- •А.А. Ульянов детали машин и основы конструирования комплекс учебно-методических материалов
- •Часть 1
- •1. Пояснительная записка
- •2. Рабочая учебная программа дисциплины
- •3. Опорный конспект лекций введение
- •1. Общие вопросы расчета деталей машин
- •1.1. Ряды предпочтительных чисел
- •1.2. Основные критерии работоспособности деталей машин
- •1.3.1. Переменные напряжения
- •1.3.2. Пределы выносливости
- •1.3. Расчет на сопротивление усталости при переменных напряжениях
- •1.4. Коэффициенты безопасности
- •2. Резьбовые соединения
- •2.1. Основные виды крепежных изделий
- •2.2. Краткие сведения из теории резьбовой пары
- •1. Момент завинчивания и осевая сила на винте
- •2. Самоторможение в резьбе
- •3. Кпд резьбовой пары
- •4. Распределение осевой силы по виткам резьбы
- •5. Прочность резьбового участка стержня болта
- •6. Прочность витков резьбы на срез
- •7. Эксцентричное нагружение болта
- •2.3. Расчет болтовых соединений
- •2.3.1. Нагрузка на соединение
- •2.3.2. Сдвиг соединения под действием Fx, Fy, Тz
- •2.3.3. Отрыв соединения под действием Fz, Mx, My
- •2.4. Сила затяжки
- •1. Сила затяжки из условия отсутствия сдвига
- •2. Сила затяжки из условия нераскрытия стыка
- •2.5. Порядок расчета болтов для общей схемы нагружения
- •2.5.1. Расчет при статической нагрузке
- •2.5.2. Расчет при переменной нагрузке
- •3. Механические передачи
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Характеристика передач привода
- •4. Зубчатые передачи
- •4.1. Условия работоспособности зубьев
- •4.2. Материалы зубчатых передач
- •4.3. Характерные виды разрушения зубьев
- •1. Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев
- •4.4. Расчетная нагрузка
- •4.4.1. Коэффициенты расчетной нагрузки
- •4.4.2. Точность зубчатых передач
- •4.5. Цилиндрические зубчатые передачи
- •4.5.1. Силы в зацеплении
- •4.5.2. Расчет на сопротивление контактной усталости
- •4.5.3. Расчет на сопротивление изгибной усталости
- •1. Прямозубая передача
- •2. Косозубая передача
- •3. Определение модуля передачи
- •4.6. Конические зубчатые передачи
- •4.6.1. Основные параметры
- •4 .6.2. Силы в зацеплении
- •4.6.3. Расчет на сопротивление контактной усталости
- •4.6.4. Расчет на сопротивление усталости при изгибе
- •5. Червячные передачи
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Силы в зацеплении
- •5.3. Материалы червячных передач
- •5.4. Расчет на прочность
- •5.5. Тепловой расчет
- •6. Валы и оси
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Расчетная нагрузка и критерии работоспособности
- •6.3. Проектировочный расчет валов
- •6.4. Расчетная схема и порядок расчета вала
- •6.5. Расчет на статическую прочность
- •6.6. Расчет на сопротивление усталости
- •6.7. Расчет валов на жесткость и виброустойчивость
- •7. Подшипники качения
- •7.1. Классификация подшипников качения
- •7.2. Обозначение подшипников по гост 3189-89
- •7.3. Особенности радиально-упорных подшипников
- •7.4. Схемы установки подшипников на валах
- •7.5. Расчетная нагрузка на радиально-упорные подшипники
- •7.6. Причины выхода из строя и критерии расчета
- •7.7. Материалы деталей подшипников
- •7.8. Подбор подшипников по статической грузоподъемности (гост 18854-94)
- •7.9. Подбор подшипников по динамической грузоподъемности (гост 18855-94)
- •7.9.1. Исходные данные
- •7.9.2. Основание подбора
- •7.9.3. Особенности подбора подшипников
- •8. Подшипники скольжения
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Условия работы и режимы трения
- •8. Содержание опорного конспекта лекций
- •4. Описание практических занятий
- •4.1. Лабораторные работы
- •4.2. Практические занятия
- •4.2.1. Практическое занятие 1
- •4.2.2. Практическое занятие 2
- •5. Задания и варианты исходных данных к контрольной работе
- •6. Методические указания и образец выполнения контрольной работы
- •6.1. Методические указания по выполнению работы
- •6.2. Приложения к контрольной работе
- •6 .3. Образец выполнения контрольной работы
- •1 Элементы основной конструкции
- •1.1 Детали, их материалы и характеристика
- •1.2 Проверка прочности основной конструкции
- •2 Сварное соединение
- •2.1 Конструкция соединения
- •2.2 Расчет соединения
- •2.2.2 Расчет швов №1
- •2.2.3 Расчет шва №2
- •3 Шпилечное соединение
- •3.1 Конструкция соединения
- •3.2 Нагрузка на соединение
- •3.3 Усилия предварительной затяжки
- •3.4 Прочность шпильки
- •3.5 Возможность затяжки соединения
- •3.6 Проверка деталей стыка на смятие
- •3.7 Проверка упора на смятие
- •3.8 Комплект крепежных изделий
- •4. Список использованной литературы
- •7. Контроль знаний
- •7.1. Вопросы и задания для самоконтроля знаний.
- •7.1.1. Раздел 1*
- •7.1.2. Раздел 2
- •7.1.3. Раздел 3
- •7.1.4. Раздел 4
- •7.1.5. Разделы 5 и 6
- •7.2. Вопросы для самоконтроля усвоения материала лабораторных работ и сдачи зачета
- •8. Глоссарий
- •9. Список литературы
- •9.1. Основная
- •9.2. Дополнительная. Методические указания кафедры
- •Содержание
5. Задания и варианты исходных данных к контрольной работе
В 6-м семестре каждый студент обязан выполнить контрольную работу по проектированию наиболее распространенных сварных и резьбовых соединений.
Контрольная работа состоит из 10 технических заданий (в дальнейшем ТЗ) по 10 вариантов исходных данных.
Обязательным для выполнения является то ТЗ, номер которого соот-ветствует ПОСЛЕДНЕЙ ЦИФРЕ шифра студента, и тот вариант исходных данных этого ТЗ, который соответствует ПРЕДПОСЛЕДНЕЙ ЦИФРЕ шифра студента.
Например, студент, имеющий шифр зачетной книжки 15020463, должен выполнить 6-й вариант ТЗ № 3. Если последняя цифра шифра ноль, то выполняется ТЗ №10. Если предпоследняя цифра ноль – вариант 10.
Исходные данные технического задания (ТЗ) приведены в табл. 5.1 и 5.2:
– в табл. 5.1 – номер ТЗ, наименование, схема конструкции и обоз-
начение элементов на схеме;
– в табл. 5.2 – варианты исходных данных к каждому номеру ТЗ.
В таблицах обозначено :
F – сила, действующая на конструкцию; L, a, b, c, h – длина, ширина, высота элементов конструкции; s, t, – толщина деталей; D, d – диаметры; k – катет сварного шва; – угол действия силы; z – число болтов (шпилек, винтов) в соединении.
Недостающими для расчета и конструирования данными следует задаваться самостоятельно.
69
2
2
2
2
1
4
1
4
Количеством шпилек следует
задаться самостоятельно
70
2
2
3
6
Принять диаметр стержня
болта d0 ≈ 2δ с
округлением его по ГОСТ
на болты;
71
Продолжение табл. 5.1
3
2
2
5
5
4
D
72
1
6. Методические указания и образец выполнения контрольной работы
6.1. Методические указания по выполнению работы
Содержание контрольной работы (что надо выполнить) представлено на с. 78 в приложении В данного раздела.
Работа включает в себя расчетную часть в виде пояснительной записки и чертеж формата А3 в масштабе, который складывается и вшивается в конце записки.
Подробные указания по расчету соединений и примеры расчетов приведены в [13], [14].Там же даны развернутые списки рекомендуемой литературы.
Указания к оформлению работы
1. Решение контрольной работы представляется в виде пояснительной записки, выполненной на одной стороне листа формата А4 (210 297 мм ) белой нелинованной бумаги черными чернилами (тушью, пастой ). Другая сторона листа используется при необходимости на ответы и исправления по замечаниям рецензента. Ответы следует писать напротив замечаний.
2. Высота букв и цифр текста не менее 2,5 мм. Текст должен быть кратким, четким и не допускать различных толкований.
3
73
Т
аблица
5.2. Варианты исходных данных ТЗ к
контрольной работе
№ ТЗ |
Параметры |
В а р и а н т ы и с х о д н ы х д а н н ы х |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
01 02 |
F, кН , град L, м |
5…15 15 1,0 |
12 20 0,8 |
10…25 25 1,2 |
20 30 0,9 |
16 35 0,6 |
8…20 40 0,75 |
40 45 1,1 |
6…16 0 0,7 |
25 50 0,8 |
2…18 30 1,0 |
03
|
F, кН L, м , мм |
5 0,8 10 |
7 0,6 12 |
4…16 0,7 20 |
8 0,65 12 |
1…10 0,6 15 |
12 0,55 15 |
15 0,5 18 |
20 0,45 20 |
3…9 0,75 15 |
6 0,7 10 |
04
|
F, кН L, м , мм № и z болтов в одном ряду |
6 1,2
6 18 2 |
2…5 1,0
6 18 2 |
8 0,9
8 18 2 |
3…7 0,8
8 18 2 |
10 0,75
9 20 3 |
4…10 0,8
9 20 3 |
12 0,65
10 22 3 |
5…20 0,6
12 24 4 |
16 0,55
10 22 4 |
18 0,5
12 24 4 |
05
|
F1,кН F2, кН 1, град 2, град L, м |
10…30 25 45 5 1,8 |
25 10…40 50 10 2,0 |
20…45 30 60 30 1,6 |
35 20…50 30 0 1,5 |
40 25…60 40 15 1,7 |
30…50 40 45 10 1,9 |
45 18…60 50 15 1,6 |
16…30 50 55 20 1,8 |
50 16…45 60 25 2,2 |
40…60 70 45 0 2,0 |
06 |
F, кН L, м D, мм , мм |
20 1,4 320 7 |
25 1,6 360 7 |
28 1,8 360 7 |
32 2,0 400 8 |
36 2,1 400 8 |
40 2,2 450 8 |
45 2,3 450 9 |
50 2,5 500 9 |
32 1,8 360 8 |
28 1,6 400 7 |
07; 08; 09; 10 |
F, Fr, кН Fа, кН , град d, мм |
12,5 14 5 40 |
14 20 10 45 |
16 25 15 50 |
18 16 18 63 |
20 12,5 20 56 |
8 25 25 32 |
10 18 30 36 |
28 14 35 71 |
32 15 40 80 |
25 20 45 63 |
Примечание к табл.2. Если сила F дана в интервале значений, например, F = 5...15 кН, то это значит, что задана переменная нагрузка, изменяющаяся от Fmin = 5 кН до Fmax = 15 кН.
4. Сокращения слов в тексте и подписях под рисунками не допускаются, кроме установленных правилами грамматики или соответствующими стандартами.
5. Зачеркивания, исправления в тексте не допускаются . Ошибочные места следует заклеивать бумагой с правильным текстом или закрашивать белой краской типа “Штрих”.
6. При необходимости текст записки делят на разделы, подразделы, пункты, подпункты, нумеруемые арабскими цифрами. Разделы и подразделы должны иметь заголовки (краткие, без глаголов и точек в конце).
Пункты и подпункты, как правило, заголовков не имеют (только номера).
7. В пояснительной записке следует применять стандартизованные единицы физических величин и их обозначения:
– нагрузка : мощность Р – кВт; моменты Т, М – Нм; сила F – Н; давление р, q – МПа ( Н / мм2 ); удельная линейная нагрузка w – Н / мм;
– длина а , b, l, h, s, t и т.д. – мм; площадь А – мм2;
– моменты сопротивления W – мм3 ; моменты инерции I – мм4 ;
– напряжения: нормальные , касательные – МПа ( Н / мм2 );
– частота вращения n – мин-1; линейная v – м/с, угловая – с-1скорости ;
– время t – с (секунды), мин, Lh – ч (часы).
8. Если нет специальных требований (например, размерной цепи), то результаты вычислений по формулам записываются с точностью трех-четырех первых значащих цифр.
Если результат получен из силового или прочностного расчетов, то округление до нормализованного (стандартного) значения производят в ближайшую большую сторону (в запас прочности).
Если результат получен из кинематического или точностного расчетов, то округление производят в любую ближайшую сторону (для уменьшения погрешности).
9. Более подробно с правилами оформления содержания, расчетов, иллюстраций, таблиц, приложений, примечаний, нумерации объектов текста, списка использованных источников и ссылки на них следует ознакомиться по [ ], [ ].
10. Пояснительная записка сшивается в обложку из плотной бумаги. На обложку наклеивается (или рисуется) форменный бланк (90 х 140 мм) – приложение А.
После обложки помещают:
– титульный лист (его пример дан в приложении Б);
–
75
(пример "Содержания" для данной работы приведен в приложении В);
– техническое задание (пример показан.в приложении Г );
– текстовая часть. Выполняется рукописно. Главными в техниче-
ских документах являются рисунки конструкций, расчетные схемы, эпюры сил и напряжений, формулы. Без них работа не может быть зачтена;
– список использованной литературы. Следует включать только
ту литературу, на которую есть ссылка в тексте записки.
– приложения : а) спецификация; б) чертеж формата А3 конструк-
ции в масштабе с основной надписью 55 х 185 мм.
11. Выполненная контрольная работа сдается на кафедру для рецен-зирования и зачета. Небрежно оформленные и без соблюдения требований стандартов работы не рассматривают и не зачитывают.
Замечания, указанные рецензентом, при исправлении ошибок и повторной сдаче работы на проверку удалять категорически запрещено.
