- •Проектирование и расчёт деталей общего назначения Учебное пособие
- •Проектирование и расчёт деталей общего назначения
- •Введение
- •1.Основные положения
- •1.1.Термины и определения. Классификация
- •1.2.Основные сведения о проектировании и конструировании
- •1.3.Стадии разработки конструкторской документации
- •2.Требования к деталям машин
- •2.1.Виды нагрузок, действующих на детали машин
- •2.2.Циклы напряжений и их параметры
- •2.3.Диаграмма усталости. Процесс усталостного разрушения
- •2.4.Развитие усталостных повреждений
- •2.5.Учет переменного характера режима нагружения
- •2.6.Методы определения допускаемых напряжений
- •3.Соединения. Типы соединений и их характеристика
- •3.1.Общая характеристика соединений
- •3.2.Заклепочные соединения. Общие сведения
- •3.3.Классификация заклепок и заклепочных швов
- •3.4.Расчет прочных заклепочных швов
- •3.5.Условное изображение заклепочных швов на чертеже
- •4.Сварные соединения
- •4.1.Общие сведения
- •4.2.Принцип действия дуговой сварки
- •4.3.Классификация способов сварки
- •4.4.Классификация сварных соединений и швов
- •4.5.Расчет стыковых сварных швов
- •4.6.Расчет угловых сварных швов
- •4.7.Уточненный расчет комбинированного сварного шва
- •4.8.Условное изображение сварных швов на чертеже
- •Буквенно-цифровое обозначение швов
- •5.Шпоночные и шлицевые соединения
- •5.1.Типы шпоночных соединений
- •5.2.Расчет шпоночных соединений
- •5.3.Сегментные шпонки
- •5.4.Конструкция и расчет шлицевых соединений
- •6.Соединения с натягом
- •6.1.Общие сведения
- •6.2.Расчет цилиндрических соединений с натягом
- •7.Клиновые и штифтовые соединения
- •7.1.Назначение и классификация соединений
- •7.2.Классификация
- •7.3.Расчеты на прочность
- •8.Резьбовые соединения
- •8.1.Назначение и конструкция резьбовых соединений
- •8.2.Классификация резьбовых соединений
- •8.3.Распределение нагрузки между витками резьбы
- •8.4.Виды разрушений в резьбовом соединении
- •8.5.Силы, действующие в винтовой паре
- •8.5.1.Величина окружной действующей силы(q)
- •8.5.2. Момент завинчивания гайки или винта
- •8.5.3.Момент отвинчивания винта или гайки
- •8.5.4.Расчет ненапряженных болтовых соединений
- •8.6.Расчет напряженных болтовых соединений
- •9.Передачи. Общие вопросы
- •9.1.Назначение и классификация передач
- •9.2.Классификация передач
- •9.3.Основные кинематические характеристики передач
- •9.4.Передачи с постоянным передаточным числом
- •9.5.Передачи с переменным передаточным числом
- •10.Ременные передачи
- •10.1.Общие вопросы
- •10.2.Классификация ременных передач
- •10.3.Плоскоременная передача
- •10.4.Типы приводных ремней
- •10.5.Шкивы (гост 17383-72).
- •10.6.Кинематические силовые зависимости
- •10.6.1.Относительное скольжение ремня.
- •10.6.2.Динамика ременной передачи
- •10.6.3.Напряжения в ремне
- •10.7.Расчет передач по кривым скольжения
- •10.8.Клиноременная передача
- •10.8.1.Клиновые ремни (гост 1284 – 68).
- •10.8.2.Шкивы клиноременной передачи
- •10.8.3.Расчет кинематических передач
- •11.Цепные передачи
- •11.1.Общие вопросы
- •11.2.Классификация цепных передач
- •11.3.Достоинства и недостатки цепных передач
- •11.4.Детали цепных передач
- •11.4.1.Цепи
- •11.4.2.Звездочки
- •11.5.Основные параметры цепных передач
- •11.6.Основы работы передачи
- •11.7.Расчет передачи
- •11.8.Конструирование цепных передач
- •12.Зубчатые передачи
- •12.1.Общие сведения
- •12.2.Классификация зубчатых передач
- •12.3.Точность зубчатых передач
- •12.4.Материалы зубчатых колес
- •12.5.Методы изготовления зубчатых колес
- •12.5.1.Методы изготовления зубчатых колес без снятия стружки
- •12.5.2.Методы изготовления зубчатых колес путем снятия стружки.
- •13.Виды разрушения зубьев. Критерии работоспособности и расчета
- •13.1.Виды разрушения зубьев
- •13.2.Расчет основных геометрических параметров цилиндрических прямозубых колес
- •13.3.Расчет зубьев цилиндрических прямозубых зубчатых колес на изгиб
- •14.Расчет зубьев цилиндрических зубчатых колес на контактную прочность
- •14.1.Расчет на контактную прочность
- •14.2.Особенности расчета и конструкции косозубых и шевронных зубчатых колес
- •15.Общие сведения о конических зубчатых передачах
- •15.1.Расчет основных геометрических параметров конических прямозубых колес
- •15.2.Расчет зубьев прямозубых конических передач
- •16.Расчет допускаемых напряжений
- •16.1.Расчет допускаемых напряжений
- •16.2.Силы, действующие на валы от зубчатых колес
- •16.2.1.Прямозубые цилиндрические колеса
- •16.2.2.Косозубые цилиндрические колеса
- •16.2.3.Прямозубые конические колеса
- •16.3.Мелкомодульные зубчатые передачи приборов
- •17.Цилиндрические передачи Новикова
- •17.1.Винтовые и гипоидные передачи
- •18.Червячные передачи
- •18.1.Эвольвентный червяк
- •18.2.Материалы. Критерии работоспособности и расчета червячных передач
- •18.3.Расчет основных геометрических параметров червячных передач
- •18.4.Червячные колеса
- •18.5.Силы, действующие в червячном зацеплении
- •18.6.Расчет на изгиб зубьев червячного колеса
- •18.7.Расчетная нагрузка и допускаемые напряжения
- •18.8.Тепловой расчет червячных передач
- •19.Понятие о системе допусков и посадок
- •19.1.Понятие о взаимозаменяемости
- •19.2.Допуски размеров, посадок
- •19.3.Квалитеты
- •19.4.Система отверстия и система вала
- •19.5.Предельные отклонения формы и расположения поверхностей
- •20.Зубчатые и червячные редукторы. Общие сведения
- •20.1.Зубчатые и червячные редукторы
- •20.2.Классификация редукторов
- •20.3.Принципиальная конструкция цилиндрического редуктора
- •20.4.Расчет основных конструктивных параметров редукторов
- •21.Валы и оси
- •21.1.Общие вопросы
- •21.2.Классификация валов и осей
- •21.3.Элементы вала
- •21.4.Материалы для изготовления валов и осей
- •21.5.Критерии работоспособности и расчета валов и осей
- •21.6.Расчетная схема и расчетные нагрузки
- •21.7.Расчет осей и валов на статическую прочность
- •21.8.Расчет валов на статическую прочность
- •21.9.Расчет вала на статическую прочность при совместном действии изгиба и кручения
- •21.10.Расчет осей и валов на выносливость
- •21.12.Расчет осей и валов на жесткость
- •21.13.Расчет валов на колебания
- •21.14.К определению расстоянии между опорами ведомого вала
- •21.15.Последовательность расчета пролета вала
- •22. Подшипники качения
- •22.1.Подшипники качения. Общие сведения
- •22.2.Недостатки подшипников качения
- •22.3.Классификация
- •22.4.Обозначение подшипников
- •22.5.Точность подшипников качения
- •22.6.Причины выхода подшипников из строя и критерии расчета
- •22.7.Расчет подшипников качения на долговечность
- •22.8.Определение приведенной нагрузки и подбор подшипников качения
- •22.9.Подбор подшипников качения
- •22.10.Статическая грузоподъемность подшипников
- •22.11.Распределение нагрузки между телами качения
- •22.12.Смазка подшипников качения
- •22.13.Посадки подшипников
- •22.14.Зазоры в подшипниках
- •23.Подшипники скольжения
- •23.1.Общие сведения
- •23.2.Классификация
- •23.3.Конструкции подшипников скольжения
- •23.4.Подшипниковые материалы
- •23.5.Критерии работоспособности и расчета подшипников скольжения
- •23.6.Условные расчеты подшипников
- •23.7.Тепловой расчет подшипников
- •23.8.Проектировочный расчет подшипников жидкостной смазки
- •24.Конструирование подшипниковых узлов
- •24.1.Схемы установки подшипников
- •24.2.Конструирование опор валов конических шестерен
- •24.3.Конструирование опор валов-червяков
- •24.4.Установка элементов передач на валах
- •24.5.Назначение диаметров вала
- •24.6.Длины характерных участков вала
- •24.6.1.Основные способы осевого фиксирования колес (шкивов)
- •25.Муфты
- •25.1.Муфты. Общие сведения
- •25.2.Классификация муфт
- •25.3.Подбор стандартной муфты
- •25.4.Конструкции муфт
- •25.4.1.Жесткие муфты. Вид неразъемные
- •25.4.2.Муфты, разъемные в плоскости, параллельной оси вала
- •25.4.3.Муфты, разъемные в плоскости, перпендикулярной оси вала
- •25.4.4.Компенсирующие муфты
- •Заключение
- •Библиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Заключение
В учебном пособии «Основы расчёта и конструирования передач» представлены разделы соответствующие требованиям к минимуму содержания дисциплины «Детали машин и основы конструирования» для подготовки инженера направления 150100 «Металлургия» специальности 150104 «Литейное производство черных и цветных металлов».
Теоретические зависимости и алгоритмы для расчёта, представленные в пособии, позволяют более глубоко освоить материал курса и вырабатывают умения студентов использовать его при решении конкретных технических задач.
Учебное пособие призвано помочь формированию целостного представления о дисциплине «Детали машин и основы конструирования» и дать начальные сведения для изучения специальных технических дисциплин.
Библиографический список
Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1989. 472 с.
Чернин И.М., Кузьмин А.В., Ицкович Г.М. Расчеты деталей машин. Минск: Вышэйш. шк., 1978. 472 с.
Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: Учеб. пособие. Минск: УП «Технопринт», 2001. 290 с.
Колпаков А.П., Карнаухов И.Е. Проектирование и расчёт механических передач. М.: Колос, 2000. 328 с.
Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. М.: Высш. шк. 2002. 408 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Основные положения 4
1.1. Термины и определения. Классификация 4
1.2. Основные сведения о проектировании и конструировании 7
1.3. Стадии разработки конструкторской документации 10
2. Требования к деталям машин 11
2.1. Виды нагрузок, действующих на детали машин 11
2.2. Циклы напряжений и их параметры 12
2.3. Диаграмма усталости. Процесс усталостного разрушения 15
2.4. Развитие усталостных повреждений 17
2.5. Учет переменного характера режима нагружения 18
2.6. Методы определения допускаемых напряжений 19
3. Соединения. Типы соединений и их характеристика 20
3.1. Общая характеристика соединений 20
3.2. Заклепочные соединения. Общие сведения 22
3.3. Классификация заклепок и заклепочных швов 23
3.4. Расчет прочных заклепочных швов 27
3.5. Условное изображение заклепочных швов на чертеже 31
4. Сварные соединения 32
4.1. Общие сведения 32
4.2. Принцип действия дуговой сварки 33
4.3. Классификация способов сварки 34
4.4. Классификация сварных соединений и швов 40
4.5. Расчет стыковых сварных швов 43
4.6. Расчет угловых сварных швов 44
4.7. Уточненный расчет комбинированного сварного шва 45
4.8. Условное изображение сварных швов на чертеже 47
5. Шпоночные и шлицевые соединения 51
5.1. Типы шпоночных соединений 51
5.2. Расчет шпоночных соединений 54
5.3. Сегментные шпонки 57
5.4. Конструкция и расчет шлицевых соединений 59
6. Соединения с натягом 64
6.1. Общие сведения 64
6.2. Расчет цилиндрических соединений с натягом 65
7. Клиновые и штифтовые соединения 74
7.1. Назначение и классификация соединений 74
7.2. Классификация 75
7.3. Расчеты на прочность 77
8. Резьбовые соединения 80
8.1. Назначение и конструкция резьбовых соединений 80
8.2. Классификация резьбовых соединений 83
8.3. Распределение нагрузки между витками резьбы 85
8.4. Виды разрушений в резьбовом соединении 86
8.5. Силы, действующие в винтовой паре 87
8.6. Расчет напряженных болтовых соединений 95
9. Передачи. общие вопросы 102
9.1. Назначение и классификация передач 102
9.2. Классификация передач 102
9.3. Основные кинематические характеристики передач 103
9.4. Передачи с постоянным передаточным числом 106
9.5. Передачи с переменным передаточным числом 107
10. Ременные передачи 108
10.1. Общие вопросы 108
10.2. Классификация ременных передач 109
10.3. Плоскоременная передача 109
10.4. Типы приводных ремней 110
10.5. Шкивы (ГОСТ 17383-72). 112
10.6. Кинематические силовые зависимости 114
10.7. Расчет передач по кривым скольжения 119
10.8. Клиноременная передача 123
11. Цепные передачи 127
11.1. Общие вопросы 127
11.2. Классификация цепных передач 129
11.3. Достоинства и недостатки цепных передач 129
11.4. Детали цепных передач 130
11.5. Основные параметры цепных передач 136
11.6. Основы работы передачи 139
11.7. Расчет передачи 141
11.8. Конструирование цепных передач 142
12. Зубчатые передачи 143
12.1. Общие сведения 143
12.2. Классификация зубчатых передач 144
12.3. Точность зубчатых передач 145
12.4. Материалы зубчатых колес 147
12.5. Методы изготовления зубчатых колес 148
13. Виды разрушения зубьев. Критерии работоспособности и расчета 151
13.1. Виды разрушения зубьев 151
13.2. Расчет основных геометрических параметров цилиндрических прямозубых колес 153
13.3. Расчет зубьев цилиндрических прямозубых зубчатых колес на изгиб 157
14. Расчет зубьев цилиндрических зубчатых колес на контактную прочность 161
14.1. Расчет на контактную прочность 161
14.2. Особенности расчета и конструкции косозубых и шевронных зубчатых колес 164
15. Общие сведения о конических зубчатых передачах 167
15.1. Расчет основных геометрических параметров конических прямозубых колес 168
15.2. Расчет зубьев прямозубых конических передач 171
16. Расчет допускаемых напряжений 174
16.1. Расчет допускаемых напряжений 174
16.2. Силы, действующие на валы от зубчатых колес 175
16.3. Мелкомодульные зубчатые передачи приборов 178
17. Цилиндрические передачи Новикова 180
17.1. Винтовые и гипоидные передачи 185
18. Червячные передачи 189
18.1. Эвольвентный червяк 192
18.2. Материалы. Критерии работоспособности и расчета червячных передач 193
18.3. Расчет основных геометрических параметров червячных передач 194
18.4. Червячные колеса 196
18.5. Силы, действующие в червячном зацеплении 197
18.6. Расчет на изгиб зубьев червячного колеса 199
18.7. Расчетная нагрузка и допускаемые напряжения 202
18.8. Тепловой расчет червячных передач 204
19. Понятие о системе допусков и посадок 206
19.1. Понятие о взаимозаменяемости 206
19.2. Допуски размеров, посадок 206
19.3. Квалитеты 209
19.4. Система отверстия и система вала 210
19.5. Предельные отклонения формы и расположения поверхностей 212
20. Зубчатые и червячные редукторы. Общие сведения 214
20.1. Зубчатые и червячные редукторы 214
20.2. Классификация редукторов 214
20.3. Принципиальная конструкция цилиндрического редуктора 217
20.4. Расчет основных конструктивных параметров редукторов 219
21. Валы и оси 224
21.1. Общие вопросы 224
21.2. Классификация валов и осей 224
21.3. Элементы вала 225
21.4. Материалы для изготовления валов и осей 228
21.5. Критерии работоспособности и расчета валов и осей 229
21.6. Расчетная схема и расчетные нагрузки 230
21.7. Расчет осей и валов на статическую прочность 231
21.8. Расчет валов на статическую прочность 232
21.9. Расчет вала на статическую прочность при совместном действии изгиба и кручения 233
21.10. Расчет осей и валов на выносливость 234
21.11. Оси 234
21.12. Расчет осей и валов на жесткость 238
21.13. Расчет валов на колебания 240
21.14. К определению расстоянии между опорами ведомого вала 241
21.15. Последовательность расчета пролета вала 242
22. Подшипники качения 243
22.1. Подшипники качения. Общие сведения 243
22.2. Недостатки подшипников качения 244
22.3. Классификация 244
22.4. Обозначение подшипников 245
22.5. Точность подшипников качения 246
22.6. Причины выхода подшипников из строя и критерии расчета 246
22.7. Расчет подшипников качения на долговечность 247
22.8. Определение приведенной нагрузки и подбор подшипников качения 248
22.9. Подбор подшипников качения 250
22.10. Статическая грузоподъемность подшипников 251
22.11. Распределение нагрузки между телами качения 252
22.12. Смазка подшипников качения 254
22.13. Посадки подшипников 255
22.14. Зазоры в подшипниках 256
23. Подшипники скольжения 257
23.1. Общие сведения 257
23.2. Классификация 259
23.3. Конструкции подшипников скольжения 259
23.4. Подшипниковые материалы 262
23.5. Критерии работоспособности и расчета подшипников скольжения 263
23.6. Условные расчеты подшипников 264
23.7. Тепловой расчет подшипников 264
23.8. Проектировочный расчет подшипников жидкостной смазки 266
24. Конструирование подшипниковых узлов 267
24.1. Схемы установки подшипников 267
24.2. Конструирование опор валов конических шестерен 270
24.3. Конструирование опор валов-червяков 272
24.4. Установка элементов передач на валах 275
24.5. Назначение диаметров вала 277
24.6. Длины характерных участков вала 279
25. Муфты 286
25.1. Муфты. Общие сведения 286
25.2. Классификация муфт 288
25.3. Подбор стандартной муфты 289
25.4. Конструкции муфт 290
Учебное издание
Нилов Владимир Александрович
Жилин Роман Анатольевич
Рукин Юрий Борисович
Кирпичёв Игорь Юрьевич
проектирование и расчёт деталей общего назначения
В авторской редакции
Компьютерный набор О.И. Повалюхина
Подписано к изданию 27.09.2006.
Уч.-изд. л. 18,7.
ГОУВПО
«Воронежский государственный технический университет»