Основы конструирования и расчета деталей машин

Создание машин должно предусматривать их наибольший экономический эффект и высокие технико-экономические и эксплуатационные показатели. Основное требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, безотказность, технологичность, ремонтопригодность, долговечность, минимальные габариты и масса, удобство в эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.

Проектирование – это разработка общей конструкции изделия. Конструирование – это дальнейшая детальная разработка всех вопросов, решение которых необходимо для воплощения принципиальной схемы в реальную конструкцию.

Проект – это документация, получаемая в результате проектирования и конструирования. Расчеты деталей машин включают:

- определение сил, действующих на звенья узла;

- расчеты конструкций на прочность;

- обоснование выбора материала и наиболее технологичных форм деталей;

- определение процесса сборки и разборки узлов и машины в целом.

При проведении расчетов используют действующие стандарты, справочную литературу.

Наиболее важные параметры, подлежащие расчету, – это величины воздействующих на деталь нагрузок (действующих на сжатие, изгиб, кручение), прочностных характеристик, геометрических размеров детали (диаметра, длины, толщины, количества зубьев в зубчатых передачах ), требуемых типов и размеров крепежных элементов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЧЕТА

1. Определение системы сервиса и ее функционирования.

2. Услуги, оказываемые человеку на транспорте.

3. Услуги, оказываемые транспортному средству.

4. Услуги, оказываемые транспортной системе.

5. Общая характеристика технических средств сервиса.

6. Мероприятия по предупреждению пожаров.

7. Типы систем пожаротушения.

8. Системы микроклимата.

9. Функции систем оказания услуг в сфере заказов на перевозки пассажиров и грузов.

10. Системы обслуживания транспортных средств.

11. Показатели эффективности систем сервиса.

12. Надежность как комплексное свойство объекта.

13. Состояние объекта и события, характеризующее надежность.

14. Показатели безотказности средств сервиса.

15. Показатели долговечности средств сервиса.

16. Показатели ремонтопригодности средств сервиса.

17. Комплексные показатели надежности средств сервиса.

18. Факторы, влияющие на надежность средств сервиса.

19. Основы расчета долговечности элементов средств сервиса.

20. Классификация функциональных элементов систем сервиса.

21. Фундаментальные законы естествознания.

22. Законы механики.

23. Параметры вращательного движения.

24. Центр масс объекта.

25. Полезные силы при поступательном движении объекта.

26. Гравитационная сила.

27. Силы сопротивления движению. Силы трения.

28. Основы термодинамики: термодинамика как наука, теплота, рабочее тело.

29. Характеристики свойств рабочего тела.

30. Параметры состояния термодинамической системы.

31. Процессы преобразования энергии: прямой цикл.

32. Процессы преобразования энергии: обратный цикл.

33. Классификация элементов машин.

34. Типы передач и виды передаточных механизмов.

35. Понятие об осях, валах и муфтах.

36. Подшипники: назначение и виды.

37. Типы соединений элементов.

38. Виды защиты механизмов и человека от вибраций.

39. Основные этапы расчета деталей машин и параметры, подлежащие расчету.

КРАТКИЙ СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Безотказность –свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Вал– механизм, служащий для передачи вращающего момента; он поддерживает вращающиеся детали или соединяет их, испытывая кручение и изгиб.

Вращательное движение –движение тела, отдельные точки которого описывают окружности разных радиусов с центрами, лежащими на неподвижном перпендикуляре к плоскости тела (на оси).

Вибрация -процесс, при котором происходят непрерывные или установившиеся колебания, вызванные длительным временем воздействия.

Виброзащита – совокупность методов и средств для уменьшения вредного воздействия вибрации на человека. К таким методам относятся методы виброгашения, вибропоглощения, виброизоляции.

Гравитационная сила –сила взаимодействия между любыми двумя материальными телами.

Движитель – устройство, с помощью которого механическая энергия, вырабатываемая двигателем, преобразуется в тяговую силу.

Долговечность– свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технических условий и ремонтов.

Исправное состояние – состояние объекта, характеризуемое соответствием всех его параметров технической документации.

Коэффициент технического использования –отношение математического ожидания интервалов времени пребывания объектов в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий пребывания объекта в работоспособном состоянии, простоев, обусловленных техническим обслуживанием и ремонтом за тот же период эксплуатации.

Критерий эффективности – правило, с помощью которого, используя показатель эффективности, принимают решение о варианте системы.

Муфта – устройство, служащее для передачи вращающего момента от одного вала к другому при их последовательном расположении.

Надежность –свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта. Наработка, например, транспортных средств может выражаться в единицах времени, количества циклов работы, пройденным расстоянием (км, тыс.км), массой перевезенного груза (тонны), пространственно-массовыми характеристиками (тонно - километры) и др.

Неисправное состояние – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Обратный цикл – последовательное проведение термодинамических процессов, в результате осуществления которых за счет механической работы достигается охлаждение вещества.

Объекты оказания услуг– люди (пассажиры, члены экипажа, сотрудники транспортных агенств и др.), транспортные средства, организационно-технические транспортные системы (совокупности управляющих лиц, средств управления и объектов управления).

Ось – механизм,поддерживающий установленные на нем детали, воспринимает поперечные (а иногда и продольные усилия), но не передает вращающего момента; она работает главным образом на изгиб.

Отказ –событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.

Передача– механизм, служащий для передачи вращательного движения от ведущего звена к ведомому.

Передача зубчатая –механизм, передающий движение от одного вала к другому благодаря зацеплению зубьев и предназначенный для передачи вращения с изменением угловых скоростей и моментов или для преобразования одного вида движения в другой.

Передача ременная – механизм, состоящий из двух шкивов, закрепленных на валах, и охватывающего их ремня: плоского, клинового или круглого сечения.

Передача фрикционная – механизм, состоящий из двух цилиндрических катков, ведущего и ведомого, насаженных на параллельные валы и прижимаемых друг к другу с определенной силой.

Передача цепная – механизм, состоящий из двух колес с зубьями особой формы (звездочек) и цепи, охватывающей их.

Передача червячная – механизм, служащий для передачи вращения от одного вала к другому, когда оси валов перекрещиваются.

Передаточное число передачи – отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Подшипники– механизмы, поддерживающие вращающиеся оси и валы и воспринимающие от них радиальные и осевые нагрузки.

Подшипники качения – это опоры вращающихся или качающихся деталей, использующие элементы качения и работающие на основе трения качения.

Подшипники скольжения – это опоры вращающихся деталей, работающие при относительном скольжении поверхности цапфы по поверхности подшипника, разделенных слоем смазки.

Показатель эффективности – мера, с помощью которой измеряется свойство системы, проявляющееся при ее функционировании для достижения определенной цели.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Прямой цикл– последовательное проведение термодинамических процессов, в результате осуществления которых за счет подвода теплоты от источника энергии она преобразуется в полезную механическую работу.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Рабочее тело– совокупность материальных объектов (веществ), с помощью которых работает транспортная система и ею создается полезный эффект.

Ремонтопригодность– свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.

Силы сопротивления движению – силы трения и силы сопротивления перемещению тела.

Системы микроклимата– системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Системы обслуживания транспортных средств– совокупности средств, предназначенных для диагностирования, восстановления работоспособности в случае отказов или происшествий, проведения плановых технических обслуживаний и ремонтов транспортных средств.

Системы пожаротушения– группа систем, предназначенных для подачи огнегасящих веществ (воды, пара, пены, инертных газов, легкоиспаряющихся жидкостей и т.п.) к очагу пожара или для обеспечения профилактических противопожарных мероприятий.

Соединения элементов– изделия, материалы или технологические способы скрепления деталей, узлов, элементов конструкции между собой. Соединения могут быть заклепочными, клеевыми, резьбовыми, сварными.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Срок службы – календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.

Теплота – форма энергии, проявляющаяся в интенсивности теплового движения молекул и атомов вещества.

Термодинамика – наука о соотношении между теплотой и работой, о свойствах рассматриваемого объекта и параметрах состояния.

Технические средства сервиса– транспортные средства, средства обеспечения необходимого микроклимата, безопасности, оборудования автозаправочных станций, станций технического обслуживания, ремонтных предприятий, информационно-вычислительные средства и системы.

Технический ресурс – наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.

Транспортные услуги – услуги по доставке грузов и пассажиров.

Фундаментальные законы естествознания– законы, составляющие основу всех явлений, происходящих в природе.

Функция оказания услуг человеку на транспорте– обеспечение проездными документами, доставка к транспортному средству, обеспечение комфортных условий и безопасности в транспортном средстве.

Функциональные элементы производственных систем сервиса –диагностические станции, станции технического обслуживания, ремонтные заводы, депо, доки.

Цапфа– опорная часть осей и валов.

Цели функционирования систем сервиса– полнота, качество, своевременность и надежность оказания услуг.

Эффективность – степень приспособленности системы к выполнению своих функций для достижения целей функционирования.

ЛИТЕРАТУРА

1. Большая энциклопедия транспорта. В 8 т. /Гл. ред. В.П. Калявин. Т.1. Общие вопросы – М.: Восточный Банк коммерческой информации, 1994.–

394 с.

2. Маркетинг: учебник, практикум и учебно-методический комплекс по маркетингу /Р.Б. Ноздрева, Г.Д. Крылова, М.И. Соколова, В.Ю. Гречков. – М.: Юристъ, 2002. – 568 с.

3. Надежность в машиностроении: Справочник /Под общ. Ред. В.В. Шашкина, Г.П. Карзова. – СПб.: Политехника, 1992 – 719 с.

4. Песоцкая Е.В. Маркетинг услуг. Краткий курс. Учеб. пособ. – СПб.: Питер, 2000 – 160 с.

5. Трофимова Т.И. Курс физики: Уч. пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1990 – 478 с.

6. Хомченко Г.П. Химия. М.: Высш. школа, – 1988.

7.Чернов К.И. Основы технической механики. – М.: Машиностроение, 1986 – 256 с.