Алексеева Н.А., Джамай В.В., Серпичева Е.В. Основы проектирования и конструирования узлов и деталей машин и механизмов: Учебное пособие к расчетной работе. — М.: Изд-во МАИ, 2006. - 104 е.: ил.

Алексеева Н.А., Джамай В.В., Серпичева Е.В. Основы проектирования и конструирования узлов и деталей машин и механизмов: Учебное пособие к расчетной работе. — М.: Изд-во МАИ, 2006. - 104 е.: ил.

DepositFiles:Скачать
Пароль к архиву:bamper.info

Рассмотрены вопросы проектирования и конструирования на типовом примере узла промежуточного вала механизма. Представлены необходимые справочные материалы, варианты конструкторских решений; сравнительный анализ отдельных конструкций проведем с учетом требований работоспособности и экономичности.
Для студентов экономических и других немашиностроительных специальностей технических вузов, изучающих курсы «Детали машин и механизмов» и «Основы проектирования и конструирования деталей машин».

ВВЕДЕНИЕ
В авиации и ракетостроении, как и и общем машиностроении, процесс конструирования завершается разработкой чертежгй деталей, узлов и частей летательного аппарата (ЛА). Разработка ведется с учетом функционального знамения каждого элемента конструкции, действующих нагрузок и условий эксплуатации. Уровень техники, достигнутый в настоящее время, оставляет много места для конструкторской интуиции, фантазии и творческих поисков. Экономический фактор играет первостепенную роль в конструировании. Частности конструкции не должны заслонять основной цели конструирования — увеличения экономического эффекта от применения машин и механизмов, определяемого полезной отдачей и суммой эксплуатационных расходов за весь период работы.
При создании новой конструкции инженер должен смотреть вперед, оглядываться назад и озираться по сторонам. Это значит — быть в курсе всего нового не только в своей отрасли, но и других смежных отраслях, использовать предшествующий опыг — конструктивную преемственность при проектировании.
К деталям машин и механизмов предъявляют следующие основные требования: работоспособность, технологичность. надежность, экономичность.
Работоспособностью называют состояние машин и механизмов, при котором они способны нормально выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией (техническими условиями — ТУ, стандартами и т.д.). Выход из строя может происходить по различным причинам, зависящим от условий эксплуатации. Причины отказа отдельных де-
талей. передач, соединений и т.п. называют критериями работоспособности. Важнейшими из них являются: прочность, жёсткость, износостойкость, вибростойкость, теплостойкость, коррозионная стойкость.
1. Прочность — способность детали выдерживать приложенные нагрузки без разрушения.
2. Жесткость — способность детали сопротивляться изменению формы под действием нагрузок.
3. Износостойкость — способность материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения.
4. Вибростойкость — сопротивление появлению вредных динамических нагрузок в виде вынужденных колебаний и автоколебаний (самовозбуждающихся при равенстве между энергией демпфирования и энергией возбуждения, поступающей в колебательную систему).
5. Теплостойкость — способность детали сохранять ряботоепо-собность в условиях повышенных температур.
6. Коррозионная стойкость — сопротивление металлов химическому и электрохимическому разрушению поверхностных слоев и коррозионной усталости. Коррозионная стойкость определяется сроком службы машин в коррозионной среде. Средства борьбы — специальное легирование и покрытия.
Точность — свойство машин работать в заданных пределах возможных отклонений параметров, например, размеров. Точность диктуется требованиями точности к процессу функционирования механизмов и машин.
Технологичность. Технологичными называют машины, требующие минимальных затрат средств, времени и труда в производстве, эксплуатации и ремонте.
Надежность — свойство машин выполнять в течение заданного времени (или заданной наработки) свои функции, сохраняя в заданных пределах эксплуатационные показатели. Надежность изделий обуславливается их безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.
Экономичность. При оценке экономичности учитывают затраты на проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт. Экономичность машин повышается за счет снижения матери ал оемко-
сти, энергоемкости и трудоемкости производства; за счет максимального коэффициента полезного действия в эксплуатации при высокой надежности.
В процессе конструирования на основе проектных расчетов, эксплуатационных и технологических требований сначала разрабатывают форму (конфигурацию) детали, затем уточняют размеры всех ее элементов с помощью расчетов по критериям работоспособности (проверочным расчетам на прочность, жесткость, износостойкость I! т.д.). Для поиска оптимальной формы детали (наилучшего сочетания массогабаритных, прочностных, экономических, технологических и других показателей) необходимо разработать и оценить несколько вариантов решений. Таким образом, конструирование является многовариантной творческой задачей. Безупречный во всех отношениях вариант в конструкторской практике — редкая удача. Дело не в недостатке изобретательности, а в противоречивости выдвигаемых требований (кр.итериек) R таких случаях приходится идти на компромиссное решение. Для сложных инженерных задач, многопараметрических и многокритериальных но своей сути, используются современные методы многокритериальной оптимизации, помогающие отыскать наиболее рациональное конструкторское решение (1), [9].
Одним из основных требований при конструировании деталей машин и механизмов ЛА является требование минимального веса при соблюдении необходимой прочности и жесткости. Уменьшение веса может быть достигнуто разными путями.
Один из них — выбор высокопрочных конструкционных материалов с малой плотностью и высокими значениями удельной прочности (табл. 1). Этот путь дает непосредственное уменьшение веса силовых элементов конструкции, которые испытывают наибольшие нагрузки. Однако выбора материала еще недостаточно. Важно, чтобы выбранная форма сечений силовых элементов допускала наиболее высокие разрушающие нагрузки. Общий вес «силовых» элементов на ЛА не превышает 50% веса всей конструкции. Остальную часть веса составляют «несиловые», слабонагружен-ные элементы. Способы уменьшения веса этих элементов сводятся к выбору легких материалов с наибольшими значениями удельной прочности.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.............................................................................................3
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ГЕОМЕТРИИ И КИНЕМАТИКЕ ПРЯМОЗУБЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ...........................8
2. ЗАДАНИЕ К РГР.......................................................................II
Исходные данные..................................................................13
2.1. Кинематический расчет......................................................14
2.1.1. Подбор чисел зубьев...................................................14
2.1.2. Уточнение передаточного числа................................14
2.1.3. Определение частот вращения валов.......................15
2.2. Расчет основных геометрических параметров
зубчатых колес............................................................................16
2.3. Силовой расчет....................................................................17
2.4. Выбор материалов...............................................................20
2.5. Проектировочный расчет валов механизма......................23
3. КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО
УЗЛА ВАЛА РЕДУКТОРА.............................................................24
3.1. Конструирование зубчатых колес......................................31
3.2. Конструирование валов......................................................36
3.3. Конструирование соединений валов
со ступицами зубчатых колес....................................................44
Шпоночные соединения.......................................................46
Шлицевые соединения.........................................................50
Штифтовые соединения......................................................53
Профильные соединения....................................................54
Фланцевые соединения........................................................55
3.4. Выбор подшипников и конструирование оиор валов.....57
3.5. Выбор уплотнительного устройства и конструирование фрагмента узла вала с уплотнениями.......................................61
3.6. Конструирование фрагментов корпуса.............................65
Рекомендации к PI P............................................................67
3.7. Оформление конструкторской документации..................72
Расчетно-пояснителвная записка........................................72
Сборочный чертеж................................................................74
Спецификация.......................................................................75
Рабочий чертеж деталей.......................................................75
4. ПРОВЕРОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ....................................................85
4.1. Проверочный расчет вала на прочность...........................85
Расчет на сопротивление усталости....................................85
4.2. Расчет подшипников на долговечность............................93
Смазочные материалы..........................................................95
4.3. Проверочный расчёт соединений
для передачи вращающего момента.........................................95
Расчёт шпоночных соединений...........................................95
Расчет эвольвентных шлицевых соединений.....................96
Расчет штифтового соединения...........................................97
Расчет профильного соединения.........................................97
Расчет фланцевого соединения............................................98
Заключение......................................................................................99
Библиографический список......................................................... 100

...

Похожие книги: