РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по курсу «Детали машин и основы конструирования»
(группа С10)
1. Функциональные элементы машин и механизмов
1.1. Передачи
Структурный, кинематический и силовой анализ механизмов приводов. Последовательное и параллельное соединение механизмов. Передаточные отношения механизмов и привода. Определение частот вращения моментов и мощностей на валах. КПД механизмов и привода.
Зубчатые передачи. Классификация. Основные геометрические параметры цилиндрических зубчатых колес. Числа зубьев, передаточное число, модуль, делительная и начальная окружность, угол наклона зуба b.
Силы в зацеплении цилиндрических зубчатых передач. Виды деформации и повреждений зубьев. Статическое и усталостное разрушение зубьев. Критерии работоспособности.
Допускаемые напряжения.
Методика проверочного и проектировочного расчета зубчатых цилиндрических передач. Открытые и закрытые передачи.
Конические передачи. Классификация, геометрические параметры и силы в зацеплении.
Особенности проверочного и проектировочного расчета. Область применения.
Червячные передачи. Принцип действия, преимущества и недостатки, геометрические параметры, передаточное число, КПД, силы в зацеплении, скорость скольжения, условие самоторможения.
Материалы деталей: червяка, венца и центра колеса. Антифрикционная пара материалов, допускаемые напряжения.
Виды деформаций и разрушений зубьев червячного колеса, критерий работоспособности и расчета червячных передач. Алгоритм проектирования червячных передач. Смазка.
Планетарные передачи. Преимущества и недостатки, область применения. Передаточное число, КПД. Три условия: условие соосности, зацепления и сборки.
Два метода подхода к проектированию планетарных передач.
Силы в зацеплении планетарных передач. Устройства для выравнивания нагрузки по потокам.
Передача винт-гайка скольжения. Принцип действия, достоинства и недостатки, передаточное отношение, КПД, условие самоторможения, силы взаимодействия в винтовой паре.
Материалы винта и гайки. Антифрикционная пара материалов. Геометрические параметры резьб, применяемых в передачах винт-гайка. Причины выхода из строя, критерии работоспособности и расчета передач винт-гайка. Смазка.
Алгоритм проектирования передачи винт-гайка.
Фрикционные передачи. Принцип действия и классификация. Сравнительные характеристики цилиндрических зубчатых и фрикционных передач.
Ременные передачи. Принцип действия, классификация, кинематические и силовые параметры ременных передач. Критерии работоспособности и порядок проектирования клиноременной передачи. Достоинства и недостатки, область применения ременных передач.
Цепные передачи. Принцип действия, классификация, достоинства и недостатки, область применения. Критерии работоспособности и алгоритм проектирования роликовой цепной передачи.
1.2. Валы, опоры валов
Назначение валов и осей. Гладкие и ступенчатые валы. Определение геометрических параметров валов. Виды деформации и разрушений, критерии расчета валов. Упрощенный и уточненный расчет валов.
Опоры валов. Основные функциональные элементы и узлы. Фиксирующая, полуфиксирующая и плавающая опоры. Схемы закрепления валов в опорах.
Опоры качения. Классификация подшипников качения. Достоинства и недостатки. Методика подбора и расчета подшипников качения. Статическая и динамическая грузоподъемность. Виды разрушений и причины выхода из строя. Методика подбора подшипников по номинальной долговечности. Область применения подшипников качения.
Опоры скольжения. Назначение, материалы вкладышей. Выбор смазки. Жидкостное и полужидкостное трение.
Расчет подшипника в режиме полужидкостного трения.
Расчет подшипника в режиме жидкостного трения.
Достоинства и недостатки подшипников скольжения, область применения.
1.3. Допуски и посадки
ЕСДП. Основные понятия и обозначения.
Гладкие цилиндрические и плоские соединения.
Номинальные и действительные размеры, отклонения, допуски. Обозначения отклонений и допусков на чертежах.
Посадки. Типы посадок. Система отверстия и система вала. Обозначения посадок на чертежах. Предпочтительные поля допусков и рекомендуемые посадки.
Посадки колец подшипников качения.
Посадки в подшипниках скольжения.
1.4. Соединения и муфты
Назначение и классификация соединений.
Резьбовые соединения. Классификация резьб. Геометрические параметры резьб. Основные типы крепежных резьбовых изделий. Силовой анализ в винтовой паре. Моменты завинчивания и отвинчивания.
Расчет прочности резьб. Расчет болтового стыка для случая: нагрузка перпендикулярна плоскости стыка (болт с затяжкой и без затяжки); нагрузка в плоскости стыка (болт установлен с зазором и по посадке).
Прочноплотные фланцевые соединения.
Соединения сваркой, пайкой, клеевые, свойства, область применения. Прочностные расчеты
Виды соединений для передачи крутящего момента.
Шпоночные, шлицевые и штифтовые соединения. Их параметры, методы проектирования и расчета
Соединения с гарантированным натягом для передачи крутящих моментов и осевых сил.
Муфты. Назначение и классификация муфт. Виды неправильностей при взаимной установке валов. Конструкция, методы подбора, проверочные и проектировочные расчеты муфт.
Глухие муфты (втулочная, фланцевая поперечно-свертная и продольно-свертная). Достоинства, недостатки, область применения.
Компенсирующие муфты. Механически компенсирующие муфты (с плавающим вкладышем, крестово-кулисная, зубчатая, шарнир Гука, карданная).
Упругокомпенсирующие муфты. Упругие элементы. Муфта упругая втулочно-пальцевая. Область применения, методика выбора и проверочного расчета.
Сцепные муфты: кулачковая, зубчатая, фрикционная. Конструкция, принцип работы, методы подбора и расчета.
Предохранительные муфты (кулачковая, фрикционная и с разрушающимся элементом). Конструкция, методы подбора и расчета, область применения.
Корпусные детали механизмов. Материалы, технология изготовления и особенности конструирования.
2. Структура и методы проектирования
Системное проектирование и его основные принципы.
Основные этапы процесса проектирования.
Рациональное конструирование. Основные показатели качества.
Масса и металлоемкость конструкций. Значение этих показателей для машиностроения. Методы снижения массы и металлоемкости.
Жесткость конструкций. Влияние жесткости на работоспособность, технологичность, долговечность машин. Эффективные способы увеличения жесткости.
Технологичность, ремонтопригодность, дизайн, экологичность. Унификация конструктивных элементов и деталей.
3. Примерные задачи
Задачи составлены по темам и разделам курса, которые были проработаны на лабораторных и практических занятиях и самостоятельно в типовом расчете.
Задачи составлены по следующим листам из атласов: Д18,Д19, Д25, Д26, Д28, Д31,Д36, Д53, Д54, Д55, Д72, С76, С84, С93.
4. Литература
1. Иванов машин. М.: Высш. шк. 19с.
2. Орлов конструирования. В 2-х кн. М.: Машиностроение, 1988.
3. , Леликов узлов и деталей машин. М.: Высш. шк. 19с.
Зав. каф. ОКМ
Лектор
