Детали машин – дисциплина, завершающая курс общетеоретической и общеинженерной подготовки

При всей дифференцированности современного машиностроения задачи расчета и конструирования во многом одинаковы. Для конструкции любой машины важно уменьшение веса и металлоемкости, повышение надежности, улучшение технологичности, ремонтопригодности – все это достигается знанием методов расчета, свойств материалов, правил конструирования. Итак, в задачи курса входят: изучение конструкций, типажа и критериев работоспособности деталей машин, сборочных единиц и агрегатов, изучение основ теории совместной работы деталей и методов их расчета, развитие навыков конструирования и технического творчества.

Пружины и рессоры

Применяют:

1. для создания заданных постоянных сил;

2. для силового замыкания кинематических пар;

3. для выполнения функции двигателя;

4. для виброизоляции;

5. для восприятия энергии удара;

6. измерения сил.

Пружины бывают – растяжения, сжатия, кручения, изгиба.

Материалы пружин

Высокоуглеродистые стали У9А, У12А.

Легированные – 60С2А (кремнием), 65Т (марганцем), 50 ХГА (хромом), 5ХОРА (ванадием), 65С2ВА (никелем).

Берриловые бронзы Б_р Б-2, кремнемарганцевых бронз Б_рRМЦ 3-1, Б_рОЦ4-3.

Пружины характеризуются следующими основными геометрическими параметрами:

1. Диаметром проволоки d; 2. Средним диаметром пружины D; внутренним диаметром D-d. 3. Индекс пружин С=D/d. 4. Шагом витков h. 5.Углом подъема витков ; 6. Длиной рабочей части пружины НRр. 7. Числом рабочих витков I = HRр /k.

Силовые факторы, действующие в любом поперечном сечении пружин, сводятся к моменту M=FD/2, вектор которого перпендикулярен оси пружины и силе F, действующего вдоль пружины. Момент М распространяется на крутящий Т и изгибающий М_и моменты:

; , но при .

М_u достаточно мал, поэтому можно считать по , тогда

где k – коэффициент кривизны витков (k=1+1,45/c).

Из приведенной зависимости после замены D=cd получаем формулу для определения диаметра проволоки:

.

Осевое сжатие пружины определяют как суммарный угол закручивания витков , умноженный на средний радиус пружины D/2.

.

где - податливость одного витка.

Потребное число рабочих витков определяют по условию, по которому при возрастании нагрузки с установочной F_min до F_max, пружина должна получить заданное упругое перемещение: , откуда

.

Длина пружины растяжения в ненагруженном состоянии:

Н₀=id+2h_пр, где h – высота одного прицепа (h=0,5… ).

Длина пружины при F_max:

,

F₀ – сила начального сжатия витков при навивке.

Длина проволоки для изготовления пружин:

- длина одного прицепа.

Общее число витков пружины i₀=i+(1,5…2).

Шаг пружины сжатия в ненагруженном состоянии:

Длина пружины в ненагруженном состоянии: H₀=H+i(h-d).

Длина пружины сжатия при касании витков H=(i₀-0,5)d

Муфты

Основные понятия

Назначение муфт – передача вращающегося момента между валами. Кроме передачи момента, муфты отдельных типов выполняют дополнительные функции.

Длинные валы по условию изготовления и сборки или транспортировки приходится делать составными, причем составной вал должен работать как целый. Части такого вала соединяют глухими муфтами.

Машины изготовляются как из отдельных узлов или агрегатов. Взаимная установка таких узлов не может быть идеально точной. Для соединений валов с неточно совмещенными осями применяют компенсирующие муфты, которые компенсируют – радиальные, осевые, угловые или комбинированные смещения.

Иногда взаимное смещение валов связаны не только с малыми неточностями изготовления, но и с функциями узлов. Тогда применяют подвижные муфты.

Приводы многих машин передают переменные моменты, в том числе с ударами. Тогда применяют упругие муфты.

Многие машины часто требуют пуск и остановку машины в течение рабочей смены. В этом случае применяют управляемые сцепные муфты.

Во избежание поломок машины или агрегатов и узлов применяют предохранительные муфты.

На практике муфты подбирают преимущественно по некоторому расчетному моменту:

T=T_н+T_D=KT_н,

где К – коэффициент динамичности.

Для машин с небольшими разгоняемыми массами k=1…1,5.

Для машин со средними разгоняемыми массами к=1,5…2.

Для машин с большими массами и ударной нагрузкой:

К=2,5…3.