Детали машин. Подшипники. Зубчатые передачи. Трансмиссии

В пособии изложены основы расчетов и конструирования электромеханических приводов механизмов общемашиностроительного применения в соответствии с современными требованиями в области использования системы автоматизированного проектирования «Компас–3D». Представлены справочные таблицы и нормативные данные, принятые в практике конструирования.

В пособии объединены и систематизированы разрозненные данные, изложенные в учебной литературе и в различных действующих стандартах, выделены и подробно рассмотрены наиболее важные положения нормирования точности формы и расположения поверхностей элементов деталей и обозначения их допусков в графических документах. Представленные материалы могут быть использованы студентами и преподавателями на лекциях, практических и лабораторных занятиях по дисциплинам «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения», «Метрология, стандартизация и сертификация», а также при курсовом и дипломном проектировании и междисциплинарном экзамене.

Рассмотрены расчеты, конструкции и технология изготовления деталей и узлов общего назначения: разъемных и неразъемных соединений, передач трением и зацеплением, муфт.

Приведены сведения, необходимые для выбора подшипников качения по заданным условиям их эксплуатации. Изложены новые методы расчетов опор с подшипниками качения в соответствии с действующими в настоящее время межгосударственными стандартами. Даны рекомендации по проектированию опор и типовые примеры расчетов. Издание соответствует программе курса «Основы конструирования машин».

Теоретические основы обеспечения надежности летательных аппаратов на стадии их производства. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Изложены основные понятия, определения, положения и расчетные формулы, являющиеся базисными при изучении дисциплины «Ремонт и монтаж технических систем».

Представленный материал необходим для более глубокого усвоения теоретического материала студентами и преобразования полученных навыков в практическое их применение к решению конкретных инженерных задач.

Представлены лабораторные работы по изучению методов и средств испытаний на триботехническую работоспособность конструкционных материалов при качении с проскальзыванием, по оценке потерь на трение и определению коэффициента полезного действия механической передачи в зависимости от режима работы на примере зубчатого, волнового и червячного редукторов.

Учебное пособие посвящено вопросам влияния остаточных напряжений, возникающих в поверхностно упрочнённых образцах и деталях, на сопротивление усталости. Изучено влияние различных технологических, конструктивных и эксплуатационных факторов на предел выносливости образцов и деталей с концентраторами напряжений, а также совместное и раздельное влияние остаточных напряжений и наклёпа в условиях концентрации напряжений. Показано, что характеристики сопротивления усталости зависят как от величины, так и от характера распределения остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя. Обосновано использование критерия среднеинтегральных остаточных напряжений для прогнозирования предела выносливости поверхностно упрочнённых образцов и деталей.

Рассматриваются основные виды дефектов и неисправностей машин и механизмов, признаки их проявлений в виброакустическом сигнале, методы расчёта частот возбуждения виброакустических колебаний. Приведены примеры расчёта частот возбуждения колебаний и анализа их в спектре сигнала.

Рассмотрены особенности расчета нагружающих подшипники сил, которые возникают в передачах: цилиндрических, конических, гипоидных, червячных, планетарных, планетарно-цевочных, с гибкой связью, в муфтах; приведены соответствующие формулы. Изложены расчет подшипников на ресурс в соответствии с действующим межгосударственным стандартом и расчет радиальных шариковых подшипников с увеличенным радиальным зазором. Особое внимание уделено области применения и расчету керамических подшипников, изготовленных из нитрида кремния или оксида циркония. Показано, что шариковые радиальные подшипники с увеличенным радиальным зазором способны воспринимать большие осевые силы. Рассмотрены области применения, конструктивные исполнения, особенности изготовления и расчеты опорно-поворотных подшипников. Уделено внимание конструктивным исполнениям и расчету подшипниковых узлов трех- и четырехопорных валов, применяемых в зарубежных мотор-редукторах. Затронуты вопросы диагностики шума и вибраций, создаваемых подшипниками. Представлены способы уменьшения материалоемкости подшипниковых узлов и машин в целом, уделено внимание проблемам их собираемости и разбираемости. Все главы содержат вопросы для самопроверки и многие из них − примеры расчета.

В издании представлены сведения об основных видах механических пере-дач. Рекомендации предназначены для студентов всех форм обучения, изучающих дисциплины «Прикладная механика», «Механика», «Детали машин и основы конструирования»

Учебное пособие разработано в соответствии с содержанием учебной рабочей программы одноименной дисциплины и является важным и своевременным дополнением к методическому оснащению учебного процесса, предназначено для бакалавров и магистров направления «Конструкторско технологическое обеспечение машиностроительных производств».

Учебное пособие посвящено вопросам расчета стандартизованных соединений деталей машин, а также профильных соединений. Рассмотрены общие принципы проектирования шпоночных, шлицевых, профильных, штифтовых, заклепочных, сварных, резьбовых и клеммовых соединений. Приведены теоретические сведения, достаточные для изучения решаемой задачи; методики расчета соединений различных типов с примерами выполнения расчетов; тестовые задания. Содержит справочные таблицы. Особое внимание уделено изменениям в стандартах, терминологии.

В методических указаниях приведена методика определения длины общей нормали зубчатого колеса для контроля его годности. Представлен порядок выполнения и порядок оформления лабораторной работы.

Современные методы термической обработки стальных деталей машин и инструментов. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

В учебнике рассмотрены особенности строения и физико-химические свойства поверхностей трения деталей машин, поверхностные явления, условия их контактного взаимодействия, виды трения, механизмы изнашивания и повреждений трибосопряжений. Кратко описаны триботехнические материалы и методы триботехнологии, применяемые для повышения износостойкости и антифрикционности поверхностей трения. Представлены сведения о смазочных материалах и смазывании. Даны рекомендации по оптимизации конструкторских решений и технологических способов повышения износостойкости механизмов и машин. Рассмотрены вопросы обеспечения надежности металлургических машин на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации.

Содержат вопросы практического применения разработок теоретической и законодательной метрологии. Рассмотрены виды взаимозаменяемости и принципы нормирования требований к деталям, узлам и механизмам, используемые при конструировании; основные положения стандартизации и сертификации РФ; сведения о регистре систем качества машиностроительной продукции.

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

В лабораторном практикуме представлены 10 лабораторных работ по дисциплинам «Детали машин и основы конструирования», «Механика». Приведены краткие теоретические сведения, описан порядок и методика проведения работ, имеются необходимые справочные материалы и контрольные вопросы.

Представлены лабораторные работы по дисциплине «Техническая диагностика машин» по тарировке тензодатчиков, исследованию собственных изгибных колебаний консольной балки с сосредоточенной и распределенной массой, а также по вибродиагностике изнашивания червячного зацепления. Материалы по каждой лабораторной работе содержат теоретическую и экспериментальную части, а также контрольные вопросы.

Методические указания содержат описание конструкций лабораторных стендов и измерительных устройств, методики проведения опытов, обработки результатов.

Изложены основные положения расчёта подшипников качения на долговечность. Подготовлено на кафедре основ конструирования машин.

Предложены новые подходы к проблеме проектирования технологических машин на примере пищевого оборудования. Рассмотрены синтез и анализ механизмов кулачкового, рычажного и других типов в математических пакетах. Представлена методика проектирования механизмов смесителей, гомогенезатора, привода неравномерного движения рабочих валов месильной машины. Большое внимание уделено колебаниям и уравновешиванию отдельных частей машины. Приведены конкретные примеры синтеза законов движения и проектирования кулачковых механизмов, анализа рычажных и других механизмов с использованием прикладных пакетов.

Рассмотрены вопросы расчета параметров приводов. Использован подход, базирующийся на технологиях функциональных семантических сетей. Описана интеллектуальная система Compact, осуществляющая многофакторную оптимизацию параметров радиально-плунжерного редуктора. Рассмотрена задача расчета и проектирования приводов на основе использования функциональной семантической сети

В учебном пособии изложены теоретические положения по основным разделам дисциплины и рассмотрены алгоритмы решения практических задач с использованием общих методов анализа и синтеза основных видов типовых механизмов.

Изложены основные сведения о методах электрофизической и электрохимической обработки металлов для изготовления зубчатых колес и результаты исследования процесса статико-гидродинамического электролиза, точности изготовления и формирования микрорельефа в процессе обработки. Приведены данные по повышению изгибной, контактной и усталостной прочности. Описаны методы расчета и даны рекомендации по проектированию технологических процессов.

Приведены методы анализа, выбора и расчета прецизионных механизмов микро- и наноперемещений с учетом их функционального назначения и заданных параметров движения исполнительных механизмов оборудования для микро- и нанотехнологий. Рассмотрены методы вибрационной защиты прецизионного оборудования, принципы разработки динамических моделей и алгоритм процесса управления прецизионными механизмами перемещений для обеспечения требуемых параметров. Определены основные параметры механизмов прецизионных перемещений.

Одним из основных факторов, сдерживающих в Дальневосточном федеральном округе увеличение объемов лесозаготовок, проводимых в горной местности, является сложность технологического процесса первичной транспортировки древесины от точки заготовки до места складирования и погрузки. Около 30 % лесных площадей, на которых произрастает качественный и спелый древостой, находятся именно на склонах с крутизной свыше 20º, где традиционная техника либо не в состоянии вести заготовку древесины, либо выполняет ее с большими затратами и явными экологическими нарушениями. Опыт применения аэростатных систем транспортировки древесины доказал их технологическую и лесоводственную эффективность. Однако способ выборочного изъятия отдельно растущих деревьев требует дополнительного и разностороннего исследования, так как связан с конструктивными и технологическими особенностями аэростатных систем, в первую очередь с функционированием грузовой подвески и захватного механизма. Проведены практические и теоретические исследования процесса колебаний, возникающих в грузовой подвеске трехлинейной аэростатно-канатной системы, предназначенной для вертикального изъятия деревьев с их последующей транспортировкой. Разработана математическая модель, описывающая равновесие точки стыковки канатов аэростатно-канатной системы и ее перемещения при приложении произвольных нагрузок. С помощью полученной зависимости можно определять параметры колебаний трех взаимосвязанных точек грузовой подвески системы в различных условиях эксплуатации и в любое время ее функционирования. Установление расчетных значений параметров колебательного процесса грузовой подвески и, соответственно, отклонений грузозахватного механизма от точки захвата дерева позволяет выполнять проектирование технических параметров грузо-захватных и лебедочных механизмов, предназначенных для процесса воздушной транспортировки (трелевки) древесины, с достаточно высокой степенью точности. На основании полученных результатов можно при выборочной заготовке леса более эффективно использовать технологические и конструктивные особенности аэростатно-канатных систем.

В монографии предложены новые подходы к оценке вероятности безотказной работы узлов и деталей машин, основанные на применении математического аппарата непараметрической статистики. Рассмотрены методы и алгоритмы обработки экспериментальных данных случайных величин, функции плотности распределения которых являются неизвестными. Решение задач оценки вероятности безотказной работы методами непараметрической статистики показано на примерах узлов и деталей машин общемашиностроительного применения: зубчатых передач, валах и подшипниках качения.

В методических указаниях приведено описание порядка выполнения лабораторной работы по дисциплине «Детали машин и основы конструирования».

В методических указаниях приведено описание порядка выполнения лабораторной работы по дисциплине «Детали машин и основы конструирования».

В методических указаниях приведены общие рекомендации к выполнению курсовой работы по дисциплине «Инженерный анализ». Рассмотрены общие принципы выполнения работы и примерные темы курсовых работ. Методические указания к выполнению курсовой работы рассмотрены и рекомендованы методическим семинаром кафедры общей механики.

Рассмотрены вопросы определения нагрузок на валы и подшипниковые узлы с учетом их конструкции и типа подшипника. Решена задача нагружения двух спаренных конических подшипников. Приведен пример расчета валов и подшипников для одного из вариантов приводов при частореверсировном режиме нагружения.

Лабораторный практикум разработан, как составная часть методического обеспечения учебного процесса по дисциплинам «Восстановление и упрочнение деталей автомобилей» и «Технология ремонта». Может применяться в курсовом и дипломном проектировании, а также для самостоятельной работы студентов. В учебном пособии приведены методика, необходимые оборудование и материалы для проведения лабораторных работ по вышеуказанным дисциплинам. По каждой работе представлены цель работы, теоретические сведения, устройство и работа оборудования, порядок выполнения работы, контрольные вопросы, литература для самостоятельной проработки студентами учебного материала.

В работе приведены описания лабораторных работ и краткие теоретические сведения к разделу «Зубчатые передачи» учебной программы по дисциплине «Основы конструирования» машиноведческого цикла дисциплин. Тематика лабораторных работ охватывает разделы, посвященные методам нарезки зубчатых колес, определению кинематических характеристик наиболее распространенных зубчатых передач. Учебно-методические требования к порядку выполнения лабораторных работ и предъявлению отчета материалов выполнены в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению «Педагогическое образование» и согласуются с программой обучения по данной дисциплине, утвержденной УМУ МПГУ.

В пособии приводятся теоретические сведения о допусках и посадках, отклонениях и допусках формы и расположения поверхностей, шероховатости поверхности, порядок расчета соединений с подшипниками качения, шпоночных и шлицевых соединений, назначение допусков и посадок на резьбовые соединения, приведены рекомендации по указанию допусков и предельных отклонений на чертежах.

Изложена методика оптимального проектирования формы плоских тел и даны инженерные методы расчета деталей машин с концентраторами напряжений. Представлены результаты экспериментальных исследований напряженного состояния в плоских прозрачных моделях, проведенных на установке с высокой разрешающей способностью в областях изделий с большим градиентом напряжений. Рассмотрены вопросы оптимального проектирования в зоне контакта, при неизвестной геометрии или законе распределения толщины тела вблизи концентратора напряжений. Даны рекомендации по проектированию деталей с улучшенной формой, позволяющие увеличить надежность сельскохозяйственной техники.

Рассмотрены основные виды изнашивания типовых узлов и деталей машин, прежде всего бурового, нефтегазопромыслового и перерабатывающего оборудования. Освещены особенности разрушения и упрочнения поверхностей. Дана оценка износостойкости различных конструкционных материалов. Представлены технологии повышения прочности и износостойкости деталей: легирование стали, термическая обработка, поверхностная закалка, химико-термическая обработка, поверхностное пластическое деформирование. В приложениях содержатся практические работы по темам учебной дисциплины.

В учебную программу технических вузов введены новые дисциплины, отражающие состояние науки и техники. При ограниченном сроке обучения это привело к значительному сокращению количества лекционных часов по курсу «Детали машин». Восполнить появившийся недостаток в знаниях студентов можно за счет самостоятельного изучения необходимых разделов курса по предлагаемому учебному пособию. Учебное пособие состоит из трех основных частей: теории вопроса, примеров и задач. В теоретической части по большинству механических передач в конце раздела приводится алгоритм расчета. Все задачи пособия были предварительно решены, а к части из них даны ответы. Соотношение примеров и задач 1 : 1,5 (при общем числе более трехсот). Примеры и задачи носят практическую направленность. Некоторые примеры и предложенные методы их решения представляют интерес и для специалистов в области проектирования и конструирования деталей и узлов машин. Содержащийся в пособии справочный материал является достаточным, и пользователю не придется тратить время на поиск нужных данных. При решении некоторых задач по сварным соединениям с консольно расположенными нагрузками получаются биквадратные уравнения, которые не решаются в радикалах. Такие задачи автор предложил (примеры в пособии) решать графическим способом. Метод довольно прост, а точность результата расчетов всегда может быть согласована с точностью исходных данных. Кроме того, в пособии на примерах показано как правильно работать с числами.

Изложены алгоритмы решения задач графоаналитическими методами. Рассмотрены примеры решения практических задач с использованием общепринятых методов и алгоритмов для типовых и сложных рычажных механизмов.

В книге освещается автоматизированное проектирование в системе Autodesk Inventor по курсу инженерной графики, — построение электронных геометрических моделей и выполнение электронных чертежей деталей. Моделирование начинается с построения плоских контуров. Рассмотрено построение электронных геометрических моделей, выполнение чертежей сначала простых геометрических тел, затем деталей типа «тела вращения» и «не тела вращения». Большое число иллюстраций и подробное изложение материала позволяют использовать книгу для самообучения. Учебное пособие подготовлено на основе опыта преподавания дисциплины «Компьютерная графика» на кафедре «Инженерная графика» МГТУ им. Н. Э. Баумана и с учетом требований государственных стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Приводятся сведения о материалах, применяемых для защиты печатных узлов ЭС от внешних воздействий. Рекомендуется при изучении дисциплин «Технология РЭС» (9, 10 семестр) студентам специальности 210201.65, «Технология производства электронных средств» (7, 8 семестр) направления 211000.62., «Технология поверхностного монтажа» (семестр В), магистрантам направления 211000.68. кафедра КиПРЭС радиотехнического факультета.

Учебник разработан в соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки 15.03.01 Машиностроение (уровень бакалавриата) и специалитета 15.05.01 Проектирование технологических машин и комплексов (уровень специалитета) и полностью соответствует рабочей программе дисциплины «Инженерная графика», читаемой в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Согласно стандартам Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), представлены определения и правила, даны рекомендации по выбору изображений деталей, изложены правила нанесения размеров. Показана последовательность выполнения изображений сборочной единицы с натуры, приведены правила составления спецификации и выполнения чертежей деталей по чертежу сборочной единицы, а также основные правила классификации и обозначения изделий в конструкторских документах. Рассмотрены особенности составления чертежей отдельных видов изделий.

Статья посвящена анализу потенциального увеличения относительной скорости деформации упругого элемента в расчетной динамической системе фрикционной пары «колодка (лента)–контртело» автомобильного тормоза при начале и завершении тор-можения, а значит, и соответствующих компонентов пары трения реального тормоза для уменьшения автоколебаний за счет подачи сжатого воздуха на фрикционные по-верхности в процессе торможения. Перед нами стояли следующие задачи – теоретически качественно проанализировать как положительные физические явления исследуемого процесса торможения колеса автомобиля скажутся на протекании автоколебаний и их резонансных последствий. Для этого предложено при торможении за период вхождения фрикционной пары в полный контакт, вплоть до полной остановки колеса, использовать технический и теоретический подходы, связанные с подачей сжатого воздуха на фрикционные поверхности тормозного механизма. В процессе подачи сжатого воздуха в переменный зазор между фрикционными поверхностями при торможении колеса, в том числе и в ходе кинематического трения, следует ожидать, что за счет скоростного воздушного потока количество продуктов износа в микроуглублениях шероховатостей поверхностей будет меньше, чем без продувки. Кроме того, реально ожидаема интенсификация охлаждения фрикционных поверхностей. В итоге нежелательные процессы намазывания и вулканизации материала накладок будут протекать менее активно, и упругопластические свойства накладок колесного автомобильного тормоза будут иметь более длительный срок работы по сравнению с существующими конструкциями. Это приведет к уменьшению автоколебаний в тормозных механизмах, которые при возможных кратковременных резонансных явлениях служат источником шумов колесных автомобильных тормозов и снижению повышенного износа фрикционного материала накладок, а также к уменьшению времени срабатывания накладок. В качестве примера приведена и математически смоделиро-вана идеализированная схема фрикционной пары автомобильного колодочного тормоза, отражены положительные эффекты, получаемые после внедрения контура подачи сжатого воздуха в текущий зазор фрикционной пары в процессе ее смыкания и разъединения при срабатывании автомобильного тормоза.

В учебном пособии рассматривается работа в программе nanoCAD Механика, созданной на базе САПР-платформы nanoCAD российской компанией «Нанософт». За основу взяты две предыдущие работы автора «nanoCAD PLUS 10. Адаптация к учебному процессу» (М.: ДМК Пресс, 2019) и «nanoCAD МЕХАНИКА 9.0. Инженерная 2D- и 3D-графика» (М.: ДМК Пресс, 2019), содержание которых систематизировано, переработано и дополнено рядом новых необходимых сведений, включая вопросы автоматизированного проектирования крепежных соединений деталей, фланцевых соединений и валов на основе специализированных инструментов и модулей nanoCAD Механика. Приведены многочисленные примеры поэтапного проектирования учебных и натурных деталей и изделий.

Издание по структуре, содержанию и методике ориентировано на изучение дисциплины «Прикладная механика» согласно действующим стандартам и нормативным данным, принятым в практике конструирования. Содержит теоретический материал, лабораторные работы, а также примеры выполнения курсового проекта по прикладной механике.

В учебном пособии рассматриваются основы работы в nanoCAD Plus 10, созданном на базе САПР-ПЛАТФОРМЫ nanoCAD. В части I «Основы 2D-графики» и в части II «Основы 3D-графики» на многочисленных примерах натурных образцов учебных и реальных деталей рассмотрена методика выполнения заданий по дисциплине «Компьютерная графика». Из учебного курса «Начертательная геометрия» разобраны примеры построения линий пересечения поверхностей. Выполнение заданий обеспечено кратким содержанием необходимых стандартов ЕСКД или ссылками на них в списке литературы. Приведены краткие сведения и возможности использования встроенной системы NormaCS. Отличительной особенностью учебного пособия является то, что для повышения наглядности выполнения примеров учебных заданий по 2D- и 3D-графике, помимо текстового сопровождения, использовались таблицы с рисунками поэтапных действий.

Кратко изложен материал разделов «Синтез эвольвентных зубчатых передач», «Кинематика планетарных зубчатых механизмов» и «Синтез кулачковых механизмов» дисциплины «Теория механизмов и машин», необходимый для прохождения студентами рубежного контроля знаний. Рассмотрены примеры решения типовых задач применительно к зубчатым и кулачковым механизмам, предложены задачи для самостоятельного решения.

Рассмотрены вопросы проектирования гибридных трансмиссий транспортных средств на основе планетарных механизмов. Представлены кинематические схемы серийно выпускаемых гибридных трансмиссий. Описан метод построения динамических характеристик транспортных средств с гибридной трансмиссией. Предложена методика выбора характеристик электромашин, используемых в гибридных трансмиссиях.