерям энергии на преодоление сил трения в опорах; - повышенный и неравномерный износ катков при буксовании; - сравнительно низкий К. П. Д. в открытых передачах; - необходимость специальных нажимных устройств для прижатия одного тела качения к другому.
Зубчатые передачи Слайд 74
Слайд 75 Цилиндрическая зубчатая передача (внешнее передача (внутреннее зацепление)
Коническая зубчатая передач Слайд 76
Слайд 77 Способы изготовления зубчатых колес Метод копирования Метод обкатки
Слайд 78 Метод копирования
Слайд 79 Геометрия зубчатого зацепления
Слайд 80 Проектный расчет зубчатых передач Проверочный расчет На изгиб На контактную прочность
Достоинства зубчатых передач Слайд 81 - высокая нагрузочная способность и, как следствие, малые габариты (передача мощностей до 300000 к. Вт); - большая долговечность и надежность работы ( для редуктора общего назначения - 30 тыс. часов. ); - высокий К. П. Д. (до 0, 97. . . 0, 99 для одной пары колес); - возможность использования в широком диапазоне областей и условий работы: от часов и приборов до самых тяжелых машин, для передачи окружных сил от милиньютонов до десятков меганьютонов, с диаметром колес от долей миллиметра до 10 метров и более. Недостатки зубчатых передач - невозможность бесступенчатого регулирования передаточного числа; - повышенные требования к точности изготовления и монтажа; - шум при больших скоростях; - потребность в специальном инструменте для нарезания зубьев; - высокая жесткость, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки.
Червячная передача Слайд 82 Червячное колесо Червяк
Червячная передача Слайд 83
Слайд 84 Проектный расчет - коэффициент диаметра червяка; - коэффициент нагрузки; - крутящий момент на колесе; - число зубьев на колесе; Проверочный расчет По контактным напряжениям По напряжениям изгиба - коэфф. прочности зубьев колеса; - окружное усилие на колесе; - делительный угол подъема линии витка червяка; Тепловой расчет - температура масла и окружающего воздуха; - к. п. д; - мощность на червяке; - коэфф. теплоотдачи; - свободная поверхность охлаждения корпуса передачи; - коэфф. , учитывающий теплоотвод в фундаментную плиту или раму
Слайд 85 Достоинства червячных передач - возможность большого редуцирования (U до 1000); - плавность и бесшумность работы. - возможность изготовления самотормозящих передач (например, для грузоподъемных механизмов) Недостатки червячных передач - низкий к. п. д (0, 65 – 08); - необходимость применения для колеса дорогих антифрикционных материалов (Бр. ОФ 10 -1, Бр. АЖ 9 -4); - большое тепловыделение при работе;
Сложные зубчатые передачи Планетарные передачи 3 2 h 1 Слайд 86
Сложные зубчатые передачи Волновые передачи g h b Слайд 87
Сложные зубчатые передачи Волновые передачи Слайд 88 Планетарные передачи
Ременная передача Слайд 89
Ременная передача Слайд 90 Кинематические параметры Формы поперечного сечения ремней Плоские Клиновые Поликлиновые Круглые
Расчет по тяговой способности Слайд 91 Для экспериментальных ременных передач строят кривые скольжения Упругое скольжения Частичное буксование Полное буксование - Коэффициент тяги
Слайд 92 F 2 T 1 d 1 F 2 Fr F 1 - силы натяжения ведущей и ведомой ветвей - окружная сила (полезная нагрузка) - сила предварительного натяжения ремня - крутящий момент на ведущем шкиве - радиальное усилие на валы и – напряжения в ремне от окружной силы и предварительного натяжения
Слайд 93 А – площадь поперечного сечения ремня После определения находят допускаемое полезное напряжение в ремне типовой передачи: S= 1, 2÷ 1, 4 – запас тяговой способности и допускаемое полезное напряжение в ремне проектируемой передачи Сэ – коэффициент, учитывающий особенности эксплуатации – площадь поперечного сечения ремня
Достоинства ременных передач Слайд 94 - возможность передачи движения на значительные расстояния; - плавность и бесшумность работы; - предохранение от перегрузок; - большие скорости вращения; - невысокая стоимость; - простота обслуживания. Недостатки ременных передач - значительные габариты; - непостоянство U; - повышенные нагрузки на валы; - невысокий к. п. д – 0, 92 ÷ 0, 96; - необходимость предохранения от попадания масла на ремень. - низкая долговечность ремней; - необходимость применения натяжных устройств;
Слайд 95 Цепные передачи 1, 2 – звездочки, 3 - цепь Классификация цепных передач По назначению: - грузовые (для подвески, подъема и опускания грузов) – грузоподъемные машины; - тяговые (для перемещения грузов v=0, 5 -4 м/с) – транспортеры, рольганги; - приводные – для передачи крутящего момента от одного вала к другому;
Слайд 96 Конструкции цепей Зубчатая цепь Втулочно-роликовая цепь
Кинематические параметры Слайд 97 – средняя скорость цепи (м/с) Z – число зубьев звездочки n – частота вращения в об/мин t – шаг цепи в мм – передаточное отношение Геометрические параметры – межосевое расстояние – расчетная длина цепи в шагах, округляемая до целого
Слайд 98 Несущая способность и расчет цепных передач – допускаемая полезная передаваемая сила [p ] – допустимое давление O Aсм = bd – площадь смятия b KЭ = 1÷ 5 – коэффициент, учитывающий особенности эксплуатации цепной передачи
Слайд 99 Конструкции звездочек
Достоинства цепных передач Слайд 100 - передача больших мощностей (до 100 к. Вт) на значительные расстояния (до 8 м); - относительно небольшие нагрузки на валы; - отсутствие скольжения; - высокий к. п. д. при хорошей смазке (до 0, 98); - возможность передачи вращения нескольким звездочкам;
Недостатки цепных передач Слайд 101 - цепь состоит из жестких звеньев и располагается не по окружности, а по многоугольнику; - непостоянство скорости; - повышенный износ шарниров цепи; - необходимость точной установки валов; Цепные передачи применяются в случаях, когда применение зубчатых передач нецелесообразно из за больших межосевых расстояний, а применение ременных передач ненадежно из за больших крутящих моментов.
Раздел 3. Валы и опоры Слайд 102 Валом называется деталь, предназначенная для поддерживания вращающихся частей машины, непосредственно участвующих в передаче вращательного движения; и передающая крутящий момент. Ось – деталь, предназначенная только для поддержания вращающихся частей; в передаче энергии непосредственно не участвует. Ось при работе испытывает только напряжения изгиба, вал кроме напряжений изгиба обязательно испытывает и напряжения кручения. Вал – деталь подвижна, ось – подвижна и неподвижна. Классификация валов - по форме геометрической оси: прямые; коленчатые, с изменяемой формы оси (гибкие); - по профилю поперечного сечения: круглые, цилиндрический; шлицевые, фасонно-профильные, граненные; по наличию осевого отверстия: полые, с отверстием на части длины, сплошные без отверстия; - по изменению сечения вдоль геометрической оси: постоянного сечения; ступенчатые с цилиндрическими и коническими отверстиями; - по числу опор: консольные (полуоси); двух опорные, многоопорные.
Основные типы валов и осей Основные формы сечения валов и осей Расчет вала на выносливость Проектный расчет Слайд 103
Конструктивная проработка узла вала Слайд 104
Проверочный расчет Составление расчетной схемы Слайд 105
Построение эпюр изгибающих и крутящих Слайд 106 моментов и расчет напряжений Проверка вала на выносливость в опасном сечении
Ø 35 h 7 Ø 62 H 8 Ø 40 f 9 Ø 40 k 6 Ø 40 F 9/k 6 Ø 45 H 7/f 9 Ø 45 H 7/p 6 Ø 62 H 7/h 7 Слайд 107 Допуски и посадки узла тихоходного вала
Подшипники качения Слайд 108 Основные типы шариковых подшипников Основные типы роликовых подшипников
Расчет подшипников качения Составление расчетной схемы и определение реакций опор Расчет эквивалентной нагрузки и долговечности подшипника Слайд 109
Слайд 110 Подшипники скольжения радиальный радиально-упорный Расчет подшипников скольжения
Раздел 4. Муфты и соединения Слайд 111 Муфты - предназначены для передачи вращения между валами совместно работающих узлов (агрегатов) машин, между частями составных валов, а также для соединения валов с расположенными на них деталями. Муфты также используются для: - включения и выключения механизма при непрерывно работающем двигателе; - компенсации неточности взаимного расположения валов ; - предохранения валов от перегрузок ; - снижения динамических нагрузок ; -контролирования скоростных и силовых предельных режимов работы.
Слайд 112 Основная паспортная характеристика муфты значение крутящего момента, на передачу которого она рассчитана. Т = К·Тн; где: Тн – номинальный крутящий момент; Кн =1, 0 ÷ 3, 0 – коэффициент динамичности. Виды отклонений осей валов от номинального расположения Δ a - продольное смещение; Δ r - радиальное смещение (эксцентриситет); Δ α - угловое смещение или перенос; комбинированная несоосность под общим названием “несоосность валов”.
Конструкции муфты Втулочная Зубчатая Упругая втулочнопальцевая Шарнирная Слайд 113
Соединения: Слайд 114 неразъемные (заклепочные, сварные, клеевые, паянные, прессовые) разъемные (резьбовые, шпоночные, шлицевые, штифтовые, клеммовые, штыковые) Заклепочные соединения Заклепка – стержень круглого сечения с головками на концах, одну из которых (закладку) изготавливают заранее, а другую (замыкающую головку) формируют при клепке. Заклепочные соединения разделяют на: - силовые (металлоконструкции, строительные сооружения) - силовые плотные (котлы, трубы, работающие под давлением). Достоинства: надежность, контролируемость качества. Недостатки: повышенный расход металла, высокая стоимость. Заклепочные соединения применяют в случаях: - когда нагрев при сварке недопустим; - для соединения несвариваемых материалов; - в авиа и судостроении.
Некоторые виды стандартных заклепок Заклепки со сплошным стержнем Пустотелые заклепки Слайд 115
d Слайд 116 F S S 1 Типы заклепочных соединений F F Односрезные Двухсрезные Расчет заклепочных соединений Расчет заклепок на срез Расчет листов на смятие A b d Расчет листов на растяжение A S
Сварные соединения Слайд 117 Соединения, образованные путем местного нагрева частей соединяемых деталей до расплавления материала (сварка плавлением) или до расплавления материала с последующим сдавливанием (контактная сварка) Некоторые типы сварочных швов S Стыковые F b F δ T M d M F D F T
Слайд 118 Угловые l F A–A (увеличено) δmin A k F k A p
Соединения с натягом p Слайд 119 Условие несдвигаемости деталей pf Fa d Fa Потребное давление на поверхности контакта pf T Условие непроворачиваемости деталей p l S= 1. 5÷ 2. 0 – коэф. запаса сцепления Потребное давление на поверхности контакта f= 0. 12– коэф. трения
Формула Ляме d d 1 d 2 Расчетный натяг, мкм Для сталей: модуль упругости Е = 2, 1· 103 МПа, коэффициент Пуассона μ = 0, 3 Слайд 120
Слайд 121 Резьба – выступы, образованные на поверхности винтов и гаек, расположенные по винтовой линии. Резьбовые соединения Классификация резьб По форме основной поверхности: - цилиндрические; - конические. По форме профиля: - треугольные - прямоугольные - трапецеидальные - круглые По направлению винтовой линии: - правые (по часовой стрелке); - левые. По числу заходов: -однозаходные; - многозаходные. Наружные и внутренние
Слайд 122 Классификация резьб По единицам измерения: метрические и дюймовые По величине шага: - с крупным шагом Р=2 - с мелким шагом Р=1 Применение резьб Метрические и дюймовые с треугольным профилем - для неподвижных соединений ; Резьбы с мелким шагом - в соединениях работающих при повышенных динамических нагрузках (они обладают повышенным самоторможением); Трубные - в соединениях с повышенной герметичностью; Трапециидальные - в подвижных соединениях; Упорные - при действии больших осевых нагрузок (нажимные винты, винты прессов, домкраты)
Слайд 123 Распределение нагрузки между витками резьбы Номера (1902 г. Н. Е. Жуковский ) витков 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0, 02 0, 03 0, 05 0, 07 0, 11 0, 15 0, 23 0, 34 0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 Доли осевой нагрузки F Первые три витка резьбы воспринимают 72% нагрузки
Слайд 124 Винт p d 1 d d 2 Геометрические параметры резьб Гайка
Слайд 125 Расчет резьбовых соединений на прочность Винт нагружен осевой силой F (без затяжки T=0) Винт нагружен осевой силой F с затяжкой T Винт F Н Расчет резьбы на срез Для винта Для гайки d d 1 d 2 Гайка К – коэф. полноты резьбы Кm – коэф. неравномерности нагрузки по виткам Расчет резьбы на смятие
Слайд 34 Раздел 5. Типовые конструктивные решения инженерных задач Этапы проектирования редуктора
Расчет зубчатых передач Слайд 77 На изгиб На контактную прочность
Ременная передача Кинематические параметры Силы и напряжения в ремнях Слайд 22
Слайд 90 Геометрические параметры цепных передач Несущая способность и расчет цепных передач Конструкции звездочек
Слайд 67 А B 100 B 35 А 135 55 85 350 А-А 16 Р 10 6 30 Ø 65 F Ø 50 k 6 Ø 55 р6 170
Ø 55 р6 Ø 50 k 6 135 B B А 30 35 135 200 450 А-А 16 Р 10 6 100 85 Ø 65 F А Ø 50 k 6 170
35 B А B Ø 55 р6 Ø 50 k 6 135 100 30 135 200 450 А-А 6 16 Р 10 85 Ø 65 F А Ø 50 k 6 170
F 2 B Ød 2 A E I l 1 II l 2 2 l 1 l 6 5 l 3 l 4 5 l 8 II-II b 2 t 2 D l 3 l 7 I-I b 1 t 1 C 2 l 4 Ød 4 F 1 I Ød 2 II Ød 3 Ød 1 l 5
l 1 l 2 2 l 1 B E l 3 3 l 1 C D l 4 Ød 4 H Ød 2 A Ød 3 F 1 Ød 2 Ød 1 F 2
Расчет вала на выносливость Слайд 93 Проектный расчет Конструктивная проработка узла вала
H F 1 A E F 2 Rb l 1 Rc B 2 l 1 l 2 C D l 3 М 1 b М 2 b Мb l 4 М 1 c М 2 c Мc
F 1 A F 2 R 1 R 2 B C l 2 D l 3 l 4 М 1 М 2 Мc 1 Мc 2
F R 1 А R 2 l 3 l 1 l 2 М
Обозначение шероховатости поверхности Способ образования поверхности не установлен Поверхность образована путем удаления слоя материала Поверхность образована без удаления слоя материала Обозначение направления микронеровностей
Скачать презентацию Слайд 1 Учебный курс Основы конструирования и детали
Детали машин курс лекций.ppt