Лек № 01 Введение в курс деталей машин

1. Лекция №1

Тема 1:
Введение в курс деталей машин
1

2.

• Машиноведение – наука о машинах,
объединяющая
комплекс
научных
дисциплин,
связанных
с
машиностроением.
• Среди них – "Детали машин" – научная
дисциплина по теории, расчёту и
конструированию деталей и узлов машин
общего назначения.
2

3.

9
Основные задачи курса «Детали машин»:
• – изучение конструкций, типажа и
критериев работоспособности деталей
машин;
• – изучение основ теории совместной
работы деталей машин и методов их
расчёта;
• – развитие навыков конструирования.
3

4.

Основные разделы курса:
• – соединения:
разъёмные и
неразъёмные;
4

5.

Основные разделы курса:
• – передачи:
трением и
зацеплением;
5

6.

Основные разделы курса:
• –
валы, оси, подшипники, муфты –
детали, обеспечивающие вращательное
движение;
• – корпусные детали, пружины.
6

7.

• Каждая машина состоит из деталей.
Согласно ГОСТ 2.101 :
«Деталь – изделие, изготовленное из
однородного по наименованию и марке
материала без применения сборочных
операций».
Примеры: болт, вал, колесо, шкив,
шпонка и т.д.
7

8.

Детали объединяют в сборочные единицы (узлы).
«Сборочная единица - изделие, составные части
которого подлежат соединению между собой на
предприятии-изготовителе сборочными операциями».
8

9.

Агрегат (от латинского aggrego - присоединяю) - укрупненный
унифицированный элемент машины (например, в автомобиле:
двигатель,
топливоподающий
насос),
обладающий
полной
взаимозаменяемостью и выполняющий определенные функции в
процессе работы машины.
Механизм - искусственно созданная система материальных тел,
предназначенная для преобразования движения одного или
нескольких тел в требуемое (необходимое) движение других тел.
Прибор - устройство, предназначенное для измерений,
производственного контроля, управления, регулирования и других
функций, связанных с получением, преобразованием и передачей
информации.
9

10.

• Среди большого разнообразия деталей
и узлов машин выделяют такие детали,
которые применяются почти во всех
машинах,
выполняя
одинаковые
функции
(в
локомотивах,
часах,
прокатных станах).
• Такие изделия называют для краткости
деталями машин.
• Они относятся к деталям машин
общего назначения и изучаются в курсе
«Детали машин».
10

11.

7
Все другие детали применяются в одном или нескольких
типах машин. Они относятся к деталям специального
назначения и изучаются в специальных курсах. Такими
деталями являются, например, поршни компрессоров и
двигателей внутреннего сгорания, барабаны лебедок и
тормозов, шпиндели металлорежущих станков и т.п.
11

12.

Классификация элементов машин по
функциональному назначению:
1. Корпусные служат для размещения и фиксации подвижных деталей
механизма, для защиты их от действия неблагоприятных факторов
внешней среды, а также для крепления механизмов в составе машин и
агрегатов. Часто корпусные детали используются для хранения
эксплуатационного запаса смазочных материалов.
2. Соединительные для разъемного и неразъемного соединения
(например, муфты – устройства для соединения вращающихся валов;
болты винты шпильки гайки – детали для разъемных соединений;
заклепки – детали для неразъемного соединения).
3. Передаточные механизмы и детали предназначены для передачи
энергии и движения от источника (двигателя) к потребителю
(исполнительному механизму), выполняющему необходимую полезную
работу.
4. Упругие элементы необходимы для ослабления ударов и вибрации
или для накопления энергии с целью последующего совершения
механической работы (рессоры колесных машин).

13.

5. Инерционные элементы предназначены для предотвращения
или ослабления колебаний (в линейном или вращательном
движениях) за счет накопления и последующей отдачи
кинетической энергии (маховики, противовесы, маятники, бабы,
шаботы).
6. Защитные детали и уплотнения для защиты внутренних
полостей узлов и агрегатов от действия неблагоприятных факторов
внешней среды и от вытекания смазочных материалов из этих
полостей (пылевики, сальники, крышки, рубашки и т.п.).
7. Детали и узлы регулирования и управления предназначены
для воздействия на агрегаты и механизмы с целью изменения их
режима работы или поддержания его (режима работы) на
оптимальном уровне (тяги, рычаги, тросы и т.п.).
Основными требованиями, предъявляемыми к деталям машин,
являются требования работоспособности и надежности. К деталям,
непосредственно контактирующим с человеком-оператором (ручки
и рычаги управления, элементы кабин машины, приборные щитки и
т.п.), кроме названных предъявляются требования эргономичности и
эстетичности.

14.

8
• Конструирование – творческий процесс
создания
оптимального
варианта
машины в документах (чертежах,
точнее,
в
конструкторской
документации) на основе расчётов,
конструктивного, технологического и
эксплуатационного опыта с широким
использованием компьютерной техники.
14

15.

11
Правильно сконструировать деталь и выполнить
её рабочий чертёж позволят знания по
инженерной
графике,
метрологии
и
стандартизации,
технологии
конструкционных материалов.
Математический аппарат исследований
заимствуется из математики, методы анализа
сил, напряжений и деформаций – из
теоретической механики и сопротивления
материалов,
теоретические
основы
машиностроения – из теории механизмов и
машин, свойства конструкционных материалов –
из материаловедения.
15

16.

13
Перечень рекомендуемых учебных изданий:
1.Ряховский О. А. Детали машин: Учеб. для ссузов / О. А.
Ряховский, А. В. Клыпин. – М.: Дрофа, 2002. – 288 с.: ил.
2.Ицкович Г. М. Сборник задач и примеров расчета по курсу
деталей машин. Изд-е 4-е, перераб. / Г. М. Ицкович, С. А.
Чернавский, В. А. Киселев, К. Н. Боков, М. А. БончОсмоловский. – М.: Машиностроение, 1975. – 286 с.: ил.
3.Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин:
Учеб. пособие. Изд-е 2-е, перераб. и дополн. – Калининград.:
Янтар. сказ., 2002. – 454 с.: ил., черт. – Б. ц.
4.Иванов М.Н. Детали машин: Учебник. М., 1991. – 383 с.
5.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.
1-3. М., 2003.
16

17.

16
Тема 2: Основы расчёта и конструирования
деталей машин (приборов)
• 2.1. Основные понятия
• Совершенство
оценивают
по
экономичности.
конструкции
детали
её
надёжности
и
• Экономичность определяется затратами
на
проектирование,
изготовление,
эксплуатацию и ремонт.
17

18.

17
• Надёжность
свойство
изделия
выполнять функции, сохраняя свои
эксплуатационные
показатели
в
заданных пределах в течение заданного
промежутка времени или требуемой
наработки, то есть сохранять во
времени свою работоспособность.
18

19.

18
• Работоспособность - состояние деталей,
при котором они способны нормально
выполнять
заданные
функции
с
параметрами,
установленными
нормативно-технической
документацией
(техническими условиями, стандартами и
т.п.).
19

20.

19
• Наработка может исчисляться в часах
работы, числом циклов нагружения,
километрах пробега автомобиля и т.п.
• Надёжность,
являясь
сложным
свойством,
обуславливается
или
слагается из более простых свойств, в
числе
которых
безотказность
и
долговечность.
• Отказ - нарушение работоспособности
изделия.
20

21.

20
• Долговечность – свойство изделия
сохранять
работоспособность
до
наступления предельного состояния при
установленной системе технического
обслуживания.
21

22.

21
• Проектируемая
машина
должна
удовлетворять техническим условиям,
в которые входят, прежде всего:
– производительность машины;
– надёжность и желаемый срок службы;
– рабочие скорости;
– весовые характеристики и т. д.
22

23.

22
• В отдельных случаях предъявляются
дополнительные требования:
– габаритные размеры и возможность
транспортировки;
– бесшумность работы;
– лёгкость управления и т. д.
23

24.

23
• Работоспособность и надёжность
деталей является одними из главных
условий эффективной работы машин.
• И хотя причины отказов деталей
различны, многие выходят из строя в
связи с разрушениями (прочностными
отказами) и потерей геометрической
формы
и
размеров
(износовыми
отказами).
24

25.

24
• Прочностную и триботехническую
надёжность
деталей
машин
характеризуют рядом показателей –
критериев, важнейшими из которых
являются:
• прочность,
• жёсткость,
• износостойкость,
• виброустойчивость,
• теплостойкость,
25
• жаропрочность и др.

26.

25
• Обеспечение
прочностной
и
триботехнической надёжности, т.е.
предотвращение
преждевременных
разрушений деталей и их рабочих
поверхностей,
является
основной
задачей проектирования.
• При
расчёте
деталей
обычно
используют один или два критерия
работоспособности,
а
остальные
критерии
либо
заведомо
удовлетворяются, либо не имеют
практического
значения
для
рассчитываемых деталей.
26

27.

26
2.2 Порядок проектирования деталей машин.
Для того, чтобы составить математическое
описание объекта расчёта и по возможности
просто решить задачу, в инженерных расчётах
реальные
конструкции
заменяют
идеализированными
моделями,
или
расчётными схемами, а нагрузки и точки их
приложения – условными. Проектирование
предполагает два процесса – расчёт и
конструирование, которые на определённых
этапах ведут параллельно.
27

28.

27
Основные этапы проектирования:
1) Составление расчётной схемы.
2) Определение нагрузок.
3) Выбор материала.
4)
Выполнение
проектного
расчёта.
Проектный расчёт выполняется по
основному критерию работоспособности
5) Вычерчивание деталей и сборочных
единиц.
6) Выполнение проверочных расчётов.
28

29.

28
• Проверочный расчёт – уточнённый расчёт
известной конструкции – выполняется в
целях проверки её по основному критерию
работоспособности
или
определения
допускаемой
нагрузки.
Когда
требуемое
соответствие между этими величинами не
обеспечивается,
в
конструкцию
вносят
изменения, после чего вновь производят
проверки и т.д.
• В
практике
реального
проектирования
разрабатывается
несколько
вариантов
конструкций
и
делается
их
техникоэкономическое обоснование.
29

30.

Стадии проектирования.
29
В соответствии с ГОСТ 2.103 разработка
конструкторской документации состоит из
четырёх стадий:
1. - техническое предложение;
2. - эскизный проект;
3. - технический проект;
4. - рабочая конструкторская документация.
30

31.

30
На
стадии
эскизного
проекта
выполняют все проектные расчёты и
эскизную компоновку редуктора, на
стадии технического проекта –
разработку конструктивных элементов и
проверочные расчёты, на стадии
рабочей
конструкторской
документации – рабочие чертежи
деталей и сборочные чертежи.
31