Лекция 4. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ МЕХАНИЗМОВ

После изучения главы 4 бакалавр должен:

знать

– понятия и классификацию деталей и узлов механизмов;

– основные требования по эксплуатации, производству, экономике и др.;

– влияние на механизмы механических, климатических и других воздействий;

– конструкцию простейших зубчатых, червячных, планетарных, ременных, рычажных и других передач;

– виды соединений деталей (резьбовых, заклепочных, сварных, паяных и др.);

– конструкцию и назначение муфт, упругих элементов;

уметь

– рассчитывать и конструировать простейшие виды передач;

– обоснованно назначать материал деталей с учетом различных требований;

– рассчитывать технические характеристики механизмов, определять их габариты, массу, КПД;

– грамотно применять основы конструирования при самостоятельной разработке механизмов;

– разрабатывать и оформлять конструкторскую документацию;

владеть

– техникой расчетов основных параметров и характеристик- механизмов;

– методами расчета и конструирования деталей и узлов передаточных механизмов;

– навыками оформления графической и текстовой конструкторской документации.

Конструкционные материалы

Ответственный момент процесса проектирования – выбор материалов для деталей и узлов механизмов, который осуществляется конструктором. Необходимо обеспечить ра

ботоспособность, надежность и выполнить некоторые специальные требования. Например, для механизмов авиационной и космической техники основными требованиями являются обеспечение минимальной массы и габаритных размеров; для деталей, работающих при трении скольжения, – износостойкости, при повышенных температурах – теплостойкости и др. Технологические характеристики материалов должны соответствовать способам получения заготовок (литье, штамповка, резанье) и виду производства (серийное или массовое). Важное значение имеет стоимость выбранного материала.

Основные характеристики конструкционных материалов:

• механические характеристики, к которым относятся прочностные показатели – предел прочности , предел текучести σТ, и предел выносливости ; характеристики жесткости – модуль упругости Е и модуль сдвига G; характеристика сопротивления контактным напряжениям – поверхностная твердость НВ, HRC; показатели пластичности – относительное удлинение и относительное поперечное сужение ; ударная вязкость а;

• весовые показатели: плотность , удельная прочность и удельная жесткость ;

• свойства материалов, связанные с условиями эксплуатации деталей: износостойкость, косвенными показателями которой являются поверхностная твердость НВ, HRC и допускаемое давление Р; фрикционные свойства, характеризуемые коэффициентом трения f, допускаемым давлением Р и относительной скоростью скольжения коррозионная стойкость; теплофизические свойства, определяемые температурным коэффициентом линейного расширения а, теплопроводностью , удельной теплоемкостью с;

• технологические характеристики – литейные свойства, обрабатываемость резаньем, возможность штамповки и сварки;

• экономические показатели – стоимость и дефицитность материалов.

К конструкционным материалам относятся стали, чугуны, легкие сплавы на основе алюминия и магния, медные сплавы, сплавы на основе тугоплавких металлов – титана, никеля, вольфрама и молибдена, баббиты – сплавы на основе мягких металлов свинца и олова, композиционные материалы, пластмассы, резина.