- •Кафедра "Машиноведение и детали машин" Курс лекций
- •"Детали машин и основы конструирования"
- •Санкт-Петербург
- •Введение
- •1. Основы расчетов на прочность
- •Основы расчета на прочность
- •4. Фактор поверхностного упрочнения
- •5 . Фактор анизотропии
- •Определение предельных напряжений при произвольном коэффициенте асимметрии r
- •Определение допускаемых (нормативных) коэффициентов запаса
- •Расчет на выносливость при нерегулярном (нестационарном) нагружении
- •Расчеты на выносливость при сложном напряженном состоянии
- •2. Соединения Классификация соединений
- •2.1 Резьбовые соединения (рс)
- •Виды резьбовых соединений
- •1. Прочность (при растяжении стержня болта)
- •2. Прочность (на срез и смятие витков резьбы)
- •Условие равнопрочности стержня болта на растяжение и резьбы на срез
- •3. Износостойкость (для ходовых резьб)
- •1) Расчет на срез болта:
- •2) Расчет на смятие контактных поверхностей:
- •Определение податливостей системы "болт" и системы "фланец"
- •1. Нагрузка приложена параллельно оси болтов
- •3. Прочность соединяемых деталей:
- •4. Прочность резьбовых деталей
- •2. Нагрузка приложена перпендикулярно оси болтов
- •Общие рекомендации по повышению прочности резьбовых соединений
- •2.2 Соединения "вал-ступица"
- •2.2.1 Шпоночные соединения
- •2.2.2 Шлицевые (зубчатые) соединения (ШлС)
- •Эвольвентные ШлС
- •3. Передачи
- •3.1 Зубчатые передачи (зп)
- •Виды отказов зп
- •Определение усилий, действующих в зацеплении прямозубой цилиндрической передачи
- •Расчет зп на контактную прочность
- •2. Уменьшение углов перекоса колес:
- •О влиянии твердости колес и их окружной скорости на неравномерность нагрузки
- •Расчет прямозубых передач на изгибную прочность
- •Особенности косозубых передач
- •Определение усилий, действующих в зацеплении косозубых колес
- •Валы и оси
- •Классификация валов
- •Последовательность проектирования валов
- •1) Проектный расчет вала
- •Конструктивные участки вала
- •6. Проверочные расчеты вала
- •6.1 Проверочный расчет вала по критерию прочности
- •6.2.1 По критерию статической прочности
- •7. Проверочный расчет по критерию жесткости
- •8. Проверочный расчет по критерию виброустойчивости
- •Материалы валов и осей
- •Опоры валов и осей
- •Подшипники качения
- •Классификация пк
- •Характеристики основных типов пк
- •Обозначение пк
- •Материалы пк
- •Виды отказов пк
- •Расчет пк по критерию контактной выносливости (по динамической грузоподъемности)
- •Особенность расчета радиально-упорных пк
- •Конструктивные схемы установки р-у пк
- •Расчет пк по критерию контактной прочности (по статической грузоподъемности)
- •Ременные передачи
- •Классификация рп
- •Соотношение сил в ветвях ременной передачи
- •Напряжения в ремне при работе рп
- •У пругое скольжение в рп
- •1. Коэффициент упругого скольжения
- •2. Коэффициент тяги
- •Расчет рп (с плоскими ремнями) по кривым скольжения
- •Р асчет ремня на долговечность
- •Нагрузка на валы и опоры
- •Особенность клиноременных передач
- •0,97 … 0,98 – Плоскоременные передачи;
- •0,92 … 0,97 – Клиноременные передачи;
2. Соединения Классификация соединений
Неразборные: - сварные;
- с натягом;
- клеевые;
Разборные: - резьбовые;
- шпоночные;
- шлицевые;
- штифтовые;
- клеммовые;
- клиновые;
Неразборные соединения: - фактически одноразовые. Их разборка невозможна без повреждения соединяемых деталей;
Разборные соединения: предполагают многоразовое использования без повреждения соединяемых деталей;
2.1 Резьбовые соединения (рс)
Достоинства РС:
- высокая нагрузочная способность;
- высокая технологичность (массовое производство), удобство сборки-разборки;
Недостатки РС:
- высокая концентрация напряжений;
- возможность ослабления затяжки (самоотвинчивание);
ОБРАЗОВАНИЕ РЕЗЬБЫ
Гипотенуза треугольника образует винтовую линию. Перемещая по в. линии геометрические фигуры: треугольник, квадрат, трапецию и т п, получаем резьбу соответствующего профиля
КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЗЬБ
1. По форме поверхности нарезки резьбы:
- цилиндрическая;
- коническая;
2. По форме профиля резьбы:
- треугольная (метрическая, дюймовая);
- трапециидальная (включая упорную резьбу);
- прямоугольная;
- круглая;
3.По количеству заходов (ниток резьбы):
- однозаходная;
- многозаходная;
4. По направлению резьбы: правая и левая (LН);
5.По величине шага: с крупным и мелким шагом;
6. По назначению:
- крепежные резьбы (метрическая, дюймовая): для разъемных соединений деталей;
- ходовые резьбы (трапециидальная, упорная, прямоугольная): для ходовых винтов станков, для преобразования вращательного движения в прямолинейное в прессах и домкратах);
- крепежно-уплотнительные или трубные и арматурные резьбы (трубная цилиндрическая и коническая, метрическая коническая): для трубопроводов и арматуры; основное назначение – обеспечение герметичности соединений; круглая: для работы при больших динамических воздействиях, при повышенном загрязнении, для накатки на тонкостенных деталях (цоколи электролампочек, пластмассовые флаконы и т.л.);
ВИДЫ РЕЗЬБ
1.Крепежные резьбы (имеют ГОСТы)
а) Метрическая резьба: угол профиля α = 600; Цилиндрическая или коническая.
Особенности:
наиболее прочная из всех (при срезе);
имеет наибольший коэффициент трения
(за счет большого угла профиля) и поэтому
лучше всего сопротивляется самоотвинчиванию.
Бывает с крупным и мелким шагом.
Резьбы с мелким шагом обеспечивают большую прочность деталей соединения, обеспечивают более точную регулировку, лучше сопротивляются самоотвинчиванию. Однако требуют большей точности при изготовлении, обладают меньшей износостойкостью.
Обозначение
Метрической резьбы: М24 – однозаходная с крупным шагом 3,0 мм; однозаходная М24х1,5 – с мелким шагом 1,5 мм; М24х3(Р1)LH – трехзаходная левая резьба с шагом (1 мм);
Метрической конической резьбы: МК16х1,5LH – однозаходная, левая, с шагом 1,5 мм;
б) Дюймовая резьба: угол профиля α = 550; Встречается в импортных машинах и механизмах, а также изредка в ремонтной практике. Шаг определяется числом ниток на дюйм (пинч).
2. Ходовые резьбы (имеют ГОСТы, кроме прямоугольной)
а) Прямоугольная резьба: не стандартизована (нет ГОСТа).
Особенности: обладает минимальным трением (потерями) за счет угла профиля α = 00, однако – нетехнологична (при изготовлении предполагается только токарная обработка, а не фрезерная, трудно шлифовать), при износе невозможна компенсационная регулировка.
б) Упорная резьба (по форме профиля – неравносторонняя трапеция): угол профиля α = 300, рабочий угол α* = 30.
О
собенности:
резьба односторонняя (нагрузка только
с одной стороны), обладает относительно
низким коэффициентом трения (из-за
малого угла профиля);
Обозначение упорной резьбы: S80х16 – однозаходная, с шагом 16; S80х20(Р5) LH – левая, двухзаходная, с ходом 20мм, с шагом (5мм);
в) Трапециидальная резьба (по форме профиля – равносторонняя трапеция): угол профиля α = 300, рабочий угол α* = 150.
Особенности: резьба двухсторонняя (нагрузка только с двух сторон), коэффициент трения – выше, чем у упорной резьбы (больше рабочий угол);
Обозначение трапециидальной резьбы: Tr50х8 –однозаходная, с шагом 8мм; Tr20х8(Р4) LH – левая, двухзаходная, с ходом 8мм, и шагом (4мм).
3. Крепежно-уплотнительные резьбы (имеют ГОСТы)
а
)
Трубная цилиндрическая резьба (дюймовая,
с углом профиля α = 550, беззазорная,
скругленная).
Применяется в цилиндрических резьбовых соединениях, а также в соединениях с наружной конической резьбой ("R");
Обозначение резьбы: G13/4 – c условным проходом трубы 13/4 дюйма; G13/4LH – тоже, только левая;
б) Трубная коническая резьба (дюймовая, с конусностью 1:16, с углом профиля α = 550). Применяется в конических резьбовых соединениях, а также в соединениях наружной конической резьбы с внутренней цилиндрической резьбой.
Обозначение резьбы: R – наружная трубная коническая резьба, Rс – внутренняя трубная коническая резьба, Rр – внутренняя трубная цилиндрическая резьба: R11/4 - c условным проходом трубы 11/4;
в) Коническая дюймовая резьба (дюймовая, с углом профиля α = 600).
Обозначение резьбы: К 3/4// - c условным проходом трубы 3/4//.
г) круглая резьба (с углом профиля α = 300, имеет скругления)
Обозначение резьбы: Кр 12х2,54 – с шагом 2,54 мм;
