ДМ - Конспект лекций для бакалавров (Андриенко ЛА) (Детмаш лекции бакалавры)

Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************ПРЕДИСЛОВИЕКонспект лекций по курсу «Детали машин» написан для бакалавровинженерных специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана.В конспекте лекций изложены теоретические основы и инженерныеметоды расчета и конструирования узлов и деталей машин, применяемых вобщем машиностроении.Цель дисциплины – изучение и практическое освоение методов проектирования технических систем.Задача дисциплины – изучение элементной базы машиностроения (деталей машин), типовых методов проектирования механических систем, основвзаимозаменяемости, метрологии и стандартизации, принципов, структуры иметодов системного проектирования. Приобретение навыков практическогопроектирования и конструирования.ВВЕДЕНИЕПроцесс разработки машин имеет сложную, разветвлённую неоднозначную структуру и обычно называется широким термином ПРОЕКТИРОВАНИЕ – создание прообраза объекта, представляющего в общих чертах егоосновные параметры.

Под КОНСТРУИРОВАНИЕМ обычно понимают завершающую стадию – создание рабочей документации, по которой можно безучастия разработчика изготавливать, эксплуатировать, контролировать и ремонтировать изделие.Машины, как и другие изделия, изготавливаются только по проекту,который, в любом случае, является совокупностью графических и текстовыхдокументов. Правила и порядок разработки, оформления и обращения этихдокументов устанавливается комплексом стандартов – Единой системой конструкторской документации (ЕСКД).Проектирование машин выполняют в несколько стадий:1.

Разработка технического предложения.2. Разработка эскизного проекта.3. Разработка технического проекта.4. Разработка документации для изготовления изделия.5. Корректировка документации по результатам изготовления и испытанияизделия.Работа начинается с того, что заказчик и исполнитель совместно составляют (и подписывают) Техническое Задание. При этом исполнительдолжен получить максимум информации о потребностях, пожеланиях, технических и финансовых возможностях заказчика, обязательных, предпочти1Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************тельных и желательных свойствах будущего изделия, особенностях его эксплуатации, условиях ремонта, возможном рынке сбыта.Разработка Технического Предложения начинается с изучения Технического Задания.

Выясняются назначение, принцип устройства и способысоединения основных сборочных единиц и деталей. Всё это сопровождаетсяанализом научно-технической информации об аналогичных конструкциях.Выполняются кинематический расчёт, проектировочные расчёты напрочность, жёсткость, износостойкость и по критериям работоспособности.Из каталогов предварительно выбираются все стандартные изделия – подшипники, муфты и т.п. Выполняются первые эскизы, которые постепенноуточняются. Необходимо стремиться к максимальной компактности расположения и удобства монтажа-демонтажа деталей.На стадии Эскизного Проекта выполняются уточнённые и проверочные расчёты деталей, чертежи изделия в основных проекциях, прорабатывается конструкция деталей с целью их максимальной технологичности,выбираются сопряжения деталей, прорабатывается возможность сборкиразборки и регулировки узлов, выбирается система смазки и уплотнения.

Эскизный проект должен быть рассмотрен и утверждён, после чего он становится основой для Технического Проекта. При необходимости изготавливаются и испытываются макеты изделия.Технический Проект должен обязательно содержать чертёж общеговида, ведомость технического проекта (спецификации) и пояснительную записку.

Чертёж общего вида должен дать сведения о конструкции, взаимодействии основных частей, эксплуатационно-технических характеристиках ипринципах работы изделия. Ведомость Технического Проекта и Пояснительная Записка, как и все текстовые документы должны содержать исчерпывающую информацию о конструкции, изготовлении, эксплуатации и ремонтеизделия. Они оформляются в строгом соответствии с нормами и правиламиЕСКД .Таким образом, проект приобретает окончательный вид – чертежей ипояснительной записки с расчётами, называемыми рабочей документацией.Объекты изученияЛюбая машина состоит из деталей. Деталь – это такая составная частьмашины, которую изготовляют без сборочных операций.

Две или более деталей, собранных в сборочную единицу, называют узлом (подшипник качения,муфта, редуктор и т.д.).Среди большого разнообразия деталей и узлов машин выделяют такие,которые применяют почти во всех машинах (болты, валы, муфты, механические передачи и т.п.). Эти детали (узлы) называются деталями (узлами) общемашиностроительного применения и мы будем изучать в нашем курсе.2Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Другие детали (гребные винты, валки прокатных станов, лопатки турбин идр.) применяют только в одном или нескольких типах машин.

Их относят кдеталям специального назначения и изучают в соответствующих курсах.Детали машин должны удовлетворять двум основным условиям:надежности и экономичности.Под экономичностью понимают минимально необходимую стоимостьпроектирования, изготовления и эксплуатации.Надежность – свойство изделия сохранять во времени способность квыполнению требуемых функций в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И РАСЧЕТА ДЕТАЛЕЙМАШИНДетали машин выходят из строя по разным причинам, которые определяются условиями их эксплуатации. Причины отказа называются критериями работоспособности.Обязательным и важным критерием является прочность, которойдолжны отвечать все детали без исключения.

Прочность – способность деталей сопротивляться разрушению под действием приложенных к ним внешних сил (нагрузок).Различают разрушение деталей вследствие потери статической прочности и вследствие сопротивления усталости.Жесткость – способность деталей сопротивляться изменению формыпод действием сил.Износостойкость – способность материала деталей оказывать сопротивление изнашиванию.

Износостойкость актуальна в связи с тем, что 90%деталей выходят из строя в результате изнашивания.Виброустойчивость – сопротивление появлению в машинах вредныхдинамических нагрузок в виде вынужденных колебаний и автоколебаний(колебаний, вызванных ими самими, например, при трении, резании и др.).Теплостойкость – способность деталей сохранять работоспособность вмашинах, работающих с большим выделение тепла (тепловые и электрические машины, машины для горячей обработки металлов).Коррозионная стойкость – сопротивление металлов химическому илиэлектрохимическому разрушению поверхностных слоев.3Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************I.

СОЕДИНЕНИЯ1. Резьбовые соединения1.1. Достоинства и недостатки, применениеОтносятся к разъемным соединениям. Образуют две детали – с внутренней и наружной резьбой.Достоинства:1. Обеспечивают возможность многократной сборки – разборки.2. При небольшой силе на ключе создают большие силы затяжки,вследствие клинового воздействия резьбы.3. Позволяют выполнять регулирование взаимного расположения деталей, например, осевого положения деталей на валу или осевого положениясамого вала в корпусе.Недостатки:Сравнительно большие размеры фланцев для размещения гаек или головок винтов (при небольших размерах самого соединения).Применение:Для соединения нескольких деталей в одно целое (несколько секциймостов, подъемных кранов).Для соединения нескольких сборочных единиц (редуктора и фланцевого электродвигателя, колеса с полуосью автомобиля).Крепление узлов и деталей на основании (редуктора к плите, плиты кполу цеха, резца в суппорте станка).Бывают резьбы на цилиндрических поверхностях и конических.Конические резьбы обеспечивают требуемую плотность соединениябез дополнительных уплотнений – за счет радиального натяга.

Их применяютдля соединения трубной арматуры, пробок, заглушек.1.2. Материалы, классы прочности резьбовых деталей,допускаемые напряженияПо характеристикам статической прочности резьбовые детали разделяют на классы прочности.Для болтов, винтов и шпилек из углеродистых нелегированных и легированных сталей предусмотрены 12 классов прочности (от 3.6 до 12.9).Классы прочности обозначают двумя числами, разделенными точкой.Первое число х100 σв (МПа) материала резьбовой детали, второе число х10 –отношение (в %) σТ (или условного предела текучести σ0,2) к временному со4Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************противлению σв. Произведение чисел, умноженное на 10 – номинальное значение σТ (или σ0,2) в МПа.Для гаек из углеродистых и легированных сталей предусмотрены 7классов прочности, обозначаемых одним числом: 4, 5, 6, 8, 10, 11, 12.