Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
введение
Детали, из которых составлены машины, можно разделить на две группы:
а) детали, которые по своей форме, характеру движения и работе присущи лишь данной группе машин и составляют отличительную особенность этой группы;
б) детали, встречающиеся не только в машинах дайной группы, бо и в машинах другою назначения.
К группе «б» относятся, например, такие распространенные детали, как болт и гайка. Едва ли можно встретить машину, в которой не нашли бы применения эти детали. К данной группе надо отнести и такие детали, как оси, зубчатые колеса, шкивы и т. д.
Курс «Детали машин» имеет в виду изучение устройства, условий работы и определение основных размеров частей машин, наиболее часто встречающихся в машинах разного назначения; изучение деталей группы «а» относится к специальным курсам.
Основная цель, которая преследуется изучением курса «Детали машин», — ознакомить учащихся с принципами "расчета и конструирования деталей машин и несложных узлов. Конструирование заключается в выполнении проекта детали или узла машины с указанием материала, размеров, точности и чистоты обработки отдельных частей.
Борьба за экономию металла, за уменьшение веса машин, за увеличение их надежности, экономичности и долговечности является при этом важнейшей задачей советских конструкторов.
Спроектированная деталь должна иметь достаточную прочность при минимальном весе, необходимую жесткость, достаточную износостойкость и по возможности простую форму, должна быть удобной и безопасной в эксплуатации и находиться в соответствии с государственными стандартами (ГОСТ).
При проектировании каждого из узлов машины необходимо предусмотреть возможность замены вышедших из строя деталей с минимальной затратой времени. В первую очередь это, конечно, относится к быстро изнашиваемым деталям. Сборка и разборка узла должна быть по возможности простой.
Достижение достаточной прочности требует точного знания не только величины действующих на деталь нагрузок, но и характера их действия. Применение расчетных формул сопротивления материалов осложняется тем, что в ряде случаев не вполне точно известны действующие на деталь нагрузки; форма детали и способы ее опорных закреплений отличны от рассматриваемых в сопротивлении материалов простейших' форм (брус), типов опор (шарнирная опора, жесткая заделка).
Задача конструктора состоит в том, чтобы выбрать такую упрощенную схему, которая была бы доступна расчету и в то же время наиболее близко соответствовала бы действительным условиям работы детали.
10
введение
Анализируя эти условия работы, конструктор должен определить наиболее опасный случай действия внешних сил и принять его за основу для расчета, обеспечивая этим прочность детали в самых неблагоприятных условиях работы. При этом одним из важнейших расчетных факторов, от которого зависят и надежность расчета, и экономичность конструкции, является выбор допускаемого напряжения. Этот вопрос изложен в § 2.
Однако определения размеров детали только по условиям прочности в ряде случаев недостаточно, необходимо учесть и деформации, чтобы обеспечить расчетом достаточную жесткость детали. Пренебрежение расчетом на жесткость может привести машину к аварии. Проф. А. И. Сидоров приводит примеры таких случаев. При централизованном тросовом управлении стрелками ж.-д. путей в случае засорения (например, снегом) стрелок удлинение троса может явиться причиной неправильной сигнализации о переводе стрелки, когда она фактически не переведена, и привести к аварии. Большой угол закручивания вала, связывающего ходовые колеса мостового крана, может быть причиной схода одного из колес с рельсов и, следовательно, вызвать аварию крана и т. д.
Для уменьшения стоимости машины и продления срока ее службы необходимо обращать серьезное внимание на упрощение конструкции без ущерба для ее надежности, сохранение при этом технически целесообразной формы, а также на выбор наиболее пригодного материала для деталей с учетом современных методов обработки. Так, применение сварки позволяет в ряде случаев заменить массивные литые чугунные детали более легкими стальными сварными, а применение цементации и других способов термической и термохимической обработки металлов дает возможность увеличить поверхностную твердость деталей и тем обеспечить износостойкость трущихся частей машины и удлинение срока их службы.
Как известно, по соображениям экономического порядка каждый завод специализируется на выпуске какого-либо определенного рода машин. Изготовление на одном заводе разнообразных машин требует применения большого количества чертежей, моделей, приспособлений, инструментов, станков и пр., что увеличивает стоимость выпускаемой продукции; более того, изделия даже одного рода не строятся произвольных размеров, а для них устанавливаются нормализованные размеры. Нормализацией отдельных частей машин достигается возможность быстрой замены изношенных частей, что создает благоприятные условия для эксплуатации. Нормализация ряда наиболее часто применяемых деталей, например болтов, шпонок, заклепок и т. п., а также размеров элементов конструкций — диаметров валов, резьб и т. д., проведена в общесоюзном масштабе: на эти детали разработаны государственные общесоюзные стандарты (ГОСТ). Этими стандартами должен руководствоваться конструктор в своей практической работе. Таковы основные задачи и требования, которые ставятся при проектировании деталей машин.
