Проектирование, моделирование и конструирование в АПК (290,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

УДК 631.3.02(075.8) ББК 40.72я73 Л 33 Учебное пособие составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины, рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, протокол № 2 от 28.04.2021 г. И. А. Дерюшев – к.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Тракторы и сельскохозяйственные машины» ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА Рецензент: «Теоретическая механика и сопротивление материалов» ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА Л. Я. Лебедев – к.т.н., профессор кафедры Автор: Л 33 Лебедев, Л. Я. Проектирование, моделирование и конструирование в АПК: учебное пособие / Л. Я. Лебедев. – 2-е изд., перераб. и доп. – Ижевск: ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, 2021. – 279 с. В пособии рассмотрены методы проектирования и конструирования изделий, механических передач для сельскохозяйственного машиностроения. При моделировании используется трехмерная графика и печать, которые входят в техническое задание на разработку современных деталей. Приведены расчеты ременной, цепной, цилиндрической, червячной передач. Рассмотрены соединения с натягом, резьбовые, шпоночные и сварные. Приведены расчеты основных механизмов грузоподъемных и транспортирующих машин. УДК 631.3.02(075.8) ББК 40.72я73 © ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, 2021 © Лебедев Л. Я., 2021

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 РАЗДЕЛ 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ, КОНСТРУИРОВНИЕ И 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ В АГРОИНЖЕНЕРИИ . . . . . . 11 1.1 Проектирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2 Конструирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3 Техническое задание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4 Трехмерная графика или 3D . . . . . . . . . . . . . . . . 17 РАЗДЕЛ 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ И СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН . . . . . . . . . . . . 26 2. ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ . . . 26 3. ПРИВОД ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ . . 28 4. РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.1 Устройство, область применения, классификация . . . . 36 4.2 Упругое скольжение ремня и кинематика ременной передачи . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.3 Основные геометрические зависимости . . . . . . . . . 41 4.4 Расчет клинового ремня по тяговой способности . . . . 45 5. ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.1 Устройство, область применения, достоинства и недостатки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.2 Цепи приводные и звездочки. . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.3 Основные размеры передачи . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.4 Критерии работоспособности ценных передач, выбор цепи и проверка ее на прочность . . . . . . . . . . . . . 54 5.5 Нагрузка на цепь и валы. Проверка цепи на прочность по коэффициенту безопасности . . . . . . . . . . 57 6. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ . . . . . . 59 6.1 Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 6.2 Виды разрушений зубьев . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 6.3 Краткие сведения о материалах, термическая и химико-термическая обработка зубчатых колес . . . . . . . . 62 6.4 Расчет на изгиб зубьев цилиндрических передач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 6.5 Расчет на контактную прочность активных поверхностей зубьев . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 6.6 Силы, действующие в зацеплении цилиндрических зубчатых передач . . . . . . . . . . . . . . . . 76 7. КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ . . . . . . . . . . 78 3

Стр.3

7.1 Основы геометрии и кинематики конических зубчатых колес . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 7.2 Расчет конических зубчатых колес на прочность. . . . . 82 7.3 Силы в зацеплении прямозубой ортогональной конической передачи (β = 0, δ1 8. ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 8.1 Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 8.2 Геометрия и кинематика + δ2 червячных цилиндрических передач . . . . . . . . . . . . . . . 87 8.3 Расчеты на прочность червячной пары . . . . . . . . . . 92 8.4 Силы, действующие в червячном зацеплении . . . . . . 96 8.5 Тепловой расчет червячного редуктора . . . . . . . . . . 96 9. ВАЛЫ И ОСИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 9.1 Назначение и конструкция. Критерии работоспособности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 9.2 Расчет на статическую прочность . . . . . . . . . . . . .100 9.3 Расчет валов на выносливость . . . . . . . . . . . . . . .104 9.4 Расчет валов на жесткость . . . . . . . . . . . . . . . . .107 9.5 Расчет валов на виброустойчивость (колебания) . . . . .109 10. ОПОРЫ ОСЕЙ И ВАЛОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 10.1 Назначение, разновидности, области применения . . . 112 10.2 Расчет подшипников скольжения. . . . . . . . . . . . . 117 10.3 Подшипники качения . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121 11. МУФТЫ ПРИВОДОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127 11.1 Назначение муфт в приводах. Подбор . . . . . . . . . .127 11.2 Глухие муфты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128 11.3 Компенсирующие муфты . . . . . . . . . . . . . . . . .129 11.4 Упругие муфты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131 11.5 Предохранительные муфты . . . . . . . . . . . . . . . .133 12. ШПОНОЧНЫЕ И ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. . . . .136 12.1 Шпоночные соединения. . . . . . . . . . . . . . . . . .136 12.2 Шлицевые соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . .140 13. СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ . . . . . . . . . . . . . . . .142 14. РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . .146 14.1 Назначение, классификация, характеристика и область применения резьб . . . . . . . . . . .146 14.2 Моменты при завинчивании и отвинчивании, самоторможение и к.п.д. винта. . . . . . . . .150 14.3 Распределение силы по виткам резьбы . . . . . . . . .155 14.4 Расчет винтов на прочность. . . . . . . . . . . . . . . .156 4 = 90о ) . . . . 84

Стр.4

15. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . .161 15.1 Общая характеристика, основные конструкции швов. . 161 15.2 Расчеты сварных швов на прочность при постоянных во времени нагрузках . . . . . . . . . . . . . .161 15.3 Сварные конструкции в машиностроении . . . . . . . .165 РАЗДЕЛ 3. ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ. . . . . . . . .166 16. УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА . . . . . . . . . . .167 16.1 Классификация грузоподъемных машин (ГПМ) . . . .167 16.2 Основные механизмы ГПМ . . . . . . . . . . . . . . . .168 16.3 Грузозахватные приспособления . . . . . . . . . . . . .170 16.4 Полиспасты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173 16.5 Тяговые гибкие органы. Канаты . . . . . . . . . . . . .175 16.6 Цепи грузовые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176 17. МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМА . . . . . . . . . . . . . . . . . .178 17.1 Основные расчетные зависимости и параметры механизма подъема . . . . . . . . . . . . . . . . .178 17.2 Крановый механизм подъема . . . . . . . . . . . . . . .181 17.3 Типы применяемых двигателей. . . . . . . . . . . . . .181 17.4 Расчет кранового механизма подъема с электродвигателем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182 17.5 Канатные барабаны ГПМ . . . . . . . . . . . . . . . . .185 17.6 Крепление конца каната на барабане. . . . . . . . . . .188 18. ТОРМОЗА ГПМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .191 18.1 Классификация тормозов . . . . . . . . . . . . . . . . .191 18.2 Определение расчетного момента тормоза . . . . . . .191 18.3 Двухколодочные тормоза . . . . . . . . . . . . . . . . .193 18.4 Ленточные тормоза . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .196 19. МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА КРАНА . . . . . . . . . . . . .200 19.1 Конструкция механизма поворота . . . . . . . . . . . .200 19.2 Схемы поворотной части кранов и нагрузки в опорах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 19.3 Расчет мощности двигателя механизма поворота . . . .203 19.4 Устойчивость кранов на фундаменте. . . . . . . . . . .205 20. МЕХАНИЗМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КРАНА . . . . . . . . .208 20.1 Конструкции механизма передвижения . . . . . . . . .208 20.2 Расчет механизма передвижения, установленного на тележке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209 20.3 Расчет механизма передвижения тележки с канатной (цепной) тягой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212 5

Стр.5

РАЗДЕЛ 4. МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА . . 214 РАЗДЕЛ 4.1 КОНВЕЙЕРЫ С ТЯГОВЫМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ. . . . . . . . . . . . . .214 21. ЛЕНТОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР . . . . . . . . . . . . . . . . .214 21.1 Классификация и устройство ленточных конвейеров . . . . . . . . . . . . . . .214 21.2 Параметры и производительность транспортирующих машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219 21.3 Лента конвейера. Ширина ленты . . . . . . . . . . . . .221 21.4 Определение сопротивлений движению ленты . . . . .224 21.5 Тяговый расчет конвейера. . . . . . . . . . . . . . . . .227 22. ЭЛЕВАТОРЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .231 22.1 Назначение и классификация . . . . . . . . . . . . . . .231 22.2 Ковшовый элеватор. Производительность . . . . . . . .231 22.3 Основы теории ковшового элеватора. . . . . . . . . . .232 22.4 Тяговый расчет элеватора и выбор двигателя . . . . . .235 23. СКРЕБКОВЫЙ КОНВЕЙЕР . . . . . . . . . . . . . . . . .239 23.1 Назначение и общее устройство . . . . . . . . . . . . .239 24. ВИНТОВОЙ КОНВЕЙЕР . . . . . . . . . . . . . . . . . .242 РАЗДЕЛ 4.2 КОНВЕЙЕРЫ БЕЗ ТЯГОВОГО ОРГАНА . . . .245 25. ГРАВИТАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА . . . . . . . . . . .245 25.1 Рольганг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .245 26. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ . . . . . . . . . . . .248 26.1 Классификация и принцип действия установок пневмотранспорта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .248 26.2 Основные элементы пневмоустановок . . . . . . . . . .250 26.3 Основы теории пневматического транспорта . . . . . .253 26.4 Основные характеристики двухкомпонентного потока и расчет пневмоустановок . . . . .255 РАЗДЕЛ 5. СКЛАДЫ И ПОГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ . . . .257 27. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ СКЛАДОВ . . .257 27.1 Роль складов в производственном процессе. . . . . . .257 27.2 Характеристика продовольственных и непродовольственных складов . . . . . . . . . . . . . . . . .258 27.3 Классификация складов . . . . . . . . . . . . . . . . . .260 27.4 Организация работы на складах . . . . . . . . . . . . .261 27.5 Расчет площади открытого склада . . . . . . . . . . . .261 27.6 Расчет оборудования для работы склада . . . . . . . . .263 28. ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУЗОВ . . . . . . . . . . . . . . .264 29. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ТАРА . . . . . . . . . . . . . . .266 6

Стр.6

29.1 Классификация тары . . . . . . . . . . . . . . . . . . .266 29.2 Устройства для механизации работ с тарными грузами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268 29.3 Технико-экономические показатели складов . . . . . .271 30. ПОГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ . . . . . . . . . . . . . . . .273 30.1 Классификация машин . . . . . . . . . . . . . . . . . .273 30.2 Погрузочные машины периодического действия . . . .274 30.3 Погрузочные машины непрерывного действия . . . . .274 30.4 Основы проектирования и расчета погрузчиков . . . .275 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .278 7

Стр.7