- •Рецензент:
- •Содержание
- •Предисловие
- •1 Основы теории механизмов
- •1.1 Структурный анализ механизмов
- •1.1.1 Кинематические пары
- •1.1.2 Кинематические цепи и механизмы
- •1.1.3 Число степеней свободы (подвижность) механизмов
- •1.1.4 Образование плоских механизмов
- •1.1.5 Анализ механизмов
- •1.1.6 Замена высших пар низшими
- •1.1.7 Геометрические характеристики механизмов
- •1.2 Кинематический анализ механизмов
- •1.2.1 Графический метод
- •Масштабный коэффициент времени:
- •Диаграммы ускорения
- •Масштабный коэффициент диаграммы ускорения:
- •1.2.2 Графоаналитический метод
- •Теорема 3 (Кориолиса). Абсолютное ускорение аа в сложном движении равно геометрической сумме переносного ае, относительного аr и кориолисова аk ускорений:
- •1.3 Динамический анализ механизмов
- •1.3.1 Приведение масс и сил. Звено приведения
- •1.3.2 Уравнение движения и режимы работы механизмов
- •1.4 Манипуляторы и промышленные роботы
- •1.4.1 Виды манипуляторов и промышленных роботов
- •1.4.2 Структура и геометрия манипуляторов
- •1.4.3 Синтез системы управления механизмами машины-автомата
- •1.4.3.1 Тактограмма движения
- •1.4.3.2 Таблица включений
- •1.4.3.3 Составление формул включения и их упрощение
- •1.4.3.4 Построение системы управления на пневматических элементах
- •1.4.3.5 Построение системы управления на электрических элементах
- •2 Основы сопротивления материалов
- •2.1 Внутренние силовые факторы. Понятие о напряжениях
- •2.1.1 Внутренние силовые факторы
- •2.1.2 Напряжения
- •2.1.3 Основные гипотезы и допущения см
- •2.2 Геометрические характеристики плоских сечений
- •2.2.1 Основные понятия и определения
- •2.2.2 Формулы для расчета моментов инерции
- •2.2.3 Моменты сопротивления
- •2.2.4 Моменты инерции и моменты сопротивления сечения простых фигур
- •2.3 Механические свойства материалов
- •2.3.1 Испытание на растяжение
- •2.3.2 Испытание на сжатие
- •2.3.3 Определение допускаемых напряжений
- •2.4 Растяжение и сжатие, смятие и сдвиг
- •2.4.1 Растяжение (сжатие)
- •2.4.2 Смятие
- •2 Б) .4.3 Сдвиг
- •2.5 Кручение и изгиб
- •2.5.1 Напряжения при кручении
- •2.5.2 Деформации при кручении
- •2.5.3 Напряжения при изгибе
- •2.5.4 Деформации и перемещения при изгибе
- •2.6 Основы теории напряженного состояния
- •2.6.1 Линейное (одноосное) напряженное состояние
- •2.6.2 Плоское (двухосное) напряженное состояние
- •2.6.3 Объемное (трехосное) напряженное состояние
- •2.7 Прочность при переменных напряжениях
- •2.7.1 Режимы нагружения деталей и конструкций
- •2.7.2 Усталость материалов
- •2.7.3 Расчет на сопротивление усталости
- •2.8 Расчет статически определимых и статически неопределимых систем
- •2.8.1 Расчет статически определимых систем
- •При проектном расчете на прочность
- •2.8.2 Расчет статически неопределимых систем
- •2.8.3 Температурные напряжения в статически неопределимых системах
- •Сила, возникающая в стержне от нагрева
- •2.8.4 Монтажные напряжения в статически неопределимых системах
- •2.8.5 Учет собственной массы при растяжении (сжатии)
- •2.9 Устойчивость сжатых стержней
- •2.9.1 Формула Эйлера для определения критической силы сжатого стержня
- •Определение критических напряжений
- •Пределы применимости формулы Эйлера
- •Практические расчеты на устойчивость
- •Допускаемое напряжение на устойчивость
- •Рациональные формы сечения при расчете на устойчивость
- •Расчет гибких нитей
- •2.10.1 Влияние изменения температуры и нагрузки на напряжение и стрелу провисания нити
- •Понятие о критическом пролете
- •3. Основы проектирования деталей и механизмов машин
- •3.1 Особенности проектирования изделий
- •3.1.1 Общие вопросы проектирования
- •3.1.2 Элементы методики проектирования
- •3.2 Нагрузки и критерии расчета деталей машин
- •3.2.1 Виды нагрузок, действующих на детали машин
- •3.2.2 Причины выхода из строя деталей машин
- •3.2.3 Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин
- •3.3 Выбор материалов для изготовления дм
- •3.3.1 Стали
- •3.3.2 Чугуны
- •3.3.3 Сплавы цветных металлов
- •3.3.4 Полимерные материалы
- •3.3.5 Пути экономии материалов
- •3.4 Основы взаимозаменяемости
- •3.4.1 Обозначение допусков и посадок
- •3.4.2 Посадки основных деталей
- •3.4.3 Отклонения и допуски формы расположения поверхностей
- •3.4.4 Шероховатость поверхности
- •3.5 Механические передачи
- •3.5.1 Назначение и классификация передач
- •3.5.2 Основные характеристики передач
- •3.5.3 Зубчатые передачи
- •3.5.4 Условия работы, повреждения и критерии расчета
- •3.5.5 Материалы и обработка зубчатых колес
- •3.5.6 Определение допускаемых напряжений
- •3.6 Цилиндрические зубчатые передачи
- •3.6.1 Основной закон зацепления (теорема Виллиса)
- •3.6.2 Основные параметры эвольвентных зубчатых колес
- •3.6.3 Способы изготовления зубчатых колес
- •3.6.4 Кинематический анализ механизмов передач
- •3.6.4.1 Аналитический метод
- •3.6.4.2 Графоаналитический метод
- •3.6.5 Силы, действующие в зацеплении
- •3.6.6 Расчет цилиндрических передач на выносливость по контактным напряжениям
- •3.6.7 Расчет цилиндрических передач на выносливость по напряжениям изгиба
- •3.7 Конические зубчатые передачи
- •3.7.1 Геометрия конических зубчатых колес
- •3.7.2 Силы, действующие в зацеплении
- •3.7.3 Особенности расчета конических передач на выносливость по контактным напряжениям
- •3.7.4 Особенности расчета конических передач на выносливость по напряжениям изгиба
- •3.8 Червячные передачи
- •3.8.1 Классификация червячных передач
- •Основные параметры червячного зацепления
- •3.8.3 Материалы червячной пары
- •3.8.4 Силы, действующие в зацеплении
- •3.8.5 Расчет червячных передач на выносливость по контактным напряжениям
- •3.8.6 Расчет зубьев червячного колеса на выносливость по напряжениям изгиба
- •3.8.7 Тепловой расчет редукторов
- •3.8.8 Расчет червяка на жесткость
- •3.9 Ременные передачи
- •3.9.1 Применение, достоинства и недостатки
- •3.9.2 Основные параметры ременной передачи
- •3.9.3 Кинематика ременных передач
- •3.9.4 Силы и напряжения в ремне
- •3.9.5 Расчет клиноременной передачи
- •3.10 Цепные передачи
- •3.10.1 Назначение цепных передач
- •3.10.2 Основные параметры цепных передач
- •3.10.3 Силы, действующие в цепных передачах
- •3.10.4 Проектирование цепных передач
- •3.11 Валы и оси
- •3.11.1 Назначение
- •3.11.2 Классификация валов
- •3.11.3 Материалы и упрочняющая обработка валов
- •3.11.4 Предварительный расчет валов
- •3.11.5 Расчет валов на сопротивление усталости
- •3.12 Подшипники качения
- •3.12.1 Конструктивные особенности подшипников
- •3.12.2 Подшипниковые материалы
- •3.12.3 Распределение нагрузки между телами качения
- •3.12.4 Основные критерии работоспособности и расчета
- •3.12.5 Расчет подшипников качения на долговечность
- •3.13 Подшипники скольжения
- •3.13.1 Подшипниковые материалы
- •3.13.2 Смазочные материалы
- •3.13.3 Трение и смазка
- •3.13.4 Опоры жидкостного трения
- •3.13.5 Критерии работоспособности и расчета подшипников
- •3.14 Муфты приводов
- •3.14.1 Классификация и конструкция муфт
- •3.14.2 Характеристика муфт и методика их подбора
- •3.14.3 Муфты неуправляемые глухие и компенсирующие
- •3.14.4 Муфты управляемые и самоуправляющиеся
- •3.15 Заклепочные и сварные соединения
- •3.15.1 Заклепочные соединения
- •3.15.2 Сварные соединения
- •3.16 Резьбовые соединения
- •3.16.1 Классификация резьб
- •3.16.2 Геометрические и кинематические параметры резьбы
- •3.16.3 Конструктивные формы резьбовых соединений
- •3.16.4 Силы, возникающие в резьбе
- •3.16.5 Расчет резьбовых соединений
- •3.17 Шпоночные и шлицевые соединения, соединения штифтами
- •3.17.1 Шпоночные соединения
- •3.17.2 Зубчатые (шлицевые) соединения
- •3.17.3 Соединения штифтами
3.16.2 Геометрические и кинематические параметры резьбы
Основными геометрическими параметрами цилиндрической резьбы в соответствии с рисунком 3.68 являются:
d - наружный диаметр резьбы, определяется по внешнему контуру;
d1 - внутренний диаметр резьбы, определяется по внутреннему контуру;
d2 = (d + d1)/2 - средний диаметр резьбы, т.е. диаметр воображаемого цилиндра, на котором толщина витка равна ширине впадины;
D – наружный диаметр резьбы гайки, мм;
D1 – внутренний диаметр резьбы гайки, мм;
D2 – средний диаметр резьбы гайки, мм;
Р - шаг резьбы, т.е. расстояние между одноименными сторонами двух соседних витков в осевом направлении;
Ph - ход резьбы, т.е. расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении;
Ph = P - для однозаходной резьбы,
Ph = Pn - для многозаходных, n - число заходов,
- угол профиля резьбы; - угол подъема винтовой линии резьбы.
tg = Ph/ d2) = Pn/(d2).
Кинематической характеристикой резьбы является отношение осевого перемещения dh одного из элементов резьбовой пары относительно другого к углу поворота dh/d
Для резьбы цилиндрической: dh/d = P/2 = Pn/2 .
а) б)
Рисунок 3.68
3.16.3 Конструктивные формы резьбовых соединений
Основными резьбовыми соединениями являются соединения болтами, винтами, шпильками (рисунок 3.69):
а) Болтовые соединения - наиболее простые и дешевые. Применяются для скрепления деталей небольшой толщины в паре с гайкой.
Болты бывают общего и специального назначения.
Болты общего назначения стандартизированы и делятся на 3 группы: нормальной точности, повышенной точности, грубой точности.
Обозначение: Болт М 12- 6g х 60.58.016 (S18) ГОСТ 7796:
диаметр d=12мм, длина 60мм, c крупным шагом резьбы и полем допуска 6g, класса прочности 5.8, 016 – тип (01) и толщина покрытия (6 мкм), (S18) – размер головки под ключ (18 мм).
Рисунок 3.69
б) Соединения винтами - гайка отсутствует. Винт ввинчивается в резьбовое отверстие детали. Применяется для скрепления деталей, одна из которых имеет большую толщину. Крепежные винты изготавливают с головкой под ключ или под отвертку. Обозначение: Винт В2. М 12- 6g х 65 - 46.016 ГОСТ 1491, обозначение то же самое, что и для болта, отличия: В2 – класс точности В исполнения 2, 46 – класс прочности винта 4.6.
в) Соединения шпильками. Шпильки представляют собой стержни, имеющие резьбу на обоих концах. Применяются, когда по условиям эксплуатации требуется частая разборка соединения деталей, одна из которых имеет большую толщину. Шпильку ввинчивают в деталь при помощи гайки, навинченной поверх другой гайки или при помощи шпильковерта.
Обозначение: Шпилька М 16- 6g х 120.58 ГОСТ 22034;
d=16мм, с крупным шагом и полем допуска резьбы 6g, длиной 120 мм.
Гайки делятся на следующие виды: шестигранные, квадратные, корончатые, прорезные, гайки-барашки и круглые. Они бывают нормальной и повышенной точности. Все виды гаек стандартизированы. Обозначение: Гайка М 12 - 6Н.5 ГОСТ 15521, d=12мм, c крупным шагом резьбы и полем допуска 6Н, класса прочности 5.
Шайбы - закладываются под гайку или головку болта (винта) для увеличения опорной поверхности (плоские шайбы). Шайбы стандартизированы. Обозначение: Шайба 12 65Г ГОСТ 6402 (рисунок 3.69, г).
Сборки и разборки резьбовых соединений производятся с помощью соответствующих ключей. Размеры мест под гаечные ключи стандартизированы ГОСТ 13682.
При сборке (при затягивании гаек) болты, винты, шпильки подвергаются растяжению с силой FБ.
