Детали машин и основы конструирования

Содержание

Детали машин передачи машин

В справочнике рассмотрены назначение и область применения современная типов приводов. Изложены основы конструирования, компоновки и расчета элементов привода машин на прочность, жесткость и надежность. Рассмотрены вопросы оптимизации выбора типа привода на различных этапах проектирования. Приведены материалы, характеризующие эксплуатационные и габаритные параметры типовых элементов приводов машин.
Второе издание (1-е изд. 1975 г.) дополнено сведениями по подшипникам скольжения, червячным редукторам, муфтам.

Справочник рассчитан на инженерно-технических работников, занимающихся вопросами проектирования и эксплуатации приводов машин.

Детали машин и основы конструирования

«Детали машин и основы конструирования» – один из основных инженерных курсов, который преподается большинству студентов инженерно-технических специальностей.

В программе курса изучается устройство, принципы работы, а также методы конструирования деталей и узлов машин общего назначения: разъемных и неразъемных соединений, передач трением и зацеплением, валов и осей, подшипников скольжения и качения, различных муфт. Курс разработан НИТУ «МИСиС»

  • О курсе
  • Формат
  • Информационные ресурсы
  • Требования
  • Программа курса
  • Результаты обучения
  • Формируемые компетенции
  • Направления подготовки

Кинематические схемы редукторов

Оси валов таких редукторов могут быть расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора (рис. 1); в наклонной плоскости (рис. 2); в плоскости, перпендикулярной к основанию корпуса редуктора: быстроходный вал находится или под тихоходным (рис. 3), или над тихоходным (рис. 4). Кроме того, оси валов могут быть перпендикулярны к основанию корпуса редуктора (рис. 5).

Цилиндрические одноступенчатые редукторы.

У редуктора могут быть два быстроходных вала и один тихоходный: рис. 6 оси всех валов расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса; рис. 7 — оси быстроходных валов расположены выше оси тихоходного вала.

Если редуктор имеет один быстроходный вал, два тихоходных и промежуточное зубчатое колесо (рис. 8), то тихоходные валы вращаются в разные стороны.

О курсе

В начале курсе излагаются понятия и определения, используемые в машиностроении, критерии работоспособности деталей машин, основные машиностроительные материалы, нормирование точности изготовления деталей, рассматриваются различные варианты соединения деталей: резьбовые, сварные, заклепочные, шпоночные, шлицевые и т.д.

Подробно изучаются наиболее используемые механизмы в машиностроении – механические передачи, а именно зубчатые передачи (среди них планетарные, червячные, волновые), фрикционные, цепные, а также передачи «винт-гайка».

Рассматриваются их кинематические расчеты, расчеты на прочность и жесткость, методы рационального выбора материалов и способы соединения деталей, расчеты валов и осей, подшипников, муфт.

В конце курса на примере одного из редукторов обобщается методика конструирования привода: от расчетов его кинематических и энергосиловых параметров до определения размеров подшипников

Цапфы.

Цапфа

Если цапфа расположена на конце ва­ла, ее называют концевой, если посредине— назы­вают шейкой. Цилиндрическая поверхность цапфы и ее торцовая, прилегающая к опоре поверхность должны быть очень тщательно отшлифованы. Переход от поверхности вала к поверхности цапфы должен быть плавным, тщательно закругленным. Прямой или острый угол в месте перехода значительно ослабит прочность вала.

Пяты — это те части вала, которыми он опи­рается на подпятники.

  • плоские,
  • кольцевые,
  • шаровые,
  • вставные,
  • гребенчатые (для очень больших усилий).

В кольцевой пяте выточку можно исполь­зовать для подвода масла. Шаровая пята применяется в тех случаях, когда она должна допускать отклонение вала на некоторый угол. Вставная пята при повреждении ее рабочей поверхности может быть заменена новой без замены всего вала.

Пята вала

Пинегин С. В. Опоры качения в машинах. М: Издательство АН СССР, 1961., 150 с.

Пинегин.С.В.Опоры качения в машинах.1961Эта книга представляет собой научно-популярное описание основных конструкций, технологии и методов расчета опор качения, являющихся важными элементами современных машин.

Кроме того, в книге изложены основные понятия о природе трения и износа и намечены возможные пути развития опор качения в свете современных тенденций развития техники.

Материал книги рассчитан на читателей, имеющих общее или специальное среднее техническое образование, на студентов первых курсов технических вузов, на инженеров и техников-практиков, на квалифицированных рабочих-механиков, имеющих среднее образование, и на специалистов смежных областей знания.

В книге описаны возможные направления развития некоторых областей технологии и конструкции подшипников качения и подчеркнут ряд нерешенных проблем с целью оказания помощи изобретателям в их творческой работе.

Подпятники.

Подпятники служат опорами для валов, препятствуя их смещению от усилий, действующих вдоль оси. Поверхность подпятника скольжения должна соответствовать форме поверхности пяты.

В тех случаях, когда осевое давление невелико, например вдоль оси шпинделя токарного станка по дереву, вместо подпятников можно надевать на вал установочные буртики или кольца. Установочный буртик надевают в горячем состоянии, а установочные стопорные кольца являются съемными. Кольцо устанавливают на валу в нужном месте во время пред­варительной сборки и сверлят установленные в нем перпендикулярно оси кольца так, чтобы сверло прошло насквозь через кольцо и на несколько миллиметров вошло в тело вала. Оси отверстий должны быть расположены под углом в 90—135° друг к другу. После сверления кольцо снимают, в отверстиях нарезают резьбу, очень аккуратно зачищают заусенцы и прилегающую сторону кольца. Затем производят окончательную сборку, закрепляя кольцо стопорными винтами. Удерживающий конец винта должен иметь ту же форму, что и отверстие под него в теле вала. Головки винтов обязательно должны быть для без­опасности утоплены в теле кольца.

Формат

Курс включает в себя просмотр тематических видеолекций с несколькими вопросами для самопроверки; выполнение многовариантных тестовых заданий с автоматизированной проверкой результатов; объяснение примеров решения задач; лабораторные работы.

Скундин Г. И., Никитин В. Н. Шлицевые соединения. — М.: Машиностроение, 1981.—128 с. ил.

В книге изложены проектирование, расчет и технология изготовления шлицевых соединений на основе отечественного и зарубежного опыта. Обобщены результаты исследований по повышению долговечности шлицевых соединений.

Книга предназначена для инженерно-технических работников машиностроительных заводов, конструкторских и исследовательских организаций, а также может быть полезна студентам вузов механических специальностей.

Муфты.

Муфты

Муфты являются соединительными устройствами для валов, концы которых подходят друг к другу вплотную или на очень близкое расстояние. Обычно валы расположены на одной оси или под углом, а их концы выполнены так, чтобы они могли передавать вращение от одного вала к другому.

Муфты применяются для составления длинных валов, для включения одной из частей вала, для соединения валов с частями приводных механизмов — шкивами ременной пере­дачи, зубчатыми колесами и прочее. По условиям работы муфты разделяют на неразъемные и разъемные. При помощи первых сцепление и расцепление валов может быть произве­дено только при остановке движения (вращения) и разборке самих муфт. При помощи разъемных муфт сцепление и рас­цепление валов производится без разборки муфт, на ходу передачи. Такой, например, является фрикционная муфта включения коробки скоростей токарного станка.

Информационные ресурсы

1. Детали машин и основы конструирования: уч. / С.М. Горбатюк, А.Н. Веремеевич, С.В. Албул [и др.]. – Москва : Издательский Дом МИСиС, 2014. – ISBN 978-5-87623-754-5

2. Детали машин и оборудование. Проектирование приводов: учеб.-метод. пособие / С.М. Горбатюк, С.В. Албул. – Москва : Издательский Дом МИСиС, 2013

Детали машин. Расчет и конструирование. Справочник./под ред. Н. С. Ачеркана. Том 1. М.: Машиностроение, 1968, 440 с.

Со времени выхода второго издания книги «Детали машин. Сборник материалов по расчету и конструированию» прошло пятнадцать лет. Естественно, что при современных темпах развития теории и практики машиностроения некоторая часть материалов, отвечавших уровню развития науки и техники 1952—1953 гг., к настоящему времени в большей или меньшей части устарела и потребовала поэтому обновления или замены.

В соответствии с этим некоторые главы или параграфы книги написаны заново, например главы «Разъемные соединения» (общая часть), «Резьбовые соединения», «Валы и оси», «Муфты», «Подшипники скольжения», «Подшипники качения», «Уплотнения»-. Добавлены главы «Корпусные детали станков» и «Корпусные детали кузнечно-прессовых машин», параграф «Гибкие проволочные валы».

Радикально обновлены и важные для работы конструктора материалы, связанные с ГОСТами. Среди последних много замененных и впервые введенных за эти пятнадцать лет. Необходимость этого видна хотя бы из того, что для второго издания «Деталей машин» были использованы ГОСТы до 6402—52, а к концу 1966 г. общее число ГОСТов превысило 12 300. Это отразилось на материале третьего издания справочника не только формально, в виде замены многих ГОСТов новыми, но и по существу — на рекомендуемых нормативах, технических требованиях, конструкциях, отчасти и методах расчета, поскольку каждая замена ГОСТа является следствием и выражением научного и технического прогресса в соответствующей области нашего народного хозяйства. Точно так же ГОСТы, вводимые впервые, констатируют то положение, что практически применяемые нормативы, технические условия или требования, конструкции, методы расчета, рекомендации успешно выдержали «проверку временем» и достигли такого уровня зрелости, что конструктор не только может, но и обязан руководствоваться ими в своей практической работе.

Требования

Для полноценного освоения курса слушатель должен владеть базовыми знаниями из курсов математики, инженерной графики, теоретической механики, сопротивления материалов.

Коническо-цилиндрические двухступенчатые редукторы.

Коническо-цилиндрические двухступенчатые редукторы

Быстроходная ступень у этих редукторов — с коническими колесами, тихоходная ступень — с цилиндрическими колесами. В схеме на рис. 31 оси всех валов расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса. редуктора. В схеме на рис. 32 ось быстроходного вала направлена перпендикулярно к основанию корпуса редуктора.

Цехнович Л. И., Петриченко И. П. Атлас конструкций редукторов: Учеб. пособие.— 2-е изд., перераб. и доп.— К: Выща шк. 1990.— 151 с: ил.

Атлас содержит сведения о конструкциях редукторов, краткие справочные таблицы, чертежи общих видов редукторов различного устройства и сложности. Даны рекомендации по простановке размеров и назначению посадок.

По сравнению с 1-м изданием (1979 г.) конструктивный материал дополнен последними моделями редукторов, выпускаемых современной промышленностью.

Для студентов технических вузов.

Программа курса

Курс разделен на 13 разделов и представляет собой 13 недель обучения:

1. Основные понятия и определения. Критерии работоспособности деталей машин;

2. Машиностроительные материалы. Их классификация и область применения;

3. Допуски размеров. Посадки деталей. Отклонения формы и расположения поверхностей. Шероховатость поверхности;

4. Неразъемные соединения деталей: сварные, заклепочные, паяные, клеевые;

5. Разъемные соединения деталей: резьбовые, шпоночные, шлицевые, штифтовые, клеммовые;

6. Зубчатые передачи. Основная теорема зацепления. Геометрия зубьев. Методика расчета передач;

7. Многозвенные зубчатые передачи: планетарные, дифференциальные, волновые. Кинематика передач;

8. Червячные передачи. Геометрия и конструкция. КПД передачи и ее тепловой расчет;

9. Фрикционные передачи и вариаторы. Ременные передачи;

10. Валы и оси. Критерии работоспособности. Расчет на прочность. Уплотнения валов;

11. Подшипники. Классификация и конструкция. Расчет подшипников;

12. Муфты: неуправляемые, компенсирующие, предохранительные;

13. Методика конструирования. Пример конструирования редуктора.

Коническо-цилиндрические трехступенчатые редукторы.

Коническо-цилиндрические трехступенчатые редукторы

Быстроходная ступень у этих редукторов — с коническими колесами, промежуточная и тихоходная ступени — с цилиндрическими колесами (рис. 37 — оси всех валов расположены в одной плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора, рис. 38 — оси промежуточных и тихоходного валов расположены в плоскости, параллельной основанию корпуса редуктора; ось быстроходного вала направлена перпендикулярно к основанию корпуса редуктора.

Гузенков. П. Г. Краткий справочник к расчетам деталей машин. М.: «Высшая школа». 1964., 324 с.

В справочнике приводятся основные расчетные формулы по деталям машин и различные справочные материалы к ним: значения допускаемых напряжений и запасов прочности в машиностроении, значения различных эмпирических коэффициентов, основные размеры некоторых наиболее часта встречающихся деталей машин по ГОСТам и ведомственным нормалям, механические свойства наиболее применяемых материалов в машиностроении и некоторые другие данные.

Этот справочник также может быть использован студентами в расчетах деталей машин при выполнении ими курсовых проектов по подъемно-транспортным машинам и машиностроительным дисциплинам, а также при выполнении дипломного проекта.

Кроме того, данный справочник может служить кратким пособием для инженеров и техников при исполнении ими расчетов деталей машин.

Результаты обучения

В результате освоения курса у обучающихся формируются следующие компетенции:

знает основные типы соединений деталей машин, типы и характеристики механических передач, типы и область применения подшипников качения и скольжения, муфт

составляет расчетные схемы нагружения узлов

определяет усилия, моменты, напряжения и перемещения, действующие на детали машин

проектирует и конструирует типовые элементы машин, выполняет их оценку по прочности, жесткости и другим критериям работоспособности

владеет навыками оформления проектной и конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД, навыками эскизного, технического и рабочего проектирования узлов машин

Редукторы (каталог-справочник). Сост. Непомнящий Л. Л., Семичев Л. Е., М.: ГОСИНТИ, 1963, 259 с.

Редукторы (каталог-справочник). Сост. Непомнящий Л. Л., Семичев Л. Е., М.: ГОСИНТИ, 1963, 259 с.Настоящий каталог-справочник издан для информации широкого круга инженерно-технических работников проектно-конструкторских, плановых и снабженческо-сбытовых организаций, а также эксплуатационно-обслуживающего персонала предприятии.
В каталоге-справочнике приведены основные технические данные редукторов общего и специального назначения, изготовляемых в настоящее время серийно и распределяемых в централизованном порядке Росглавтяжмашснабсбытом и Росглавмашснабсбытом при Совете народного хозяйства РСФСР.
Сведения о тяжелых и специальных редукторах, изготовляемых машиностроительными заводами только для комплектации выпускаемых ими машин и не имеющих универсального применения, в настоящем каталоге-справочнике не даются.
При составлении каталога-справочника была использована техническая документация заводов-изготовителей редукторов, при этом в нем сохранены принятые заводами условные обозначения схем сборок, величины консольных нагрузок на концы валов, величины передаваемых мощностей, обозначения редукторов для заказа и другие сведения.

Новинка сканирования!

Формируемые компетенции

Курс направлен на формирование профессиональных компетенций:

ПК-5 – Способность принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования

ПК-6 – Способность разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам

Дунаев П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин. Учеб. пособие для машиностроит. вузов. Изд. 2-е, переработ. М., «Высш. школа», 1970. 368 с. с илл.

В книге изложена методика конструирования узлов и деталей машин: зубчатых цилиндрических, конических и червячных передач; валов, подшипниковых узлов; корпусов редукторов и коробок передач, соединительных муфт, шкивов, натяжных устройств ременных передач, механизмов управления скоростями и др. Рекомендации по конструированию сопровождаются анализом условий работы узлов и деталей, их обработки и сборки.
В книге изложены также вопросы рациональной простановки размеров, разработки технических условий на изготовление деталей и оформление рабочих чертежей.

Анфимов М. И. Редукторы. Конструкции и расчет. Изд. 4-е перераб. и доп. М.: «Машиностроение», 1993., 463 с.

Альбом состоит из двух частей. В первой части альбома приведены различные конструкции цилиндрических, конических и червячных зубчатых колес, их расчетные формулы и рекомендации по определению размеров элементов зубчатого колеса. Предлагаемый табличный метод дает возможность просто и быстро выбрать конструкцию колеса и установить размеры его элементов.
Важным условием долговечной и надежной работы редуктора является правильный выбор и установка подшипников качения, которые зависят от вида зацепления и нагрузок, действующих на зубья и витки червяка.
В альбоме представлены вспомогательные устройства и некоторые элементы конструкций деталей редукторов.
Во второй части альбома приведены конструкции различных типов редукторов. Для обеспечения взаимозаменяемости деталей определены основные параметры, устанавливающие ряд межосевых расстояний, их соотношение по ступеням передач, на основе которых разработаны таблицы по подбору суммы зубьев передач и числа зубьев шестерни и зубчатого колеса.

Тарабасов Н. Д., Учаев П. Н., Проектирование деталей и узлов машиностроительннх конструкций: Справочник. — М., Машиностроение, 1983. — 239 с, ил.

В справочнике приведены основные положения и рекомендации по проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций, а также по оформлению конструкторской документации: чертежей, схем, спецификаций, пояснительной записки и других документов в соответствии о требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), Единой системы допусков и посадок (ЕСДП) СЭВ.
Справочник предназначен для инженеров-конструкторов всех отраслей машиностроения.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий