Модели нагружения деталей машин
Практическая работа № 12
На тему
«Расчеты и проектирование деталей общего назначения»
Цель: научиться рассчитывать и проектировать детали общего назначения.
Порядок выполнения работы
1) изучить теоретический материал;
2) записать задание;
3) определить допускаемую величину растягивающей силы, затем по справочнику определить площадь поперечного сечения;
4) определить допускаемое усилие для лобового шва;
5) определить усилие, которое должно быть воспринято фланговыми швами;
6) вычисляем суммарную длину фланговых швов;
7) определяем размеры фланговых швов из условия равнопрочности раскоса и его соединения с косынкой.
Теоретические сведения
Машины и их основные элементы
Детали машин – научная дисциплина по теории расчета и конструированию составных частей: деталей и узлов машин общемашиностроительного применения.
Детали общего назначения применяют в машиностроении в очень больших количествах, поэтому любое усовершенствование расчета и конструкций этих деталей, позволяющее уменьшить затраты материала, понизить стоимость производства, повысить долговечность, приносит большой экономический эффект.
Все машины и механизмы состоят из деталей.
Деталь – это часть машины, изготавливаемая без сборочных операций. Детали могут быть простыми (гайка, шпонка и т. п.) или сложными (коленчатый вал, корпус редуктора, станина станка и т.п.).
|
|
|
Узел – это законченная сборочная единица, состоящая из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение (подшипник, муфта, редуктор и т. п.).
Такие детали и узлы, которые встречаются почти во всех машинах, называются деталями (узлами) общего назначения и изучаются в курсе «Детали машин». Все другие детали (поршни, лопатки турбин и т.п.), встречающиеся только в одном или нескольких типах машин, относятся к деталям специального назначения и изучаются в специальных курсах.
Механизм – это система искусственно соединенных элементарных тел для передачи заданных движений.
Механизм, предназначенный для преобразования одного вида энергии в другой, называется машиной.
В соответствии с современными тенденциями к большинству проектируемых машин предъявляются следующие общие требования:
− высокая производительность;
− экономичность;
− гарантированный срок службы;
− удобство и безопасность обслуживания;
− небольшие габариты и масса;
− транспортабельность;
− соответствие внешнего вида требованиям технической эстетики.
Главным требованиям к машинам является их технологичность.
Технологичной называют такую машину, которая характерна минимальными затратами при производстве и эксплуатации.
|
|
|
Технологичность машины характеризуется:
1. Применением в новой машине деталей с минимальной механической обработкой. При этом широко используются штамповка, точное литье, фасонный прокат, сварка.
2. Унификацией данной конструкции, то есть применением одинаковых деталей в различных узлах машин.
3. Максимальным применением стандартных конструктивных элементов деталей (резьб, канавок, фасок и т. п.), а так же применением стандартных квалитетов и посадок.
4. Применением в новой машине деталей и узлов, ранее освоенных в производстве.
Считая, что всякая развитая машина состоит из трех основных механизмов: двигательного, передаточного и исполнительного, можно предложить следующую общую классификацию машин.
Общая классификация деталей машин
Все детали машин можно разделить на две большие группы: общего назначения и специального назначения.
В курсе ДМ рассматриваются только вопросы расчета и конструирования деталей машин общего назначения. Вопросы, связанные с конструированием деталей специального назначения изучаются в специальных курсах.
Классифицировать детали машин можно по различным признакам. С точки зрения конструктора наиболее пригодной является классификация деталей по эксплуатационному признаку - по их назначению и характеру выполняемых функций.
|
|
|
По функциональному признаку детали машин общего назначения подразделяются на следующие группы:
1. Детали соединений и соединения.
1.1. Разъемные соединения: резьбовые, клиновые, штифтовые, шпоночные, шлицевые (зубчатые), профильные, клемовые.
1.2. Неразъемные соединения: свариваемые, клепаные, паяные, склеиваемые.
1.3. Промежуточные соединения: цилиндрические с натягом, соединения стяжными кольцами и планками.
2. Детали передач.
2.1. Управляющие передачи: двигательные передачи, передачи исполнительным механизмам.
2.2. По физическому эффекту.
2.2.1. Электрические.
2.2.2. Пневматические.
2.2.3. Гидравлические.
2.2.4. Механические.
2.2.4.1. Зацеплением: зубчатые, винт – гайка, червячные, цепные, волновые.
2.2.4.2. Трением: фрикционные, ременные.
3. Детали, обслуживающие вращательное движение.
3.1. Валы и оси.
3.2. Подшипники: качения, скольжения.
3.4. Муфты.
4. Шарнирно - рычажные механизмы: направляющие кулисы и ползуны, кривошипно-ползунный механизм, кривошипы, шатуны, коромысла, кулачки, эксцентрики, ролики.
|
|
|
5. Упругие элементы: пружины, рессоры.
6. Уравновешивающие равномерность движения: маховики, маятники, бабы, шаботы, грузы.
7. Детали, обеспечивающие смазывание и защиту от загрязнения: манжеты, уплотнения и т.д.
8. Детали и механизмы управления: рукоятки, тяги.
Модели нагружения деталей машин
Для расчета и проектирования деталей и узлов машин необходимо знать нагрузки, которые могут воздействовать на деталь в процессе её эксплуатации. При проектировании обычно оперируют расчетными схемами деталей, а все нагрузки, воздействующие на детали, рассматривают как режимы нагружений. Для более точного учета нагрузок в расчетах деталей машин используют общепринятые типичные модели нагружения.
По характеру нагружения внешние силы разделяются на поверхностные и объемные. Поверхностные силы действуют на поверхность деталей и являются результатом взаимодействия деталей, а объемные силы приложены к каждой частице детали (это силы тяжести и инерции).
Силы вызывают в деталях деформации и напряжения. По характеру изменения во времени напряжения подразделяют на статические и циклические. Статическими называют нагрузки (напряжения) медленно изменяющиеся во времени. Циклические нагрузки характеризуются параметром цикла и непрерывно изменяются с течением времени. Параметрами цикла нагружения являются амплитуда напряжений, среднее напряжение, максимальное напряжение и минимальное напряжение.
Если параметры цикла нагружения неизменны во времени, то такой режим нагружения называют постоянным (регулярным, стационарным).
Различают несколько стационарных циклов: симметричный коэффициент, асимметричный знака постоянный (пульсирующий или от нулевой).
При приближенных расчетах деталей работающих с переменными режимами учитывают обычно наибольшие напряжения. В уточненных расчетах используют графики изменения нагрузки во времени (гистограммы). Режим нагружения, в котором параметры цикла изменяются во времени называют переменными. В этом случае расчеты выполняют по эквивалентным нагрузкам, условно приравнивая разрушающее действие переменных нагрузок, постоянной эквивалентной нагрузке действующей такой же период времени.
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 453; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!