Общие сведения о механических передачах

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Филиал «СЕВМАШВТУЗ» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный морской технический университет» в г. Северодвинске

А.И. Бабкин, А.В. Руденко

ДЕТАЛИ МАШИН

И Основы конструирования

Учебное пособие для студентов заочной формы обучения

Специальности 180103

VI семестр

Северодвинск

УДК 621.81

Бабкин А.И., Руденко А.В. Детали машин и основы конструирования. Учебное пособие. – Северодвинск, РИО Севмашвтуза, 2007. – 125 с.

Ответственный редактор: к.т.н., доцент А.В. Руденко

Рецензенты: к.т.н., доцент Д.В. Кузьмин;

ведущий специалист НИТИЦ ФГУП «ПО «Севмаш» Ю.П. Голованов

Учебное пособие предназначено для студентов заочной формы обучения специальности 180103 «Судовые энергетические установки», изучающих учебную дисциплину «Детали машин и основы конструирования». Учебное пособие содержит теоретический и практический материал, необходимый для проектирования и конструирования деталей и узлов машин.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Севмашвтуза

ISBN 5-7723- Ó Севмашвтуз, 2006
Оглавление

Введение.......................................................................................................... 4

1 Механические передачи............................................................................... 5

1.1 Общие сведения о механических передачах....................................... 5

1.2 Классификация механических передач............................................... 5

1.3 Основные характеристики механических передач............................. 7

2 Зубчатые передачи....................................................................................... 9

2.1 Общие сведения о зубчатых передачах.............................................. 9

2.2 Классификация зубчатых передач...................................................... 10

2.3 Конструкция зубчатых колес.............................................................. 11

2.4 Способы нарезания зубьев.................................................................. 13

2.5 Нормы точности................................................................................... 13

2.6 Основные геометрические и кинематические характеристики эвольвентных цилиндрических зубчатых передач........................................................... 14

2.7 Силы и напряжения в зубчатом зацеплении....................................... 16

2.8Критерии работоспособности зубчатых передач............................... 17

2.9 Материалы зубчатых колес................................................................. 18

2.10 Допускаемые напряжения.................................................................. 22

2.11 Проектировочный расчет цилиндрических зубчатых передач....... 25

3 Червячные передачи.................................................................................... 34

3.1 Общие сведения о червячных передачах............................................ 34

3.2 Классификация червячных передач.................................................... 35

3.3 Основные геометрические и кинематические характеристики

червячных передач.................................................................................... 36

3.4 Силы в червячной передаче................................................................ 38

3.5 Критерии работоспособности червячных передач............................ 39

3.6 Материалы червячной пары и допускаемые напряжения................. 40

3.7 Проектировочный расчет червячных передач................................... 44

4 Ременные передачи...................................................................................... 50

4.1 Общие сведения о ременных передачах............................................. 50

4.2 Виды ременных передач...................................................................... 51

4.3 Конструкция ремней............................................................................ 52

4.4 Материалы шкивов.............................................................................. 54

4.5 Основные геометрические и кинематические характеристики

ременных передач...................................................................................... 54

4.6 Критерии работоспособности ременных передач............................. 56

4.7 Проектировочный расчет клиноременных передач........................... 56

5 Цепные передачи.......................................................................................... 65

5.1 Общие сведения о цепных передачах.................................................. 65

5.2 Цепи цепных передач........................................................................... 66

5.3 Особенности конструирования и эксплуатации цепных передач...... 68

5.4 Материалы звездочек цепных передач............................................... 70

5.5 Критерии работоспособности цепных передач.................................. 70

5.6 Основные геометрические и кинематические характеристики цепных передач 71

5.7 Проектировочный расчет цепных передач......................................... 72

6 Валы и оси.................................................................................................... 78

6.1 Общие сведения.................................................................................... 78

6.2 Конструктивные элементы валов и осей............................................. 79

6.3 Критерии работоспособности валов................................................... 79

6.4 Проектировочный расчет валов.......................................................... 80

6.5 Проверочный расчет на статическую прочность............................... 80

6.6 Проверочный расчет на усталостную прочность............................... 82

7 Подшипники................................................................................................. 86

7.1. Подшипники скольжения.................................................................... 87

7.1.1 Общие сведения............................................................................ 87

7.1.2 Подшипниковые материалы........................................................ 89

7.1.3 Конструкция корпусов подшипников......................................... 92

7.1.4 Конструкция вкладышей.............................................................. 93

7.1.5 Критерии работоспособности и расчета подшипников

скольжения............................................................................................. 94

7.2. Подшипники качения.......................................................................... 96

7.2.1 Общие сведения............................................................................ 96

7.2.2 Классификация подшипников качения........................................ 97

7.2.3 Основные типы подшипников качения........................................ 98

7.2.4 Обозначение подшипников качения............................................ 102

7.2.5 Критерии работоспособности и расчета подшипников качения 104

7.2.6 Крепление наружных и внутренних колец подшипников.......... 110

7.2.7 Способы установки подшипников............................................... 110

8 Муфты.......................................................................................................... 112

8.1 Общие сведения.................................................................................... 112

8.2 Постоянные муфты............................................................................... 112

8.2.1 Жесткие муфты............................................................................. 113

8.2.2 Компенсирующие муфты............................................................. 114

8.2.3 Упругие муфты............................................................................. 116

8.3 Сцепные управляемые муфты............................................................. 118

8.3.1 Сцепные управляемые муфты зацепления.................................. 119

8.3.2 Фрикционные муфты.................................................................... 120

8.4 Самодействующие муфты.................................................................... 121

8.4.1 Предохранительные муфты......................................................... 121

8.4.2 Обгонные муфты.......................................................................... 122

8.4.3 Центробежные муфты.................................................................. 123

8.5 Подбор муфт........................................................................................ 123

Список литературы......................................................................................... 125

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие «Детали машин и основы конструирования» разработано для студентов заочной формы обучения специальности 180103 «Судовые энергетические установки» (VI семестр).

Настоящее пособие разработано в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта подготовки специалистов 2000 года по квалификации инженер-механик.

Учебное пособие содержит краткий учебный материал по темам «Механические передачи», «Валы и оси», «Подшипники» и «Муфты».

К изучению учебной дисциплины «Детали машин и основы конструирования» студенты должны подходить подготовленными в области естественно-научных и общепрофессиональных дисциплин. Это даст студенту возможность хорошо изучить конструкции деталей, узлов и механизмов, основы их расчета и конструирования, а также приобрести опыт самостоятельного решения задач конструирования типовых узлов и деталей машин.

Издание данного учебного пособия вызвано необходимостью углубления знаний студентов по теоретической и прикладной механике, систематизации теоретического и практического материала, а также особенностью обучения по заочной форме. Студентам удобнее и проще изучать дисциплину с использованием учебного пособия, в котором сконцентрированы основные понятия, определения и методики расчета.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ

Общие сведения о механических передачах

Механическими передачами или просто передачами называют механизмы, служащие для передачи механической энергии на расстояние. При этом они могут, при необходимости, выполнять следующие функции:

· понижать (или повышать) частоту вращения, соответственно повышая (или понижая) вращающий момент;

· преобразовывать вид движения, например, вращательное в поступательное;

· регулировать скорость и изменять направление движения рабочего органа машины;

· распределять механическую энергию двигателя между несколькими исполнительными механизмами.

Основные причины применения передач в машинах следующие:

· требуемые скорости движения исполнительных механизмов, как правило, не совпадают с оптимальными скоростями двигателя. У исполнительных механизмов скорости значительно ниже, а тихоходные двигатели для больших вращающих моментов очень громоздки и дороги;

· для большинства технологических и транспортных машин необходима возможность регулирования скорости и периодическая работа с большими вращающими моментами при малых скоростях. Между тем регулирование скорости двигателя не всегда возможно и экономически оправдано;

· двигатели обычно выполняют для равномерного вращательного движения, а в машинах часто оказывается необходимым поступательное движение с заданным законом изменения скорости;

· двигатели не всегда могут быть непосредственно соединены с исполнительными механизмами из-за требований к габаритам машины, условий техники безопасности, удобства обслуживания, а иногда должны приводить по нескольку механизмов.