Учебно-методическое пособие по курсу «Детали машин и основы конс

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Октябрьский филиал

Кафедра механики и технологии машиностроения

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

по курсу «Детали машин и основы конструирования»

для студентов заочного отделения по направлению

650700 « Нефтегазовое дело»

Октябрьский 2003

В учебно-методическом пособии приводятся содержание и объем курса, основная литература для изучения курса, вопросы к экзамену, методические указания к изучению курса, задания на курсовую работу, методические указания к выполнению теоретической и графической частей курсовой работы.

Составители: Москвина Е.Ю., доц., канд. техн. наук

Ямалтдинов А.И., доц., канд. техн. наук

Рецензент Габдрахимов М.С., проф., д-р техн. наук

© Октябрьский филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета, 2003

ВВЕДЕНИЕ

Целью изучения дисциплины являются образование необходимой базы знаний по объектам будущей профессиональной деятельности выпускника ( нефтегазовое дело, разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений), а также по видам деятельности: эксплуатация нефтепромыслового оборудования, эксплуатация установок и оборудования подготовок и перекачки нефти, эксплуатация оборудования системы поддержания пластового давления и другая производственно-технологическая и научно-исследовательская деятельность.

Изучение курса формирует у студентов комплекс знаний основ теории расчета и конструирования деталей и узлов машин.

При изучении дисциплины обеспечивается фундаментальная подготовка студента в области прикладной механики, соблюдается связь с дисциплинами: инженерная графика, теоретическая механика, вычислительная техника и программирование, сопротивление материалов, материаловедение, теория механизмов и машин. Происходит знакомство со стержневыми проблемами машиностроения, навыками и понятиями теоретических основ расчета и конструирования деталей и узлов машин, обязательными для прочного усвоения

Последующих дисциплин и практического использования полученных знаний в решении производственных задач по усовершенствованию технологических процессов в добыче и подготовке нефти, рациональной эксплуатации нефтепромыслового оборудования.

1 СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ КУРСА

1.1 Объем курса

Вид учебной работы

Всего часов

Семестр

6

Общая трудоемкость

71

71

Аудиторные занятия

12

12

Лекции (Л)

6

6

Практические занятия (ПЗ)

6

6

Самостоятельная работа студентов (СРС):

Подготовка к аудиторным занятиям

Выполнение курсовой работы

Подготовка к экзамену

59

9

30

20

59

9

30

20

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

Экзамен

Экзамен

1.2 Разделы дисциплины и их содержание

Раздел 1. Соединения деталей машин

Общие сведения о соединениях.

Сварные соединения: встык, внахлестку, втавр. Прочность сварных соединений и допускаемые напряжения.

Заклепочные соединения. Расчет на прочность заклепочного шва.

Соединения деталей с гарантированным натягом. Расчет соединений.

Резьбовые соединения. Классификация. Материалы резьбовых изделий и допускаемые напряжения. Расчет резьбовых соединений на прочность. КПД и условие самоторможения.

Раздел 2. Механические передачи

Общие сведения. Классификация.

Цепные передачи. Геометрия, кинематика, параметры. Критерии работоспособности, материалы. Допускаемое давление в шарнирах цепи. Нагрузка на валы в цепной передаче.

Ременные передачи геометрия, кинематика, параметры. Критерии работоспособности, материалы. Напряжения в ременных передачах. Расчет на тяговую способность.

Зубчатые передачи: цилиндрические прямозубые и косозубые, конические, червячные. Классификация. Геометрия, кинематика, параметры. Критерии работоспособности, материалы, допускаемые напряжения. Силы в зацеплении. Расчеты по напряжениям изгиба, по контактным напряжениям. КПД, условие самоторможения, скольжение в червячной передаче.

Раздел 3. Основы конструирования машин, валы и оси, подшипники, муфты, корпусные детали

Основные требования, предъявляемые к конструкции машин. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин. Надежность. Машиностроительные материалы.

Валы и оси. Классификация. Расчетные схемы. Расчет на прочность.

Подшипники. Классификация. Конструкция и материалы, кинематика. Расчеты полужидкостного и жидкостного режимов работы подшипников скольжения. Расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности.

Муфты. Классификация. Выбор муфт. Конструкции.

Конструирование машин. Компонование деталей, допуски и посадки.

2 ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ КУРСА

Основная:

Гузенков П.Г. Детали машин.- М.: Высш. шк., 1986

Курсовое проектирование по деталям машин и подъемно-транспортным машинам: Методические указания и задания к пректам и работам студентов-заочников технических специальностей высших учебных заведений/ П.Г. Гузенков, А.Г. Гришанов, В.П. Гузенков.- М.: Высш. шк.,1990.

Иванов М.Н. Детали машин. Учебник для вузов. М.: Высш. шк., 1991.

Дополнительная:

Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин.- М.: Высш.шк.,1985.

Решетов Д.Н. Детали машин: учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов.- М.: Машиностроение, 1989.

Орлов П.И. Основы конструирования: методическое пособие в 2 т. – М.: Машиностроение, 1988.

Куклин Н.Г., Куклина Г.С. Детали машин. – М.: Высш. Шк., 1984.

Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. – Учеб. пособие.- М.: Высш. Шк., 1984.

Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование. – М.: Высш. Шк., 1975.

Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие.- М.: Высш. Шк., 1991.

Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие/ С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. – М.: Машиностроение, 1982.

Курсовое проектирование деталей машин: Справочное пособие / А.В. Кузьмин, Н.Н. Макейчик, В.Ф. Калачев и др.- Минск: Высш. Шк., 1982.

Курсовое проектирование деталей машин / В.Н. Кудрявцев, Ю.А. Державец, И.И. Арефьев и др., Под ред. В.Н. Кудрявцева: Учебное пособие для студентов машиностроительных вузов – Л.: Машиностроение, 1977.

Биргер И.А., Шор Б.Ф, Иосилевич Г.Б. Расчеты на прочность деталей машин: справочник. – М.: Машиностроение, 1979.

Детали машин: Атлас конструкций / Под ред. Д.Н. Решетова. М.: Машиностроение, 1968.

Гончаренко Г.Т. Чтение и деталирование сборочных чертежей: Альбом.- М.: Машиностроение. 1967.

Ицкович Г.М., Чернавский С.А. и др. Сборник задач и примерова расчета по курсу деталей машин. М.: Машиностроение. 1965.

Федоренко В.А., Шошин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. – Л.: Машиностроение. 1981.

3 ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ

Детали машин. Основные термины ДМ. Структура курса.

Работоспособность ДМ. Нагрузки в машинах.

Прочность, жесткость, теплостойкость, виброустойчивость.

Резьбовые соединения: достоинства, недостатки, параметры резьбовых соединений.

Классификация резьбовых соединений.

Силовые зависимости в винтовой паре резьбовых соединений.

КПД резьбового соединения. Условие самоторможения.

Расчет резьбовых соединений по напряжениям: равнопрочное соединение.

Расчет по напряжениям резьбовых соединений: незатянутых и затянутых соединений.

Расчет резьбовых соединений при сдвигающей нагрузке.

Классы прочности резьбовых соединений.

Сварные соединения: достоинства, классификация; стыковой шов.

Валиковые или угловые швы, угловые соединения, пробочные соединения.

Соединения с гарантированным натягом: достоинства, недостатки, классификация.

Расчет цилиндрических соединений с гарантированным натягом при нагружении сдвигающим усилием и крутящим моментом.

Расчет цилиндрических соединений с гарантированным натягом при нагружении изгибающим моментом.

Механические передачи. Их основные характеристики.

Ременные передачи: применение, достоинства, недостатки.

Классификация ременных передач. Геометрия ременной передачи.

Кинематика ременных передач. Конструкция ремней.

Зависимость натяжения ветвей от факторов трения.

Силы и напряжения в ременных передачах: действие центробежных сил.

Эпюры распределения напряжений в ременных передачах.

Критерии работоспособности и причины выхода из строя ременных передач.

Основа расчета плоскоременной передачи.

Основа расчета клиноременной передачи.

КПД ременной передачи. Долговечность ремней.

Цепные передачи: применение, достоинства, недостатки.

Классификация цепей.

Параметры цепных передач.

Материалы цепи. Причины выхода из строя. Критерии работоспособности.

Допускаемое давление в шарнирах цепи.

Силы в цепных передачах.

Долговечность и КПД цепной передачи.

Зубчатые передачи: достоинства, недостатки, классификация.

Планетарные и дифференциальные механизмы.

Классы точности изготовления зубчатых колес. Причины выхода из строя зубьев. Материалы и критерии работоспособности зубчатых передач.

Параметры зубчатых передач, применяемых для расчета.

Расчетные нагрузки и допускаемые напряжения в зубчатых передачах на контактную выносливость.

Расчетные нагрузки и допускаемые напряжения в зубчатых передачах на изгибную выносливость.

Кинематика цилиндрических зубчатых передач.

Силы в зацеплении прямозубых цилиндрических зубчатых передач.

Расчет прямозубых цилиндрических зубчатых передач по напряжениям изгиба.

Расчет прямозубых цилиндрических зубчатых передач по контактным напряжениям.

Косозубые цилиндрические передачи: применение, достоинства, недостатки.

Параметры косозубых цилиндрических колес.

Силы в зацеплении косозубых цилиндрических колес.

Приведенное эквивалентное прямозубое колесо, применяемое для замены косозубого цилиндрического колеса.

Расчет косозубых цилиндрических зубчатых передач по напряжениям изгиба.

Расчет косозубых цилиндрических зубчатых передач по контактным напряжениям.

Конические прямозубые передачи: применение, достоинства и недостатки.

Геометрия и параметры конической прямозубой передачи.

Силы в зацеплении конических прямозубых передач.

Кинематика конической прямозубой передачи. Эквивалентное приведенное прямозубое цилиндрическое колесо, заменяющее коническое прямозубое колесо.

Расчет конической прямозубой передачи на изгиб.

Расчет конической прямозубой передачи по контактным напряжениям.

Конические передачи с непрямыми зубьями.

Червячные передачи: достоинства и недостатки.

Геометрия червячной передачи.

Силы в зацеплении червячной передачи.

Кинематика червячной передачи.

КПД червячной передачи и самоторможение.

Тепловой расчет червячной передачи.

Скольжение в червячной паре. Причины входа из строя и материалы червячных пар.

Расчет червячных пар на изгиб.

Расчет червячных пар по контактным напряжениям.

Валы и оси: назначение и классификация.

Расчет валов на прочность: составление расчетной схемы.

Расчет валов на прочность: определение опасных сечений.

Расчет валов на прочность: запас усталостной прочности валов по изгибу.

Классификация подшипников.

Подшипники скольжения: область применения, достоинства, недостатки.

Конструкция и материалы подшипников скольжения.

Гидродинамическое трение. Причины выхода из строя подшипников скольжения.

Расчет сухого и полужидкостного подшипников скольжения .

Расчет жидкостного трения подшипника скольжения.

Классификация подшипников качения.

Конструкция и материалы подшипников качения.

Кинематика подшипников качения.

Распределение нагрузки между телами качения подшипников качения.

Причины выхода из строя и типоразмеры подшипников качения.

Расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности: определение эквивалентной динамической нагрузки; выбор коэффициентов Х и У; определение рабочей нагрузки на радиально-упорный подшипник.

Расчет подшипников качения по статистической грузоподъемности.

Муфты: назначение, классификация.

Выбор муфт.

Соединительные компенсирующие (зубчатые) муфты.

Упругие муфты МУВП: конструкция, расчет.

Упругие муфты МН: конструкция, расчет.

Сцепные управляемые муфты.

Основы взаимозаменяемости.

4 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ КУРСА

4.1 Общие методические указания

В курсе «Детали машин» изучаются основы проектирования машин и современные методы конструирования и расчета деталей и узлов. Базой для изучения служат дисциплины: «Машиностроительное черчение», «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов», «Технология металлов» и « Теория механизмов и машин». Курс «Детали машин» содержит разделы: введение, основы проектирования деталей машин; соединения; передачи; оси, валы и их соединения; подшипники; пружины; смазочные устройства.

Усвойте методы решения инженерных задач, внимательно разберите расчетные формулы, их выводы, а также чертежи, уясняя сущность возникающих явлений при работе отдельной детали или узла машины. Изучая курс по учебнику или пособию, следует составлять конспект, на полях которого записывать возникшие вопросы для выяснения их на консультации с преподавателем. В конспект рекомендуется вносить расчетные эскизы и схемы, на которых проявляют силы и размеры и только после этого составляют условие прочности детали или соединения. Записи должны кратко отражать сущность раздела, изложенного в книге, и отвечать на вопросы для самопроверки.

При расчетах и конструировании обратить внимание на правильность выбора допускаемых напряжении и коэффициентов, учитывая при этом технологию изготовления: механическую и термическую обработку, влияющее на форму и размер детали. В расчетах добиться снижения веса, повышения надежности и долговечности детали и узла машины.

Данный курс изучить по одному из указанных учебников основной литературы. Учебные пособия и справочники, приведенные в дополнительной литературе, могут использоваться при выполнении курсовой работы.

4.2 Содержание разделов и методические указания к их изучению

Введение

Изучение курса надо начинать с уяснения цели, структуры и связи этой дисциплины с другими общетехническими и специальными дисциплинами. Необходимо иметь понятие о машине, узле, подузле, детали и давать их определения.

Вопросы для самопроверки:

1.Какова цель и структура курса «Детали машин»? 2. Что вы знаете о классификации деталей машин? (Приведите определение) 3. Какие узлы, подузлы изучаются в курсе?

4.2.1 Основы проектирования деталей машин

Усвойте основные критерии работоспособности при расчете деталей машин. Следует помнить, что расчеты должны увязываться с экономическими требованиями, в связи в чем большую роль играет рациональный выбор машиностроительных материалов. Поэтому надо знать основные материалы, используемые в машиностроении, их марки, механические свойства и область применения. Ознакомитесь с профилями проката и материалами из пластмасс.

Для получения прочной, надежной, долговечной и экономичной машины необходимо применять упрочняющие технические и химические обработки, защитные покрытия, использовать стандартизацию, нормализацию и унификацию деталей и узлов машин.



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | Вперед → | Последняя | Весь текст