ВВЕДЕНИЕ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

Профессионального образования

«УФИМСКий ГОСУДАРСТВЕННый НЕФТЯНОй ТЕХНИЧЕСКий УНИВЕРСИТЕТ»

Филиал в г. Октябрьском

Кафедра механики и

технологии машиностроения

Арсланов И.Г., Бадриев А.А.

ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

Конспект лекции

Уфа 2008

УДК 621.81.001

Арсланов И.Г. Бадриев А.А. Детали машин и основы конструирования: Конспект лекции – Уфа : УГНТУ, 2007. – 104с.

Конспект лекции разработан в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов 657300 – Оборудование и агрегаты нефтегазового производства, специальности 170200 – Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов и 090600 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, специализация 090601 Разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений.

В конспекте лекции изложены основы теории расчета и принципы конструирования деталей и узлов машин и механизмов, в том числе соединений, механических передач, валов, подшипников и т.п. Приведен список рекомендуемой литературы.

Рецензент: Ямалтдинов А. И., доц., канд. техн. наук

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ КУРСА 7

2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ МАШИН 10

Требования к машинам и критерии их качества 13

Условия нормальной работы деталей и машин 14

2.3. Общие принципы прочностных расчётов 16

КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 18

ПЕРЕДАЧИ 20

ПЕРЕДАЧИ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ 21

4.1.1. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ 21

4.1.2. ПЛАНЕТАРНЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ 28

4.1.3. ВОЛНОВЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ 29

4.1.4. ЗАЦЕПЛЕНИЯ НОВИКОВА 31

4.1.5. КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ 33

4.1.6. ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ 34

ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) 39

ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ 39

РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ 41

ВАЛЫ И ОСИ 50

ОПОРЫ ВАЛОВ И ОСЕЙ – ПОДШИПНИКИ 55

6.1. ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ 56

6.2. ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ 59

МУФТЫ 75

7.1. ЖЁСТКИЕ МУФТЫ 78

7.2. КОМПЕНСИРУЮЩИЕ МУФТЫ 78

7.3. ПОДВИЖНЫЕ МУФТЫ 79

7.4. УПРУГИЕ МУФТЫ 80

7.5. ФРИКЦИОННЫЕ МУФТЫ 82

8. СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 83

8.1. НЕРАЗЪЁМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 84

8.1.1. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 84

8.1.2. ЗАКЛЁПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 88

8.2. РАЗЪЁМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 90

8.2.1. РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 90

8.2.2. ШТИФТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 99

8.2.3. ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 100

8.2.4. ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 102

9. УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В МАШИНАХ 104

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 109

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 110

ВВЕДЕНИЕ

Современное общество отличается от первобытного использованием машин.

Применение предметов, усиливающих возможности рук (палки, камни), и особенно освоение дополнительных источников энергии (костёр, лошадь) не только позволило человечеству выжить, но и обеспечило в дальнейшем победу над превосходящими силами природы.

Жизнь людей, даже самых отсталых племён, теперь немыслима без различных механических устройств и приспособлений (греч. "механа" – хитрость).

И хотя различные механические хитрости использовались уже в древнем Египте при строительстве пирамид, всерьёз говорить о применении машин можно лишь с эпохи промышленной революции XVIII века, когда изобретение паровой машины дало гигантский технологический рывок и сформировало современный мир в его нынешнем виде. Здесь важен энергетический аспект проблемы.

С тех же пор наметились основные закономерности устройства и функционирования механизмов и машин, сложились наиболее рациональные и удобные формы их составных частей - деталей. В процессе механизации производства и транспорта, по мере увеличения нагрузок и сложности конструкций, возросла потребность не только в интуитивном, но и в научном подходе к созданию и эксплуатации машин.

Развитие промышленности и, особенно, самой передовой техники того времени – железнодорожного транспорта, потребовало большого количества инженеров-механиков. Поэтому в ведущих университетах Запада уже с 30-х годов XIX века, а в Санкт-Петербургском университете с 1892 года читается самостоятельный курс "Детали Машин". Без этого курса [9,16,18,22,23,32] теперь невозможна подготовка инженера-механика любой специальности.

Исторически сложившиеся в мире системы подготовки инженеров при всех национальных и отраслевых различиях имеют единую четырёхступенчатую структуру:

1.На младших курсах изучаются ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ НАУКИ, которые представляют собой системы знаний о наиболее общих законах и принципах нашего мира. Это - Физика, Химия, Математика, Информатика, Теоретическая механика, Философия, Политология, Психология, Экономика, История и т.п.

2.Далее изучаются ПРИКЛАДНЫЕ НАУКИ, которые изучают действие фундаментальных законов природы в частных областях жизни, таковыми являются Техническая термодинамика, Теория прочности, Материаловедение, Сопротивление материалов, Теория механизмов и машин, Прикладная механика, Вычислительная техника и т.п.

3.На старших курсах (3-й и выше) студенты приступают к изучению ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН, таких как НАШ КУРС, а также "Основы стандартизации", "Технология обработки материалов" и т.п.; отраслевые различия здесь ещё сравнительно невелики.

4.Обучение завершается освоением СПЕЦИАЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИН, таких как, например, в нашей отрасли "Конструкция вагонов", "Динамика подвижного состава", "Технология ремонта локомотивов", "Строительные и дорожные машины" и т. п., которые и составляют квалификацию инженера-железнодорожника соответствующей специальности.

При этом подлинно высококвалифицированным специалистом, способным решать конкретные инженерно-технические проблемы становится лишь тот, кто усвоит взаимосвязь и преемственность между фундаментальными, прикладными, общетехническими и специальными знаниями.

Курс "Детали машин и основы конструирования" непосредственно опирается на курсы "Сопротивление материалов" и "Теория механизмов и машин", которыми, мы надеемся, студенты овладели в совершенстве. Кроме того, для успешного выполнения расчётно-графических работ и курсового проекта необходимы хорошие знания правил и приёмов курса "Инженерная графика".