ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ МАШИН

Курс «Детали машин» рассматривает основы расчета и конструи­рования деталей и узлов общего назначения, встречающихся в различ­ных механизмах и машинах.

Механизмом называют систему твердых тел, предназначенную для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел (редуктор, коробка передач и др.).

Машиной называют механизм или устройство, выполняющее меха­нические движения, служащие для преобразования энергии, матери­алов или информации с целью облегчения или замены физического или умственного труда человека и повышения его производительности.

В зависимости от основного назначения различают машины:

1) энергетические, преобразующие тот или иной вид энер­гии в механическую или наоборот (двигатели, генераторы, динамома-шины, компрессоры и др.);

2) рабочие, в том числе:

технологические, изменяющие свойства, форму или размеры обра­батываемого предмета (станки, прессы и др.);

транспортные, перемещающие тела (автомобили, конвейеры, кра­ны и др.);

информационные, преобразующие информацию (шифровальные машины, механические интеграторы, корреляторы и др.);

электронные вычислительные машины (ЭВМ, компьютеры), обраба­тывающие информацию в соответствии с заданным алгоритмом. В ЭВМ основные функциональные элементы построены на электронных при­борах, а механические движения служат для выполнения вспомога­тельных операций (вращение магнитного диска, протяжка бумаги, перемещение пишущего или печатающего устройства и др.). ЭВМ, строго говоря, не является машиной, название сохранилось за нею в порядке преемственности от простых счетных машин.

Все машины состоят из деталей, которые объединены в узлы (сбо­рочные единицы).

Деталью называют часть машины, изготовленную без применения сборочных операций (болт, шпонка, вал и др.).

Узлом называют сборочную единицу, состоящую из деталей, име­ющих общее функциональное назначение (подшипник качения, вал в сборе с подшипниками и зубчатыми колесами, коробка передач, муфта и др.). Узел является составной частью изделия (редуктора, привода, машины).

В машиностроении различают детали и узлы общего и специально­го назначения. Деталями и узлами общего назначения называют такие, которые встречаются во многих типах машин (болты, валы, подшип­ники, зубачатые колеса, муфты приводов и др.). Они составляют по­давляющее большинство в конструкциях, многие из них являются стандартными (крепежные изделия, приводные ремни и цепи, под­шипники качения и др.). Детали и узлы общего назначения изучают в курсе «Детали машин».

К деталям и узлам специального назначения относят такие, которые встречаются только в одном или нескольких типах машин (шпиндели станков, поршни, коленчатые валы и др.). Их изучают в специальных курсах («Металлорежущие станки», «Компрессоры» и др.).

Все детали и узлы общего назначения можно разделить на три основные группы:

1) соединительные детали и соединения, которые могут быть не­разъемными (сварные, паяные и др.) и разъемными (резьбовые, шпо­ночные и др.);

2) передачи вращательного движения (зубчатые, червячные, ремен­ные, цепные и др.);

3) детали и узлы, обслуживающие передачи (валы, подшипники, муфты и др.).

Целью курсаявляется изучение основ расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения с учетом режима работы и требуе­мого ресурса машины. При этом рассматриваются вопросы выбора материала, способа термической обработки, получения рациональной формы деталей, их технологичности и необходимой точности изготов­ления.

Детали машин зачастую имеют сложную конфигурацию, работают при разных режимах нагружения в различных производственных усло­виях, и не всегда можно получить точную формулу для их расчета. При расчетах деталей машин часто применяют различные приближенные и эмпирические формулы, в которые вводят поправочные коэффициенты, устанавливаемые опытным путем и подтверждаемые практикой конст­руирования и эксплуатации машин.