Критерии работоспособности и расчета деталей машин. Выбор материала. Допуски и посадки. Шероховатость поверхности

1.

Филиал ФГБОУ ВПО
«Национальный исследовательский университет «МЭИ»» в г. Волжский
Тышкевич Владимир Николаевич,
к.т.н., доцент, заведующий кафедрой
«Механика» ВПИ (филиал) ВолгГТУ
Лекция 2
Критерии работоспособности и расчета деталей
машин.
Выбор материала. Допуски и посадки.
Шероховатость поверхности

2.

Особенности расчёта деталей машин
При проектировании необходимо учитывать большое число факторов.
Выразить эти факторы в аналитической форме не всегда возможно,
поэтому расчеты в курсе прикладной механики часто носят расчетный или
эмпирический характер. Очень важно выбрать расчетную схему, учесть
главные и отбросить второстепенные факторы. В курсе прикладной
механики применяются проектировочный и проверочный расчеты.

3.

4.

5.

6.

Марка
стали
σB,
МПа
σT,
МПа
НВ
Применение
Отливки из углеродистой стали
35Л
40Л
45Л
50Л
55Л
490
520
540
569
589
274
294
314
333
343
>143
>147
>153
>174
155-217
Зубчатые колеса, работающие в
тяжелых эксплуатационных
условиях, валы, оси и
т. д.
Сталь легированная конструкционная
30ХГС
981-795 835-637 229-215
241 —
190
Ответственные зубчатые колеса,
штампованные и сварные узлы
35Х
934-686 736-441
Зубчатые колеса, кулачковые муфты
40Х
981-686 785-441 241-190
Валы, зубчатые колеса, оси,
коленчатые валы, упорные кольца
40ХН
981-736 785-550 250-220
Валы, зубчатые колеса, шлицевые
валики

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

О стандартизации и
взаимозаменяемости в машиностроении
Стандартизация устанавливает и рекомендует к обязательному
применению правила, нормы, параметры, технические и качественные
характеристики проектируемых и выпускаемых изделий. Различают
следующие категории стандартов:
ГОСТ — государственный стандарт; СТО — стандарт предприятия.
Стандарты категории ISO - международные стандарты — применяют
для изделий специального назначения.
Выпускаются также и нестандартные изделия. Для них заводизготовитель
разрабатывает
ТУ
—
технические
условия,
соответствующие требованию ГОСТ 2.114-95 и ГОСТ 2.115-70 .
Стандартизация имеет важное значение для обеспечения продукции
высокого качества.
Болты, винты, гайки, шпонки, подшипники качения, муфты, ремни, цепи
и другие изделия должны соответствовать определенным ГОСТ.
При выполнении курсового проекта по деталям машин следует делать
ссылки на ГОСТ.

19.

Уни ф ик аци я - рациональное сокращение многообразия видов,
типов изделий одинакового функционального назначения.
В з а имо заме няемость — свойство одних и тех же изделий,
позволяющее устанавливать их в процессе сборки или заменять
без предварительной подгонки при сохранении всех требований,
предъявляемых в. работе изделия в целом.
Унификация и взаимозаменяемость создают номенклатуру
однотипных деталей и сборочных единиц для применения их в
различных машинах, приводят к уменьшению трудоемкости и
стоимости изготовления, повышению качества и увеличению
долговечности деталей.
Взаимозаменяемость деталей машин обеспечивается системой
допусков и посадок, которая также стандартизована в соответствии с
Единой системой допусков и посадок (Е С Д П).
Допуски и посадки, применяемые в машиностроении.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

Установлено 20 квалитетов точности
Установлено 27 основных отклонений отверстий и валов

27.

A-H – с зазором
Js-N - переходные
P-Z – с натягом

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

48.

49.

50.

51.

52.

53.

54.

55.

56.

57.

Посадочные места под подшипники

58.

59.

60.

61.

62.

63.

64.

В учебном пpоцессе пpи ноpмиpовании шеpоховатости
pекомендуется пpименять высотные паpаметpы Ra и Rz.
Hа pис. пpиведены значения этих паpаметpов для некотоpых
наиболее часто встpечающихся элементов деталей и
соединений (обозначения старые).

65.

значения шероховатости поверхности, обеспечиваемые
различными видами технологической обработки деталей

66.

67.

68.

42
Примечание
Документация
Сборочный чертёж
Пояснительная записка
1
26
28
25
Наименование
Кол.
Формат
Зона
Поз.
Перв. примен.
КР-34675695-190600.62- -14-СБ
24
4
Обозначение
29
281
Справ. №
24
31
32
Сборочные единицы
Маслоуказатель
Крышка смотрового люка
27
2
3
19
20
17
1
1
Детали
19
Подп. и дата
4 отв.
233
16
Б
21
9
41
37
Б 34
13
Взам. инв. № Инв. №дубл.
332
18
12
55H7
47H7
6
Подп. и дата
11
H7
35
p6
H7
30
p6
7
39
134
272
Перв. примен.
36
5
8
19,5
6
18n6
25n6
35
33
15
А
14
17
22
10
38
112
Б- Б
А- А
27,7
Подп. и дата
Взам. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Инв. №подл.
30k6
25k6
А
Инв. №подл.
Справ. №
40
8
Техническая характеристика
1. Передаточное число редуктора и = 2.5
2. Число оборотов ведомого вала n2= 280 об./ мин.
3. Крутящий момент на ведомом валу Т2=89655Н•мм.
Технические требования
1. Размеры для справок.
2. Редуктор залить маслом И- Г- А- 46 ГОСТ 17479.4- 87.
3. Редуктор допускается эксплуатировать с отклонением от
о
горизонтального положения на угол до 5 .
КР- 34675695- 190600.62Изм. Лист №докум.
Разраб. Агарков
Пров.
Староверов
Т.контр.
Н.контр.
Утв.
Подп. Дата
Редуктор
Лит.
- 14- СБ
Масса Масштаб
1:1
Лист
Листов
ВАЗ 396
Копировал
Формат
A1
Корпус
Крышка
Вал
Шестерня
Кольцо
Крышка
Крышка
Вал
Колесо зубчатое
Кольцо
Крышка
Крышка
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Изм. Лист №докум.
Разраб. Агарков
Пров.
Староверов
Н.контр.
Утв.
Подп. Дата
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
КР- 34675695- 190600.62-
Редуктор
Копировал
Лит.
- 14- СП
Лист
1
Листов
3
ВАЗ 396
Формат
A4

69.

Перв. примен.
5
4
Наименование
Кол.
Формат
Зона
Поз.
КР-34675695-190600.62- -14-СБ
2
Обозначение
Примечание
Документация
А4
А1
Пояснительная записка
Сборочный чертёж
230
Справ. №
381
403
Сборочные единицы
100
9
12
15
18
1
6
7
Взам. инв. № Инв. №дубл.
Перв. примен.
374
3
Инв. №подл.
Подп. и дата
Взам. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Подп. и дата
Справ. №
695
Технические требования
Техническая характеристика
1. Мощность двигателя - 3 кВт.
2. Частота вращеия вала двигателя - 700 об/ мин.
3. Мощность на ведомом валу - 2,6 кВт.
4. Частота вращения ведомого вала - 280 об/ мин.
5. Общее предаточное число - Up=2,5.
1
1
1
1
Детали
Подп. и дата
8
11
14
17
Допуск соосности валов, соединяемых при монтаже привода:
Радиальное смещение не более 0,3 мм;
Осевое смещение не более 0,3 мм;
Угловое смещение не более 3
.
КР- 34675695- 190600.62Изм. Лист №докум.
Разраб. Агарков
Пров.
Староверов
Т.контр.
Н.контр.
Утв.
Подп. Дата
Привод
Лит.
- 14- СБ
Масса Масштаб
у
1:2
Лист
Листов
ВАЗ 396
Копировал
Формат
A1
1
Инв. №подл.
10
13
16
19
Рама
Редуктор
Муфта
Электродвигатель
1
2
3
4
Кожух
Пластина верхняя
Пластина нижняя
5
6
7
1
1
1
Стандартные изделия
Болт ГОСТ 7798
М10 х 35.58
М12 х 65.58
М16 х 55.58
Гайка ГОСТ 5915
М10.5
8
9
10
11
Изм. Лист №докум.
Разраб. Агарков
Пров.
Староверов
Н.контр.
Утв.
Подп. Дата
4
4
4
4
КР- 34675695- 190600.62-
Привод
Копировал
у
Лит.
- 14- СП
Лист
1
Листов
3
ВАЗ 369
Формат
A4

70.

h0,4...0,6 48...54 HRCэ
36
Полировать
Ra 0,4
Подп. и дата
1•45
6 фасок
Ra 1,6
Ra 1,6
42 А
В
Г
Д
22,5
Ra 1,6
Б
90
R0,5
R1
45
26d9
20n6
Ra 1,6
Г,В (4:1)
6
39
Справ. №
А
)
0,02 ДЕ
0,005
30k6
36
Б
35p6
2,5
Ra 6,3 (
24,5
0,02 ДЕ
0,005
0,0016 ДЕ
0,004
30k6
Перв. примен.
КР-34675695-190600.62- -14
0,02 ДЕ
0,005
3
Е
14
Взам. инв. № Инв. №дубл.
104
161,5
188
А- А
30
21
КР- 34675695- 190600.6210P9
6P9
Подп. и дата
Инв. №подл.
1. 240...260 НВ.
IT14
2. H14, h14, ± .
2
Б- Б
Изм. Лист №докум.
Разраб. Агарков
Пров.
Староверов
Т.контр.
Н.контр.
Утв.
Подп. Дата
Вал ведомый
Сталь 45 ГОСТ 1050- 88
Копировал
Лит.
- 14
Масса Масштаб
1:1
Лист 4
Листов
ВАЗ 396
Формат
A3
4

71.

КР-34675695-190600.62- -14
Перв. примен.
Ra 12,5 (
Ra 6,3
Ra 0,8
Модуль
m
2
Число зубьев
z2
80
Нормальный исходный контур - ГОСТ 13755-81
Степень точности по ГОСТ 1643-81 8- В
Делительный диаметр d2
160
Ra 6,3
Ra 1,6
R6
134
56
35H7
Ra 1,6
Ra 1,25
14
Ra 1,6
12JS9
164
Подп. и дата
Взам. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Инв. №подл.
0,008
38,7
Ra 1,6
Справ. №
R6
1,6•45
2 фаски
)
14
1. 180...200 НВ.
2. Неуказанные штамповочные уклоны 7
.
IT14
3. Н14, h14, ± .
2
1•45
2 фаски
КР- 34675695- 190600.62-
45
Изм. Лист №докум.
Разраб. Агарков
Пров.
Староверов
Т.контр.
Н.контр.
Утв.
Подп. Дата
Колесо зубчатое
Сталь 45 ГОСТ 1050- 88
Копировал
Лит.
- 14
Масса Масштаб
1:1
Лист 3
Листов
ВАЗ 369
Формат
A3
4

72.

Перв. примен.
КР-34675695-190600.62- -14
1,5•45
Ra 12,5 (
22
)
Ra 3,2
12
Справ. №
Ra 3,2
55H7
45
50
Ra 1,6
7
Ra 3,2
69
27
88
1,6•45
Инв. №подл.
Подп. и дата
Ra 3,2
Ra 3,2
7
4 отв.
12
Взам. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
17
H14, h14, ±
IT14
.
2
6
КР- 34675695- 190600.62- - 14
Изм. Лист №докум.
Разраб. Агарков
Пров.
Староверов
Т.контр.
Н.контр.
Утв.
Подп. Дата
Крышка
СЧ15 ГОСТ 1412- 85
Копировал
Лит.
Масса Масштаб
2:1
Лист 2
Листов
ВАЗ 369
Формат
A3
4

73.

КР-34675695-190600.62- -14
Перв. примен.
Ra 12,5 (
Подп. и дата
Взам. инв. № Инв. №дубл.
Подп. и дата
Инв. №подл.
54
41
R4
Справ. №
s4
)
M8•1,5
4 отв.
4
Ra 6,3
53
64
IT14
2
2. Неплоскостность не более 0,3 мм.
1. H14, h14,
КР- 34675695- 190600.62Изм. Лист №докум.
Разраб. Агарков
Пров.
Староверов
Т.контр.
Н.контр.
Утв.
Подп. Дата
Крышка смотрового
окна
4 ГОСТ 19903- 74
Лист
Ст3 ГОСТ 1463- 79
Копировал
Лит.
- 14
Масса Масштаб
У
2:1
Лист 1
Листов
ВАЗ- 369
Формат
A3
4

74.

Контрольные вопросы
1. Какие группы требований предъявляются к машинам ?
2. Каковы основные требования к деталям и машинам ?
3. Каковы основные критерии качества деталей и машин ?
4. Что такое работоспособность и каковы её критерии ?
5. Что такое надёжность и каковы её критерии ?
6. Что является главнейшим критерием работоспособности и надёжности ?
7. В чём заключается общее условие прочности деталей машин ?
8. В чём разница между проектировочным и проверочным расчётами ?
9. Какими преимуществами обладают стандартизованные детали
(сборочные единицы) при конструировании и выполнении ремонтных
работ?
10. Что такое стандартизация и унификация деталей и сборочных единиц
машин и каково их значение в развитии машиностроения?
11. Назовите материалы, получившие наибольшее применение в
машиностроении, и укажите общие предпосылки выбора материала для
изготовления детали.
12. Укажите основные факторы, влияющие на значение допускаемого
напряжения и коэффициента запаса прочности.
13. Укажите основные критерии работоспособности деталей машин?
14. Дайте определения прочности и жесткости?