Общие сведения. Учебник соответствует программе раздела «Детали машин» дисциплины «Техническая механика» для специальностей технического профиля среднего профессионального
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебник соответствует программе раздела «Детали машин» дисциплины «Техническая механика» для специальностей технического профиля среднего профессионального образования (колледжей, техникумов) всех форм обучения.
Предлагаемое издание охватывает основы теории, расчета и конструирования деталей и узлов общемашиностроительного применения (наиболее распространенных типов соединений, передач, валов, осей, подшипников, муфт и др.).
Выводы расчетных зависимостей даны подробно без сокращений и сопровождаются типовыми примерами с подробными решениями и методическими указаниями. Расчеты изложены по единой методике, в основу которой положены главные критерии работоспособности.
В книге принята единая система физических величин (СИ) со следующими отклонениями, допущенными в стандартах на расчеты деталей машин: размеры деталей машин выражаются в мм и соответственно напряжения в Н/мм2 (МПа), а моменты сохранены в Нм. Поэтому в формулах, включающих вращающие Т, изгибающие М или крутящие Мк моменты, введены множители I03 (перевод метров в миллиметры).
Для зрительной фиксации наиболее важных положений и формулировок применены шрифтовые выделения. В конце каждой главы приведены контрольные вопросы, помогающие усвоить ее основные положения.
Содержание учебника является достаточным для подготовки студентов к выполнению курсового проекта по деталям машин. Каждая глава заканчивается рекомендациями по конструированию. Большинство приведенных примеров является составной частью одного комплексного расчета привода ленточного конвейера, включающего редуктор, ременную и цепную передачи.
Авторы выражают большую благодарность Н. В. Рогановой за помощь при подготовке рукописи к печати.
Все замечания и пожелания по совершенствованию учебника направлять по адресу: 127994, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., 29/14, издательство «Высшая школа».
Авторы
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ
МАШИН
Глава 1 Основные положения
Общие сведения
Курс «Детали машин» рассматривает основы расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения, встречающихся в различных механизмах и машинах.
Механизмом называют систему твердых тел, предназначенную для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел (редуктор, коробка передач и др.).
Машиной называют механизм или устройство, выполняющее механические движения, служащие для преобразования энергии, материалов или информации с целью облегчения или замены физического или умственного труда человека и повышения его производительности.
В зависимости от основного назначения различают машины:
1) энергетические, преобразующие тот или иной вид энергии в механическую или наоборот (двигатели, генераторы, динамома-шины, компрессоры и др.);
2) рабочие, в том числе:
технологические, изменяющие свойства, форму или размеры обрабатываемого предмета (станки, прессы и др.);
транспортные, перемещающие тела (автомобили, конвейеры, краны и др.);
информационные, преобразующие информацию (шифровальные машины, механические интеграторы, корреляторы и др.);
электронные вычислительные машины (ЭВМ, компьютеры), обрабатывающие информацию в соответствии с заданным алгоритмом. В ЭВМ основные функциональные элементы построены на электронных приборах, а механические движения служат для выполнения вспомогательных операций (вращение магнитного диска, протяжка бумаги, перемещение пишущего или печатающего устройства и др.). ЭВМ, строго говоря, не является машиной, название сохранилось за нею в порядке преемственности от простых счетных машин.
Все машины состоят из деталей, которые объединены в узлы (сборочные единицы).
Деталью называют часть машины, изготовленную без применения сборочных операций (болт, шпонка, вал и др.).
Узлом называют сборочную единицу, состоящую из деталей, имеющих общее функциональное назначение (подшипник качения, вал в сборе с подшипниками и зубчатыми колесами, коробка передач, муфта и др.). Узел является составной частью изделия (редуктора, привода, машины).
В машиностроении различают детали и узлы общего и специального назначения. Деталями и узлами общего назначения называют такие, которые встречаются во многих типах машин (болты, валы, подшипники, зубачатые колеса, муфты приводов и др.). Они составляют подавляющее большинство в конструкциях, многие из них являются стандартными (крепежные изделия, приводные ремни и цепи, подшипники качения и др.). Детали и узлы общего назначения изучают в курсе «Детали машин».
К деталям и узлам специального назначения относят такие, которые встречаются только в одном или нескольких типах машин (шпиндели станков, поршни, коленчатые валы и др.). Их изучают в специальных курсах («Металлорежущие станки», «Компрессоры» и др.).
Все детали и узлы общего назначения можно разделить на три основные группы:
1) соединительные детали и соединения, которые могут быть неразъемными (сварные, паяные и др.) и разъемными (резьбовые, шпоночные и др.);
2) передачи вращательного движения (зубчатые, червячные, ременные, цепные и др.);
3) детали и узлы, обслуживающие передачи (валы, подшипники, муфты и др.).
Целью курсаявляется изучение основ расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения с учетом режима работы и требуемого ресурса машины. При этом рассматриваются вопросы выбора материала, способа термической обработки, получения рациональной формы деталей, их технологичности и необходимой точности изготовления.
Детали машин зачастую имеют сложную конфигурацию, работают при разных режимах нагружения в различных производственных условиях, и не всегда можно получить точную формулу для их расчета. При расчетах деталей машин часто применяют различные приближенные и эмпирические формулы, в которые вводят поправочные коэффициенты, устанавливаемые опытным путем и подтверждаемые практикой конструирования и эксплуатации машин.