1.2.Понятия
«проектирование» и
«конструирование». Стадии конструирования
машин.
1.3.Общие
сведения по проектированию и конструированию машин и деталей. :
1.3.1.Требования к
конструкциям
машин и их
деталям.
1.3.2.Основные принципы конструирования машин.
1.3.2.1. Системный подход.
1.3.2.2. Конструктивная преемственность.
1.3.2.3.Принцип экономической направленности.
1.3.2.4. Стандартизация и нормализация.
1.3.2.5.Унификация и агрегатирование.
1.3.2.6.Снижение материалоемкости конструкций.
4.13.
Определение
допускаемых напряжений при расчётах зубчатых передач. :
4.13.1.
Усталость металлов и допускаемые напряжения.
4.13.2. Допускаемые напряжения для расчётов на контактную выносливость
при
неограниченном сроке службы.
4.13.3. Допускаемые напряжения для расчётов на контактную выносливость
при
ограниченном сроке службы.
4.13.4. Допускаемые напряжения для проверки контактной прочности при
мгновенных
(пиковых) перегрузках.
4.13.5.Допускаемые напряжения для расчётов на изгибную выносливость при
неограниченном сроке службы.
4.13.6. Допускаемые напряжения для расчётов на изгибную выносливость
при
ограниченном сроке службы.
4.13.7. Допускаемые напряжения для проверки изгибной прочности при
мгновенных
(пиковых) перегрузках.
4.14.
Порядок расчёта
закрытой зубчатой передачи. :
4.14.1.Исходные
данные.
4.14.2. Выбор материала и его термической обработки.
4.14.3. Определение допускаемых напряжений.
4.14.4. Определение межосевого расстояния (внешнего конусного
расстояния для
конических передач).
4.14.5. Определение модуля (для конических передач модуля на наружном
дополнительном конусе).
4.14.6. Уточнение значений геометрических параметров передачи по
принятому
стандартному значению модуля.
4.14.7. Проверка зуба на контактную выносливость.
4.14.7. Проверка зуба на изгибную выносливость.
4.14.8. Проверка работоспособности зубьев на контактную прочность при
максимальных нагрузках.
4.14.9. Проверка работоспособности зубьев на изгибную прочность при
максимальных нагрузках.
4.14.10. Определение сил,действующих в зацеплении.
4.14.11. Конструирование элементов передачи.
4.15.
Порядок расчёта
открытых передач. :
4.15.1.
Исходные данные - см.п.4.14.1.
14.15.2. Выбор материала и его термической обработки – см.п.
4.8.
4.15.3. Определение допускаемых напряжений.
4.15.4. Определение модуля из расчёта на изгибную выносливость.
4.15.5. Определение геометрических параметров деталей передачи.
4.15.6. Проверка работоспособности зубьев на изгибную прочность при
максимальных нагрузках.
4.15.7. Определение сил, действующих в зацеплении.
4.15.8. Конструирование элементов передачи.
4.16.
Пример П9. :
4.16.1.
Задание.
4.16.2. Выбор материала и его термической обработки.
4.16.3. Допускаемые напряжения.
4.16.4. Определение межосевого расстояния.
4.16.5. Определение модуля зацепления.
4.16.6. Уточнение значений геометрических параметров передачи по
принятому
стандартному значению модуля.
4.16.7. Проверка зуба на изгибную выносливость.
4.16.8. Проверка работоспособности зубьев на контактную выносливость и
прочность при максимальных нагрузках.
4.16.9. Проверка работоспособности зубьев на изгибную прочность при
максимальных нагрузках.
4.16.10. Силы, действующие в зацеплении.
4.17.
Пример П10. :
4.17.1.Задание.
4.17.2. Выбор материала и его термической обработки.
4.17.3. Допускаемые напряжения.
4.17.4. Коэффициенты формы зуба.
4.17.5. Определение модуля из расчёта на изгибную выносливость.
4.17.6. Основные геометрических параметры деталей передачи по
стандартному
модулю.
4.17.7. Проверка работоспособности зубьев на изгибную прочность при
максимальных нагрузках.
4.17.8. Силы, действующие в зацеплении.
4.18.
Пример П11. :
4.18.1.
Задание.
4.18.2. Выбор материала и его термической обработки.
4.18.3. Допускаемые напряжения.
4.18.4. Внешнее конусное расстояние.
4.18.5. Модуль на наружном дополнительном конусе.
4.18.6. Уточнение значений геометрических параметров передачи по
принятому
стандартному значению модуля.
4.18.7. Проверка зуба на изгибную выносливость.
4.18.8. Проверка работоспособности зубьев на контактную выносливость и
прочность при максимальных нагрузках.
4.18.9. Проверка работоспособности зубьев на изгибную прочность при
максимальных нагрузках.
4.18.10. Силы, действующие в зацеплении.
4.19.
Пример П12. :
4.19.1.
Задание.
4.19.2. Выбор материала и его термической обработки.
4.19.3. Допускаемые напряжения.
4.19.4. Определение слабого звена передачи.
4.19.5. Модуль из условия изгибной выносливости.
4.19.6. Уточнение значений геометрических параметров передачи по
принятому
стандартному значению модуля.
4.19.7. Проверка работоспособности зубьев на изгибную прочность при
максимальных нагрузках.
4.19.8. Силы, действующие в зацеплении.
5.
Передачи с зацеплением Новикова.
5.1. Недостатки
эвольвентного зацепления.
5.2.
Принцип работы передач с зацеплением Новикова.
5.3.
Возможности передач с зацеплением
Новикова.
5.4.
Особенности
расчёта передач с зацеплением Новикова. :
5.4.1.
Геометрические параметры.
5.4.2. Материалы.
5.4.3. Расчёты на прочность
5.5.
Пример П13. :
5.5.1.
Исходные данные.
5.5.2. Вид зацепления-дозаполюсное.
5.5.3. Материалы зубчатых колёс.
5.5.4. Допускаемые напряжения.
5.5.4.1. Допускаемые напряжения для расчёта на контактную выносливость.
5.5.4.2.Допускаемые напряжения для расчёта по максимальным контактным
напряжениям.
5.5.4.3.Допускаемые напряжения для расчёта на изгибную выносливость.
5.5.4.4. Допускаемые напряжения для расчёта по максимальным изгибающим
напряжениям.
5.5.4.5. Определение диаметра ведущей детали ( шестерни).
5.5.6. Модуль передачи.
5.5.7. Уточнение параметров зацепления.
5.5.8.Фактическое контактное напряжение.
5.5.9. Проверка зуба на изгибную выносливость.
5.5.10. Проверка прочности зубьев при действии перегрузок.
5.5.10.1. Проверка зубьев на контактную прочность при действии
мгновенных
пиковых перегрузок.
5.5.10.2. Проверка зубьев на изгибную прочность при действии мгновенных
пиковых
нагрузок.
5.5.11. Нагрузка на валы.
5.5.11.1. Окружное усилие.
5.5.11.2. Радиальное усилие.
5.5.11.3. Осевое усилие.
5.5.12.Параметры передачи.
5.6.
Зубчатые передачи с согласованными
поверхностями контакта зубьев.
Контрольные
вопросы.
6.
Планетарные передачи.
6.1.
Принцип работы.
6.2.Достоинства,
недостатки и применение планетарных передач. :
6.3.
Передаточное
число и КПД планетарных передач. :
6.3.1.
Передаточное число. Пример
П14. Пример
П15. Пример
П16.
6.3.2. Коэффициент полезного действия
планетарных передач.
6.4.
Выбор чисел
зубьев. :
6.4.1.
По требуемому передаточному
числу выбрать кинематическую схему передачи.
6.4.2. Назначить число сателлитов (обычно 3…6).
6.4.3. Составить выражение (или взять из таблиц) для передаточного
числа
выбранной схемы через числа зубьев колёс.
6.4.4. Принять . При отсутствии ограничений лучше использовать колёса,
нарезанные без смещения инструмента. В этом случае принимать.
6.4.5.Подбором по выражению п.6.4.3 определить числа зубьев остальных
колёс.
6.4.6. Проверить по условию соосности полученные значения чисел зубьев
передачи.
6.4.7. Проверить по условию соседства полученные значения зубьев
передачи.
6.4.8. Проверить по условию сборки полученные значения чисел зубьев
передачи.
6.5.
Расчёт на прочность зубьев колёс
планетарных передач. Контрольные
вопросы.
7.
Волновые передачи.
7.1.
Назначение и
принцип работы.
7.2. Достоинства и недостатки волновых передач.
7.3. Структура волновой зубчатой передачи.
7.4. Классификация типовых структурных схем волновой зубчатой
передачи.
7.5.
Расчет геометрии волнового зубчатого зацепления.
7.6.
Расчет волновых зубчатых передач.Контрольные
вопросы.
8.
Червячные передачи.
8.1.
Принцип работы и возможности
передачи.
8.2.
Классификация червячных
передач. :
8.2.1.
В зависимости от формы
червяка могут быть передачи с цилиндрическим червяком и глобоидные.
8.2.2. В зависимости от формы винтовой поверхности цилиндрических
червяков
различают.
8.2.3. В зависимости от направления винтовой линии могут быть правые.
( винтовая линия слева вверх направо) и левые (винтовая линия справа
вверх
налево).
8.2.4. В зависимости от числа заходов червяка(числа витков червяка)
могут быть
одно- и многозахожные.
8.2.5. В зависимости от расположения червяка относительно колеса могут
быть
передачи с верхним,нижним,
боковым расположение червяка и с вертикальным валом червячного колеса.
8.2.6. В зависимости от величины угла подъёма винтовой линии могут быть
самотормозящиеся (угол подъёма меньше угла трения) и
несамотормозящиеся (угол подъёма винтовой линии больше угла
трения)
передачи.
8.3.
Основные геометрические и кинематические соотношения. 8.4.
Степени точности червячных передач. 8.5.
Силы,дейвствующие в зацеплении. 8.6.
Критерии работоспособности
червячной передачи.
8.7.
Материалы
червячной пары. :
8.7.1.
Червяки изготовляют из
среднеуглеродистых или легированных сталей марок
40,45,50,40Х,40ХН с поверхностной или объёмной закалкой до твёрдости
рабочей
поверхности витка 45...55 HRC.
8.7.2.Червячные колёса чаще всего составные –
бандажированные, состоят из венца
1 и центра 2.
8.8.
Порядок
проектного расчёта червячной передачи. :
8.8.1.
Исходные данные – см.п.
4.14.1.
8.8.2. Ориентировочное определение скорости скольжения.
8.8.3. Выбор материалов для изготовления червяка и колеса.
8.8.4. Определение допускаемых напряжений.
8.8.4.1.Расчёты на контактную выносливость и прочность.
8.8.4.2. Расчёты на изгибную выносливость и прочность.
8.8.5. Определение межосевого расстояния.
8.8.6. Определение модуля.
8.8.7. Уточнение параметров передачи.
8.8.8. Проверка зуба на контактную выносливость.
8.8.9. Проверка зуба колеса на изгибную выносливость.
8.8.10. Проверка работоспособности зубьев на контактную прочность при
максимальных нагрузках.
8.8.11.Проверка работоспособности зубьев на изгибную прочность при
максимальных
нагрузках.
8.8.12.Определение сил, действующих в зацеплении.
8.8.13. Конструирование элементов передачи.
8.8.14. Расчёт на жесткость червяка.
8.8.15. Тепловой расчёт червячного редуктора.
8.9.Коэффициенты
нагрузки при расчётах червячных передач.
8.10. Пример П17. :
8.10.1. Задание
8.10.2. Скорость скольжения (ориентировочно).
8.10.3. Выбор материалов для изготовления червяка и колеса.
8.10.4. Определение допускаемых напряжений.
8.10.4.1.Расчёты на контактную выносливость и прочность.
8.10.4.2. Расчёты на изгибную выносливость и прочность.
8.10.5. Межосевое расстояние (определяется из расчёта на контактную
выносливость).
8.10.6. Определение модуля.
8.10.7. Уточнение параметров передачи.
8.10.8. Проверка зуба на контактную выносливость и прочность при
максимальных нагрузках.
8.10.9. Проверка зуба колеса на изгибную выносливость.
8.10.10. Проверка зуба на изгибную прочность при максимальных
нагрузках.
8.10.11 Силы, действующие в зацеплении.
8.10.12. Расчёт на жесткость червяка.
8.10.13.Тепловой расчёт редуктора.
Контрольные
вопросы.
9.
Редукторы.
9.1.
Назначение. 9.2.
Конструкция редукторов.
9.3. Классификация
редукторов.:
9.3.1.По принципу построения
различают.
9.3.2. По типу применяемых в редукторе передач различают редукторы.
9.3.3. По числу ступеней редукторы могут быть.
9.3.4. По расположению валов в пространстве.
9.3.5. По взаимному расположению осей валов.
9.3.6. Оптимизация конструкций редукторов при проектировании.
9.4.
Смазка передач и подшипников редукторов.
9.5. Стандартные редукторы.
:
9.5.1. Общие сведения.
Контрольные
вопросы.
10.
Цепные передачи.
10.1. Общая характеристика. 10.2.
Достоинства передачи. 10.3.
Недостатки передачи. 10.4.
Возможности цепной передачи в приводе. 10.5.
Приводные цепи.
10.7.1. Кинематика передачи.
10.7.2. Основные геометрические параметры передачи.
10.7.3. Силы в цепной передаче.
10.7.4.Нагрузка на валы звёздочек.
10.8.
Критерии работоспособности цепных передач.
10.9. Расчёт цепной
передачи. :
10.9.1. Исходные данные.
10.9.2.Выбрать тип цепи.
10.9.3.Выбрать шаг и число рядов цепи (всегда рекомендуем начинать с
однорядной цепи).
10.9.4.Задаться.
10.9.5. Определить.
10.9.6. Найти передаваемый цепью момент.
10.9.7. Найти действующее на цепь окружное усилие.
10.9.8. Найти коэффициент эксплуатации, учитывающий реальные условия и
режим работы.
10.9.9. Найти удельные давления в шарнире и сравнить их с табличными,
полученными
на основании опыта эксплуатации.
10.9.10. Определить потребное количество звеньев цепи.
10.9.11. Определить фактическое межосевовое расстояние.
10.9.12. В случае переменной нагрузки.
10.9.13. При скорости цепи более 10 м/с выполняется проверка по
максимальному числу оборотов, частоте и энергии ударов в момент входа в
зацепление.
10.9.14. Конструировать ведущую и ведомую звёздочки.
10.9.15. Определить нагрузку на валы звёздочек.
10.10. Пример П18. :
10.10.1.Задание.
10.10.2. Выбираем тип цепи.
10.10.3.Задаёмся z1=17.
10.10.4.Диаметр ведущей звёздочки.
10.10.5.Передаваемый цепью момент.
10.10.6. Действующее на цепь окружное усилие.
10.10.7. Коэффициент эксплуатации, учитывающий реальные условия и режим
работы.
10.10.8. Удельные давления в шарнире.
10.10.9. Требуемое число звеньев цепи.
10.10.10. Фактическое межосевое расстояние.
10.10.11. Проверка по коэффициенту запаса прочности.
10.10.12. Нагрузка на валы звёздочек.
Контрольные
вопросы.
11.
Фрикционные передачи.
11.1.
Принцип работы.
11.2. Особенности работы
фрикционных передач. :
11.2.1. Как известно сила
трения.
11.2.2. Вторая особенность заключается в том, что этим передачам
присуще скольжение.
11.3.
Классификация фрикционных передач.
11.4. Достоинства,
недостатки и возможности передачи. :
11.4.1. Достоинства передач.
11.4.2. Недостатки передач.
11.4.3. Возможности передачи.
11.5.
Некоторые типы вариаторов. 11.6.
Причины выхода из строя и критерии работоспособности. 11.7.
Материалы катков. 11.8.
Расчёт фрикционных передач. Контрольные
вопросы.
12.3.
Возможности ремённой передачи. 12.4.
Достоинства ремённой передачи. 12.5.
Недостатки ремённой передачи. 12.6.
Силы, действующие на ремень. 12.7.
Напряжения в сечениях ремня. 12.8.
Упругое скольжение ремня на шкиве. 12.9.
Кривые скольжения ремённых передач. 12.10.
Кинематический расчёт передачи. 12.11.
Геометрический расчёт передачи.
12.12.Виды разрушения,
критерии работоспособности и расчёты ремённых передач. :
12.12.1. Причины выхода из
строя ремённых передач.
12.12.2. Расчёт ремённых передач по тяговой способности.
12.12.3. Расчёт ремённых передач на долговечность.
12.13. Расчёт клиноременной
передачи.:
12.13.1. Общие положения
расчёта по тяговой способности.
12.13.2. Исходные данные.
12.13.3. Выбор типоразмера сечения ремня.
12.13.4. Выбор диаметра ведущего шкива.
12.13.5. Определить диаметр ведомого шкива d2.
12.13.6. Определить потребную длину ремня.
12.13.7. Определить стандартную длину ремня.
12.13.8. Уточнить межосевое расстояние по стандартной длине ремня.
12.13.9. Определить угол обхвата малого шкива a1.
12.13.10. Определить мощность, передаваемую одним ремнём в условиях
эксплуатации.
12.13.11. Определить потребное число ремней.
12.13.12.Определить усилие предварительного натяжения.
12.13.13. Определить силу давления на вал.
12.13.14.Определить число пробегов ремня.
12.13.15. Конструирование шкивов.
12.14.
Особенности расчёта поликлиновой передачи. 12.15.
Особенности расчёта зубчаторемённых передач
12.16.Пример П19. :
12.16.1.Задание.
12.16.2. Выбор типоразмера сечения ремня и определение числа ремней.
12.16.3. Усилие предварительного натяжения.
12.16.4. Нагрузка на вал.
12.16.5. Число пробегов ремня.
Контрольные
вопросы
13. Валы и оси.
13.1.
Назначение.
13.2. Классификация валов и
осей.:
13.2.1. По форме геометрической
оси различают валы и оси.
13.2.2. По форме наружной поверхности валы и оси могут быть.
13.2.3. По форме поперечного сечения.
13.2.4. По степени подвижности.
13.2.5. По назначению.
13.3. Элементы конструкций
валов и осей (рис.13.1). :
13.3.1. Участки вала, лежащие в
опорах, называются цапфы.
13.3.2. Посадочные поверхности: конические или цилиндрические
поверхности, на которые насаживаются детали, поддерживаемые валом или
осью.
13.3.3. Упорные буртики и заплечики вала.
13.3.5. Переходные участки.
13.3.6.Шероховатость поверхностей валов.
13.4.
Критерии работоспособности валов и осей.
13.5. Материалы валов и осей.
13.6. Расчётные схемы валов и осей.
13.7. Порядок расчёта и
конструирования валов и осей. :
14.3.1. По форме тел качения.
14.3.2. По форме тел качения.
14.3.3. По числу рядов тел качения подшипники могут быть: однорядные и
многорядные.
14.3.4. По способности самоустанавливаться: самоустанавливающиеся и
несамоустанавливающиеся.
14.3.5.По габаритам.
14.4. Маркировка
подшипников качения :
14.4.1. Классы точности
подшипников.
14.4.2. Обозначение типа и размерных серий подшипника.
14.4.3. Дополнительная информация о подшипнике.
14.5.
Материалы элементов подшипников качения.
14.6.
Распределение нагрузки между телами качения. :
14.7.
Причины выхода из строя подшипников качения.
14.8. Основные
характеристики подшипников качения. :
14.8.1 Статическая
грузоподъёмность.
14.8.2. Динамическая грузоподъёмность С.
14.8.3. Эквивалентная динамическая нагрузка Р.
14.8.4. Связь между основными характеристиками подшипника.
14.9.
Особенность определения осевой нагрузки для
радиально-упорных подшипников.
14.10. Подбор
подшипников. :
14.10.1. Выбрать тип подшипника
по характеру и соотношению нагрузок.
14.10.2. По диаметру вала установить размеры подшипника выбранного типа
и выписать для него габаритные размеры и параметры С0 и С .
14.10.3. Найти соотношение Fx/ С0 и по этому соотношению найти в
каталоге е.
14.10.4. Опеределить Fx/VR и сравнить с е.
14.10.5. В зависимости от выполнения неравенства Fx/VR<=e
определить эквивалентную нагрузку с учётом осевой силы или без неё.
14.10.6. Определить потребную динамическую грузоподъёмность.
14.10.7. Сравнить полученные значения динамической грузоподъёмности,
должно быть Cтр ≤ С.
14.11.Пример
П21. :
14.11.1. Проверить
работоспособность подшипника 305 по ГОСТ 8335-75,
ориентировочно выбранного для ведущего вала примера №19 при составлении
компоновки.
14.11.2. Наиболее нагружена первая опора.
14.11.3. Параметр осевого нагружения е.
14.11.5. Значение X и Y для выбранного подшипника в реальном нагружении.
14.11.6.Эквивалентная нагрузка.
14.11.7.Количество миллионов оборотов вала за срок службы привода.
14.11.8.Потребная динамическая грузоподъёмность.
Контрольные
вопросы.
15.
Подшипники скольжения.
15.1.
Назначение, основные элементы и разновидности подшипников. 15.2.
Режимы трения в подшипниках скольжения. 15.3.
Области применения подшипников скольжения. 15.4.
Причины выхода из строя подшипников скольжения. 15.5.
Материалы вкладышей.
15.6. Условный расчёт
подшипников скольжения для режима
полужидкостного трения. :
15.6.1. Общие положения. 15.6.2.
Расчёт по удельным давлениям. 15.6.3.
Оценка удельной работы сил трения.
15.7. Подшипники
жидкостного трения.:
15.7.1. Общие сведения и
условия появления жидкостного трения.
15.7.2. Расчёт подшипников жидкостного трения (гидродинамических
подшипников).
15.7.2.1. Задаться отношением L/d.
15.7.2.2. Выбрать относительный зазор ψ.
15.7.2.3. Выбрать сорт масла и его среднюю рабочую температуру.
15.7.2.4. Определить коэффициент нагруженности подшипника.
15.7.2.5. Определить относительный эксцентриситет.
15.7.2.6. Определить минимальную толщину масляного слоя.
15.7.2.7. Определить критическое значение толщины масляного слоя.
15.7.2.8. Коэффициент запаса надёжности подшипника.
15.7.2.9. Проверка температурного режима подшипников.
Контрольные
вопросы
16.
Муфты.
16.1. Назначение и расчетный момент. 16.2.
Классификация муфт.