V семестр

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Филиал «СЕВМАШВТУЗ» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет» в г. Северодвинске

А.И. Бабкин, А.В. Руденко

ДЕТАЛИ МАШИН

И Основы конструирования

Учебное пособие для студентов заочной формы обучения

Специальности 180103

V семестр

Северодвинск

УДК 621.81

Бабкин А.И., Руденко А.В. Детали машин и основы конструирования. Учебное пособие. – Северодвинск, РИО Севмашвтуза, 2007. – 106 с.

Ответственный редактор: к.т.н., доцент А.В. Руденко

Рецензенты: ст. преподаватель А.С. Морозов;

ведущий специалист НИТИЦ ФГУП «ПО «Севмаш» Ю.П. Голованов

Учебное пособие предназначено для студентов заочной формы обучения специальности 180103 «Судовые энергетические установки», изучающих учебную дисциплину «Детали машин и основы конструирования». Учебное пособие содержит теоретический и практический материал, необходимый для проектирования и конструирования деталей и узлов машин. В учебное пособие входят две контрольных работы, задачи с примерами решения для успешного усвоения изложенного материала.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Севмашвтуза

ISBN 5-7723-0716-9 Ó Севмашвтуз, 2007

Оглавление

Введение..................................................................................................... 4

1 Основные понятия теории машин и механизмов и основ

проектирования и конструирования......................................................... 5

1.1 Основные понятия и определения................................................. 5

1.1.1 Классификация деталей машин............................................. 5

1.1.2 Проектирование и конструирование.................................... 6

1.1.3 Основные требования к конструкции деталей машин......... 7

1.1.4 Общие рекомендации при проектировании......................... 9

1.1.5 Особенности расчетов при проектировании........................ 10

1.1.6 Порядок проектирования..................................................... 13

1.2 Краткие сведения о машиностроительных материалах............... 13

1.3 Краткие сведения о стандартизации и взаимозаменяемости

деталей машин, допусках и посадках.................................................. 16

2 Соединения деталей машин.................................................................... 19

2.1 Резьбовые соединения.................................................................... 19

2.1.1 Общие сведения..................................................................... 19

2.1.2 Классификация резьб............................................................ 19

2.1.3 Геометрические параметры резьбы...................................... 20

2.1.4 Основные типы резьб............................................................ 21

2.1.5 Основные параметры резьбы............................................... 24

2.1.6 Силы в резьбе........................................................................ 24

2.1.7 Крепежные детали................................................................. 27

2.1.8 Материалы и степень точности крепежных деталей............ 30

2.1.9 Расчет резьбовых соединений............................................... 32

2.1.10 Расчет групповых резьбовых соединений......................... 35

2.2 Заклепочные соединения................................................................ 41

2.2.1 Общие сведения..................................................................... 41

2.2.2 Конструкция заклепок........................................................... 42

2.2.3 Материалы заклепок............................................................. 43

2.2.4 Конструкция заклепочных соединений................................ 43

2.2.5 Расчет заклепочных соединений........................................... 44

2.3 Сварные соединения...................................................................... 47

2.3.1 Общие сведения..................................................................... 47

2.3.2 Типы сварки........................................................................... 47

2.3.3 Достоинства и недостатки сварных соединений.................. 48

2.3.4 Виды сварных соединений.................................................... 49

2.3.5 Расчет сварных соединений.................................................. 49

2.3.6 Допускаемые напряжения..................................................... 55

2.4 Соединения с натягом.................................................................... 56

2.4.1 Общие сведения..................................................................... 56

2.4.2 Достоинства и недостатки соединений с натягом................. 56

2.4.3 Способы получения соединений с натягом.......................... 57

2.4.4 Расчет соединений с натягом................................................ 58

2.5 Шпоночные соединения................................................................. 62

2.5.1 Общие сведения..................................................................... 62

2.5.2 Достоинства и недостатки шпоночных соединений............. 62

2.5.3 Виды шпоночных соединений.............................................. 62

2.5.4 Материал шпонок и допускаемые напряжения................... 67

2.6 Шлицевые соединения.................................................................... 68

2.6.1 Общие сведения..................................................................... 68

2.6.2 Достоинства и недостатки шлицевых соединений............... 68

2.6.3 Виды шлицевых соединений................................................. 68

2.6.4 Расчет шлицевых соединений............................................... 70

3 Винтовые механизмы.............................................................................. 71

3.1 Общие сведения.............................................................................. 71

3.1.1 Достоинства и недостатки винтовых механизмов................ 71

3.1.2 Область применения винтовых механизмов........................ 71

3.1.3 Исполнения винтовых механизмов....................................... 71

3.2 Конструкция винтов и гаек............................................................ 72

3.3 Материалы винтов и гаек............................................................... 73

3.4 Расчет передачи «винт-гайка»....................................................... 74

3.4.1 Расчет на износостойкость.................................................... 74

3.4.2 Проверка на самоторможение.............................................. 75

3.4.3 Выбор конструкции пяты..................................................... 76

3.4.4 Расчет прочности винта........................................................ 79

3.4.5 Проверка винта на устойчивость.......................................... 80

3.4.6 Определение размеров гайки................................................ 82

3.4.7 Расчет привода винтового механизма.................................. 84

3.4.8 Расчет параметров передачи................................................ 84

4 Задания на контрольную работу........................................................... 85

4.1 Контрольная работа №1................................................................ 85

Задача 1.1....................................................................................... 85

Задача 1.2....................................................................................... 89

Задача 1.3....................................................................................... 93

Задача 1.4....................................................................................... 96

Задача 1.5....................................................................................... 98

4.2 Контрольная работа №2................................................................ 100

Список литературы.................................................................................... 106

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие «Детали машин и основы конструирования» разработано для студентов заочной формы обучения специальности 180103 «Судовые энергетические установки» (V семестр).

Настоящее пособие разработано в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта подготовки специалистов 2000 года по квалификации инженер-механик.

Учебное пособие содержит краткий учебный материал, задания на две контрольные работы (по 40 вариантов) и примеры их выполнения с подробными пояснениями.

К изучению учебной дисциплины «Детали машин и основы конструирования» студенты должны подходить подготовленными в области естественно-научных и общепрофессиональных дисциплин. Это даст студенту возможность хорошо изучить конструкции деталей, узлов и механизмов, основы их расчета и конструирования, а также приобрести опыт самостоятельного решения задач конструирования типовых узлов и деталей машин.

Издание данного учебного пособия вызвано необходимостью углубления знаний студентов по теоретической и прикладной механике, систематизации теоретического и практического материала, а также особенностью обучения по заочной форме. Студентам удобнее и проще изучать дисциплину с использованием учебного пособия, в котором сконцентрированы основные понятия, определения, методы и примеры решения типовых задач.