Конспект лекцій Суми Сумський державний університет 2012 Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Сумський державний університет


НазваКонспект лекцій Суми Сумський державний університет 2012 Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Сумський державний університет
Сторінка1/10
Дата05.05.2013
Розмір1.18 Mb.
ТипКонспект
bibl.com.ua > Право > Конспект
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Міністерство освіти і науки,

молоді та спорту України

Сумський державний університет

В. В. Стрелец
ДЕТАЛІ МАШИН

І ОСНОВИ КОНСТРУЮВАННЯ
Конспект лекцій


Суми

Сумський державний університет

2012

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Сумський державний університет
ДЕТАЛІ МАШИН

І ОСНОВИ КОНСТРУЮВАННЯ
Конспект лекцій
для студентів спеціальностей:

6.050502 «Інженерна механіка»,

6.050503 «Машинобудування»,

6.050601 «Теплоенергетика»,

6.050604 «Енергомашинобудування»

денної та заочної форм навчання

Затверджено

на засіданні кафедри опору матеріалів

і машинознавства як конспект

лекцій з дисциплін «Деталі машин»,

«Основи конструювання»,

«Деталі машин та ПТМ»

Протокол № 7 від 18.01.2012 р.

Суми

Сумський державний університет

2012

ЗМІСТ

С.
ПЕРЕДМОВА . . . . . . . . . . . . . . 4
Лекція 1. ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН . 5
Лекція 2. З'ЄДНАННЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН. НАРІЗНІ З'ЄДНАННЯ . . . . . . . . . . . . . . 14
Лекція 3. ШПОНКОВІ, ШЛІЦЬОВІ, ШТИФТОВІ
ТА ПРОФІЛЬНІ З'ЄДНАННЯ . . . . . . . . . 24
Лекція 4. ПРЕСОВІ З'ЄДНАННЯ – З'ЄДНАННЯ ДЕТАЛЕЙ ПОСАДКОЮ З НАТЯГОМ . . . . . . . . . . 31
Лекція 5. ЗВАРНІ З'ЄДНАННЯ . . . . . . . . . 36
Лекція 6. МЕХАНІЧНІ ПЕРЕДАЧІ . . . . . . . . 42
Лекція 7. ЗУБЧАСТІ ПЕРЕДАЧІ . . . . . . . . 48
Лекція 8. КОНІЧНІ ЗУБЧАСТІ ПЕРЕДАЧІ . . . . . 59
Лекція 9. ЧЕРВ'ЯЧНІ ПЕРЕДАЧІ . . . . . . . . 64
Лекція 10. ПАСОВІ ПЕРЕДАЧІ . . . . . . . . 72
Лекція 11. ЛАНЦЮГОВІ ПЕРЕДАЧІ . . . . . . . 80
Лекція 12. ВАЛИ ТА ОСІ . . . . . . . . . . 91
Лекція 13. ПІДШИПНИКИ КОЧЕННЯ . . . . . . 97
Лекція 14. ПІДШИПНИКИ КОВЗАННЯ . . . . . . 107
Лекція 15. МУФТИ ПРИВОДІВ . . . . . . . . 112
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ . . . . . . . . . . 119


3

ПЕРЕДМОВА
Для вирішення завдань впровадження нової техніки спеціаліст повинен мати грунтовні знання і професійні якості. Він повинен знати не тільки порядок, способи і методи створення нової конструкції, але й способи і методи виготовлення її складових частин, матеріалу, із якого вона виготовляється, принцип взаємодії частин, надійність, економічність і т. ін. Такі знання дозволяють правильно і грамотно проектувати та експлуатувати сучасну техніку.

У цьому конспекті лекцій викладені основні положення конструювання та розрахунків типових деталей машин.

Програма, обсяг аудиторних занять і досвід викладання дисципліни деталі машин і основи конструювання у Сумському державному університеті зумовили стислий виклад матеріалу, що розподілений на 15 лекцій. У кожній лекції є перелік тем для додаткового самостійного вивчення, а основні технічні терміни виділені жирним шрифтом. Більш повний та детальний аналіз основних положень курсу пропонують численні підручники, деякі з них наведені у списку літератури і до яких обов'язково потрібно звертатися.

Розумна людина постійно усвідомлює свою неосвіченість і удосконалює свої знання. Звичайно, наука та роздуми – це важка праця, але відомо, що перемоги здобуваються розумом та працею, що ні один ледар не досяг глибокої старості, що не існує нічого, чого люди не змогли би зрозуміти.

Державні навчальні заклади ставлять перед собою завдання виховання умів, бо розум є головною перевагою, тому студент університету не повинен лякатися перевантажувати свій розум. Яким би складним не було положення курсу „Деталі машин і основи конструювання”, за допомогою аналізу завжди можливо поділити його на декілька простих і очевидних положень.

Матеріал дисципліни є актуальним та корисним для конструкторських розробок, інженерних розрахунків, практичної експлуатації та творчого пошуку в будь-якій галузі машинобудування.
4

Лекція 1
ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
1.1. Поняття машини та деталей машин
Основні та допоміжні процеси на виробництві виконують за допомогою машин. Вони багаторазово підвищують продуктив-ність. Наприклад, потужність людини беруть РЛ = 0,1 кВт,
коня – РК = 1 к.с. = 0,735 кВт, а потужність машини може пере-вищувати РМ > 106 кВт. (Потужність – енергетичний параметр машини, який характеризує швидкість виконання роботи).

Машина – штучний механічний пристрій із узгоджено працюючими частинами, що виконує певний доцільний рух для перетворення енергії, матеріалів або інформації. Машини поділяють залежно від виконуваних функцій на:

1 – електричні (двигуни, генератори);

2 – технологічні або робочі (верстати, вантажопідйомні та транспортуючі машини);

3 – обчислювальні машини.

Машина складається з послідовно з'єднаних ланок, які виконують задані рухи, і кожну машину можна назвати механізмом, але не всякий механізм може бути названий машиною. Машини складаються з деталей та вузлів. Деталі машин – це складові частини машини, які виготовляють із однорідного матеріалу без використання складальних оперцій. Вузол (складальна одиниця) – сукупність спільно працюючих деталей, які з'єднані складальними операціями.

Комплекс наукових дисциплін про машини (опір матеріалів, теоретична механіка, теорія механізмів та машин, деталі машин, теорія конструкційних матеріалів та інші) – це машинознавство.

Сучасний інженер–механік має володіти основами машинознавства. Він повинен знати:

1) вимоги, що ставляться до сучасних машин та їх деталей;

2) основні напрямки розвитку їх конструкції;

3) загальні принципи будови машини.
5

1.2. Основні вимоги, що ставляться до сучасних машин
та їх деталей

1. Висока надійність (надійність – це властивість виробу виконувати задані функції впродовж потрібного терміну служби без поломок і позапланових ремонтів).

2. Високі експлуатаційні показники: продуктивність; ККД – коефіцієнт корисної дії, що характеризує втрати енергії; точність; безпека обслуговування; ступінь автоматизації та інші.

3. Технологічність (технологічною є конструкція, яку можна виготовити з мінімальними затратами праці та засобів в умовах певного підприємства.)

4. Економічність (розуміється мінімальна вартість виготовлення та експлуатації виробу).

5. Транспортабельність – можливість зручного транспорту-вання машини.

6. Ергономічність – зручність і безпека експлуатації машини з дотриманням санітарно-гігієнічних норм рівня вібрації та шуму.

7. Екологічність.

8. Естетичність.

Курс деталей машин концентрує увагу студентів на першій вимозі – надійності деталей та вузлів машин.
1.3. Основні напрямки розвитку конструкцій машин
та їх розрахунку

1. Забезпечення потрібного технічного рівня машини згідно з її функціональним призначенням.

2. Використання модульного принципу конструювання (застосування уніфікованих вузлових конструкцій) поділом конструкції машини на окремі функціонально завершені вузли та блоки.

3. Проектування технологічних деталей і вузлів під сучасну прогресивну технологію.

4. Зменшення енергозатрат машини завдяки підвищенню ККД окремих механізмів.

6

5. Зниження матеріаломісткості конструкцій удосконаленням процесу проектування, добору сучасних матеріалів і технологій, оптимізація форми та розмірів деталей та вузлів.

6. Максимальна автоматизація процесів проектування та виготовлення.
Щоб створити сучасну машину, потрібно знати:

1. Деталі та вузли, з яких складається машина (назва деталі, її призначення, конструктивні варіанти й особливості).

2. Умови надійної роботи деталей та вузлів, види та причини їх відмов, основні критерії працездатного стану.

3. Алгоритм розрахунку та послідовність конструювання, включаючи основи автоматизовного проектування.
1.4. Предмет, мета та зміст курсу деталей машин
Предметом курсу є типові деталі машин, тобто деталі загального призначення, які застосовуються в усіх або майже в усіх машинах і виконують при цьому однакові функції.

Мета курсу – висвітлити методи, правила, норми та реко-мендації проектування типових деталей машин таким чином, щоб була забезпечена їх працездатність (Проектування – процес виконання розрахунків і конструювання (креслень), що закінчується оформленням потрібної технічної документації, тобто проектом. Працездатність – властивість деталі виконува-ти задані функції згідно з вимогами технічної документації).

Зміст (розділи) курсу деталей машин:

1 – основи проектування деталей машин;

2 – з'єднання типових деталей;

3 – механічні передачі обертального руху;

4 – деталі, що забезпечують обертальний рух.

Вивченням курсу деталей машин закінчується загальноінже-нерна підготовка майбутніх спеціалістів у галузі технічної механіки. Механіка – це наука про рух та взаємодію тіл. Прикладна механіка – галузь механіки, що вивчає рух та напружений стан реальних технічних об'єктів і базується на дисциплінах: опір матеріалів, ТММ, деталі машин.

7

1.5. Основні критерії працездатного стану деталей машин
Слово „критерії” можна замінити словами „вимоги, умови, характеристики”. Для оцінки працездатності (складової частини надійності) деталі використовують такі критерії.

1. Міцність – здатність деталі опиратися навантаженню без поломок і поверхневих ушкоджень.

2. Жорсткість – здатність деталі опиратися зміні форми та розмірів під впливом сил.

3. Зносостійкість – здатність матеріалу деталі опиратися стиранню поверхні.

4. Теплостійкість – здатність деталі працювати у визначеному діапазоні температур.

5. Вібростійкість – здатність деталі працювати у заданому діапазоні режимів навантаження без недопустимих коливань.

Без виконання цих критерієв неможлива нормальна робота деталей та вузлів машин, тому під час проектування залежно від умов роботи деталі проводяться розрахунки за одним або кількома критеріями. Головним критерієм працездатності та розрахунку деталей машин є міцність.
1.6. Міцність деталей машин
Усі деталі машини повинні бути рівноміцними, тобто деталі повинні мати однаковий запас міцності відносно навантажень, що діють на них. Аналіз проблеми міцності повинен містити таке.

1. Аналіз навантаження деталі. Навантаженням (зовнішньою дією) може бути сила, момент сили, температура або комбінація цих параметрів. Слід знати класифікацію сил, щоб розрізняти сили статичну та динамічну, сили зовнішню і внутрішню, сили розрахункову, еквівалентну та граничну. Необхідно розрізняти моменти обертальний, крутіння, згину. Відомості про види навантаження наведені в підручниках опору матеріалів.

2. Аналіз деформацій і напружень, що виникають в деталях від навантаження. Існують чотири види простих деформацій:
8

розтяг (стиск), згин, крутіння, зсув (зріз). Будь-яку комбінацію цих простих деформацій називають складною деформацією.

Під дією зовнішнього навантаження кожна частина матеріалу деталі опирається цьому навантаженню, всередині деталі виникають внутрішні сили і моменти реакції. Для оцінки розподілу внутрішніх сил і моментів використовують параметр, який називається напруженням. Напруження – це відношення внутрішнього силового фактора до геометричної характерис-тики поперечного перерізу деталі. Кожному виду деформації відповідають свої напруження, що відображено у таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 – Відповідність простих деформацій і напружень



Вид деформа-ції


Внутрішній силовий фактор

Геометрична характерис-тика попереч-ного перерізу


Вид напруження


Умова
міцності


Розтяг (стиск)

Поздовжня сила, F

Площа,

А

Нормальне, σР(С)


σР = F / А ≤ [σР]


Згин


Згинальний момент, М

Осьовий момент опору, w


Нормальне, σЗГ


σЗГ=М/w ≤ [σЗГ]


Крутіння


Крутний момент, Т

Полярний момент опору, wР


Дотичне,
τКР


τКР=Т/wР ≤[τКР]

Зсув
(зріз)

Поперечна сила, F

Площа,

А

Дотичне,
τЗР


τЗР=F/А ≤ [τЗР]


Зминання

Радіальна сила, Fr

Площа,

А

Нормальне, σЗМ


σЗМ=F/А≤ [σЗМ]


Розрахунок напружень в деталях проводиться за формулами, викладеними у курсах опору матеріалів і деталей машин.

Розмірність напружень – н/мм2 (1 н/мм2 =1 МПа =10 кгс/см2).
3. Теоретична оцінка міцності, а відповідно і працездатності, деталі. (Існують і експериментальні методи оцінки міцності: натурні випробування, моделювання, тензометрування та інші).

9

Теоретична оцінка міцності проводиться частіше за все за напруженнями або за коефіцієнтами запасу міцності.

Розрахунки на міцність за напруженнями потрібно починати з запису умови міцності (див. табл. 1.1) для небезпечних перерізів (зон) деталі. Розрахункові (робочі, дійсні) напруження у цих перерізах (σ, τ) знаходяться за відповідними формулами. Допустимі (граничні) напруження ( [σ], [τ] ) визначають за рекомендаціями (див. табл. 1.2).
Таблиця 1.2 – Визначення допустимих напружень

Вид деформації

Допустимі напруження

Розтяг (стиск)

Р] = σТ / 2

Згин

ЗГ] = σТ / 1,6

Кручення

КР] = 0,6 σТ

Зсув (зріз)

ЗР] = 0,25 σТ

Зминання

ЗМ] = 0,8 σТ

σТмежа міцності, механічна характеристика матеріалу,

визначається за довідниками


Розгорнута формула напружень в умові міцності далі використовується або для проектувальних, або для перевірних розрахунків деталі (див. табл. 1.3).
Таблиця 1.3 – Порівняльна характеристика проектувальних і перевірних розрахунків на міцність

Проектувальний розрахунок

Перевірний розрахунок

Задані: навантаження деталі;

матеріал деталі

Задані: навантаження;
матеріал; розміри деталі

Знайти: мінімальні розміри
деталі, які задовольняють
умову міцності

Перевірити: виконання умови
міцності для існуючої деталі


Розрахунки на міцність за коефіцієнтами запасу міцності також необхідно починати з запису умови міцності, але такого типу
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Схожі:

Конспект лекцій Частина II Суми
Стратегічний маркетинг : конспект лекцій / укладачі: В. В. Божкова, Ю. М. Мельник, Л. Ю. Сагер. – Суми : Сумський державний університет,...
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів економічних спеціальностей усіх форм навчання
Проектний аналіз : конспект лекцій / укладачі: О. І. Карпіщенко, О. О. Карпіщенко. – Суми : Сумський державний університет, 2012....
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я...
...
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ...
ФОРМУВАННЯ БРЕНД-ОРІЄНТОВАНОЇ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ КОМУНІКАЦІЯМИ ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА
Міністерство освіти і науки України Сумський державний університет...
РОЗДІЛ ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ УПРАВЛІННЯ ПОРТФЕЛЕМ ІННОВАЦІЙНИХ ПРОЕКТІВ ПІДПРИЄМСТВА
Міністерство освіти і науки, молоді і спорту України Сумський державний...
Запрошуємо Вас взяти участь у ІІІ Всеукраїнській науково-практичній конференції «Сучасні проблеми та перспективи навчання дисциплін...
Курс лекцій СУМИ 2003 МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ СУМСЬКИЙ...
Курс лекцій спрямований на надання студентам допомоги по вивченню навчального курсу з „Торгового права” та розрахований на студентів...
Навчально-методичний посібник Суми
Медична генетика: навчально-методичний посібник для студентів ВНЗ / В. Е. Маркевич, М. П. Загородній, І. Е. Зайцев, А. М. Лобода,...
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ ЧЕРКАСЬКИЙ...
БІОГРАФІЧНИЙ ДОВІДНИК ДЛЯ СТУДЕНТІВ УСІХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ ОСВІТНЬО-КВАЛІФІКАЦІЙНОГО РІВНЯ «БАКАЛАВР»
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ ДРОГОБИЦЬКИЙ...
Медичну довідку про стан здоров’я за формою №086-о та 2 фотокартки, 2 конверти, 2 папки
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка