Лекция 1 общие сведения о деталях машин. Классификация механизмов, узлов и деталей

План лекции

1. Цели и задачи дисциплины

2. Основные определения

3. Классификация механизмов, узлов и деталей машин

4. Модели нагружения деталей машин

5. Причины выхода из строя ДМ

6. Техническая диагностика

1. Цели и задачи дисциплины

Курс "Детали машин и основы конструирования" базируется на комплексе фундаментальных и общетехнических дисциплин (математики, физики, инженерной графики, теоретической механики, сопротивления материалов, технологии металлов, основ метрологии и взаимозаменяемости и др.).

1.1. Цель дисциплины:

- изучение основных методов расчета деталей машин по критериям работоспособности;

-изучение устройства, применение и основы проектирования деталей и узлов машин;

- критическое сравнение разных конструкций деталей и узлов машин для выбора наилучшей конструкции при заданных условиях ее работы, а также нахождение причины неудовлетворительной работы машин для предупреждения их простоев и аварий.

1.2. Основные задачи изучения дисциплины:

- изучение основ прочности и освоение расчетов на прочность деталей машин;

- освоение общих принципов построения машин, механизмов, деталей и их проектирования.

Специалист должен знать основы проектирования и расчета типовых конструкций узлов и деталей машин, самостоятельно решать задачи по конструированию машин с использованием методов анализа и оптимизации на ЭВМ.

Специалист должен уметь:

- самостоятельно конструировать узлы машин общего назначения по заданным выходным параметрам;

- самостоятельно подбирать справочную литературу, стандарты, а также прототипы конструкций при проектировании;

- учитывать при проектировании требования технологичности, экономичности, ремонтопригодности, стандартизации, промышленной эстетики, унификации машин, охраны труда, экологии;

- выбирать наиболее подходящие материалы для деталей машин и рационально их использовать;

- выполнять расчеты деталей и узлов машин, пользуясь справочной литературой и стандартами;

- оформлять графическую и текстовую конструкторскую документацию в полном соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСТП;

- пользоваться при подготовке расчетной и графической документации типовыми программами ЭВМ, а также самостоятельно составлять простейшие программы.

Требования к уровню освоения содержания дисциплин.

В результате изучения дисциплины студент должен получить знания по основам проектирования механизмов и машин, стадиям разработки конструкторской документации, по оценке работоспособности и надежности деталей и машин в целом; уметь выполнять структурный анализ машины и составляющих ее узлов, оптимизировать их. В ходе выполнения курсовой работы студент должен приобрести навыки проектирования при разработке привода машины (конвейера, станка) с применением современных методов и средств расчета и проектирования.

2. Основные определения

Проектирование (projecting,projection,planning,designing) – процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующего объекта, на основе первичного описания этого объекта и/или алгоритма его функционирования или алгоритма процесса, преобразованием (в ряде случаев неоднократным) первичного описания, оптимизацией заданных характеристик объекта и алгоритма его функционирования или алгоритма процесса устранением некорректности первичного описания и последовательным представлением (при необходимости) описаний на различных языках.

Механизм – система подвижно соединенных тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких тел в целесообразные движения других тел.

Машиной называют механизм или устройство, выполняющее механические движения, служащие для преобразования энергии, материалов или информации с целью облегчения или замены физического или умственного труда человека и повышения его производительности. В зависимости от основного назначения различают машины:

• энергетические, преобразующие тот или вид энергии в механическую и наоборот (двигатели, генераторы, динамо машины, компрессора)

• рабочие, в том числе:

• технологические, изменяющие свойства, форму или размеры обрабатываемого предмета

• транспортные, перемещающие тела (конвейеры, краны )

• информационные, преобразующие информацию (шифровальные машины, механические интеграторы, корреляторы)

• электронные вычислительные машины (ЭВМ, компьютеры), обрабатывающие информацию в соответствии с заданным алгоритмом.

Агрегат (от лат. aggregatus – присоединенный), устройство в виде единой совокупности [соединения] деталей, сборочных единиц и/или других устройств, предназначенное для решения самостоятельной функциональной задачи в составе машины или оборудования .

Аппарат (apparatus) – функционально и конструктивно самостоятельное устройство, предназначенное для осуществления технологического процесса или отдельных операций, обычно теплотехнических (электрических), химического характера, например, в ы п а р н о й а п п а р а т (evaporator); к о п и р о в а л ь н ы й а п п а р а т (duplicator); или для осуществления собственного движения (например, летательный аппарат, flying vehicle, космический летательный аппарат, space).

Термин аппарат используют в профессиональных наименованиях некоторых механизмов и рабочего оборудования машин, например, о б в о д н о й а п п а р а т (п р о к а т н о г о с т а н а), reparator; в ы с е в а ю щ и й а п п а р а т , distributor, seeding apparatus, feed nin;б о т в о с р е з а ю щ и й а п п а р а т, vine cutter, а также в наименованиях отдельных частей машин, например, л о п а т о ч н ы й а п п а р а т (т у р б и н ы), blade system; н а п р а в л я ю щ и й а п п а р а т а к т и в н о й т у р б и н ы , nozzle.

Робот (чешское robot от robota – барщина, подневольный труд, rob – раб; слово придума­но чешским писателем К. Чапеком и означало у него "искусный в работе человек"), ROBOT – автоматически управляемая механическая система, выполняющая манипуляционные (перемещение объекта в пространстве) и локомоционные (изменение положения системы) операции.

Наиболее распространенный из роботов - промышленный робот, manipulating industrial robot – перепрограммируемый (имею­щий возможность изменять основные движения и вспомогательные функции без изменения кон­струкции), многоцелевой (приспособленный к различным случаям применения путем изме­нения конструкции) робот, предназначенный для использования в области промышленной ав­томатизации.

Аналогичные с роботом функции выполняет ав­тооператор, fixed sequence manipulator, но в отличие от робота он осуществляет каждый шаг задан­ной операции в соответствии с заранее установлен­ной схемой движений, которая не может быть изме­нена без изменения конструкции.

Манипулятор (франц. manipuiateur, от лат manipulus – пригоршня, горсть, manus – рука), MANIPULATOR

- управляемое устройство или машина для выпол­нения двигательных функций, аналогичных функциям руки человека при перемещении объектов в пространстве, оснащенное раб. органом (обычно захватным устройством).

Привод (машины, механизма) – система взаимосвязанных устройств, предназначенная для приведения в движение одной или нескольких частей машины.

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ,TRANSMISSION BOX, GEAR TRANSMISSION, FIXED-RATIO TR.-V" SION- механизм, в котором ступенчатое изменение передаточного отношения осуществляется при переключении зубчатых передач, размещенных в отдельном корпусе [коробке].

Все машины состоят из деталей, которые объединены в узлы (сборочные единицы).

Изделие – любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.

Машины, механизмы, приборы, аппараты, приспо­собления, инструменты и другие изделия основного и вспо­могательного производств машиностроительных предприятий изготовляют из деталей. Деталью принято называть элемент конструкции, изготовленный из материала одной марки без применения сборочных операций (например, болт, гайка, вал и т. д.) или с использованием местных соединительных операций (сварка, пайка, склеивание)

Совокупность деталей, соединенных на предприятии-изго­товителе сборочными операциями (завинчиванием, сваркой и т. д.) и предназначенных для совместной работы, назы­вают сборочной единицей (узлом). Простейший узел является составной частью более сложного узла, который, в свою оче­редь, оказывается узлом изделия, комплекса и т. п. Харак­терными примерами узлов являются (по мере нарастания сложности) подшипник, узел опоры, редуктор и т. и.

Комплекс состоит из нескольких специализированных изделий взаимосвязанного назначения, не соединяемых на предприятии – изготовителе посредством сборочных операций.

Комплект – несколько изделий общего функционального назначения вспомогательного характера не соединяемых на предприятии – изготовителе посредством сборочных операций

Изготовление конструкций и узлов из деталей позволяет использовать различные материалы, облегчает их изготовление, эксплуатацию и ремонт, обеспечивает возможность их нор­мализации и стандартизации, изготовления на специализи­рованных заводах и т. д.

В каждой машине число деталей исчисляется сотнями, тысячами, а в крупных машинах, например в самолете — миллионами.