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

Основы проектирования

и конструирования

Учебное пособие для студентов заочной формы обучения

специальности 080502

III семестр

Северодвинск

2006

УДК 621.81

Бабкин А.И., Руденко А.В. Основы проектирования и конструирования. Учебное пособие. – Северодвинск, РИО Севмашвтуза, 2006. – 94 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 080502 «Экономика и управление на предприятии», изучающих учебную дисциплину «Основы проектирования и конструирования». Учебное пособие содержит теоретический и практический материал, необходимый для проектирования и конструирования деталей и узлов машин. В учебное пособие входит контрольная работа, задачи с примерами решения для успешного усвоения изложенного материала.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Севмашвтуза

Isbn 5-7723-  Севмашвтуз, 2006

Оглавление

Введение 4

1 Основы теоретической и прикладной механики 5

1.1 Основные понятия теоретической механики 5

1.1.1 Основные понятия и определения 5

1.1.2 Сила. Система сил 6

1.1.3 Момент пары сил 7

1.1.4 Связи 7

1.1.5 Условия равновесия системы сил 8

1.2 Основные понятия сопротивления материалов 10

1.2.1 Основные понятия и определения 10

1.2.2 Метод сечения. Напряжения 10

1.2.3 Механические характеристики материалов 12

1.2.4 Допускаемые напряжения. Коэффициент запаса прочности 13

1.2.5 Основные виды деформаций 14

1.3 Основные понятия теории машин и механизмов и основ

проектирования и конструирования 15

1.3.1 Классификация деталей машин 15

1.3.2 Проектирование и конструирование 16

1.3.3 Основные требования к конструкции деталей машин 17

1.3.4 Общие рекомендации при проектировании 19

1.3.5 Особенности расчетов при проектировании 20

1.3.6 Порядок проектирования 22

1.4 Краткие сведения о машиностроительных материалах 22

1.5 Краткие сведения о стандартизации и взаимозаменяемости

деталей машин, допусках и посадках 24

2 Соединения 27

2.1 Резьбовые соединения 27

2.1.1 Общие сведения 27

2.1.2 Классификация резьб 27

2.1.3 Геометрические параметры резьбы 28

2.1.4 Основные типы резьб 29

2.1.5 Основные параметры резьбы 32

2.1.6 Силы в резьбе 32

2.1.7 Крепежные детали 35

2.1.8 Материалы и степень точности крепежных деталей 38

2.1.9 Расчет резьбовых соединений 40

2.2 Заклепочные соединения 43

2.2.1 Общие сведения 43

2.2.2 Конструкция заклепок 44

2.2.3 Материалы заклепок 45

2.2.4 Конструкция заклепочных соединений 45

2.2.5 Расчет заклепочных соединений 46

2.3 Сварные соединения 48

2.3.1 Общие сведения 48

2.3.2 Типы сварки 48

2.3.3 Достоинства и недостатки сварных соединений 49

2.3.4 Виды сварных соединений 50

2.3.5 Расчет сварных соединений 50

2.3.6 Допускаемые напряжения 53

2.4 Соединения с натягом 54

2.4.1 Общие сведения 54

2.4.2 Достоинства и недостатки соединений с натягом 54

2.4.3 Способы получения соединений с натягом 55

2.4.4 Расчет соединений с натягом 56

2.5 Шпоночные соединения 60

2.5.1 Общие сведения 60

2.5.2 Достоинства и недостатки шпоночных соединений 60

2.5.3 Виды шпоночных соединений 60

2.5.4 Материал шпонок и допускаемые напряжения 64

2.6 Шлицевые соединения 65

2.6.1 Общие сведения 65

2.6.2 Достоинства и недостатки шлицевых соединений 65

2.6.3 Виды шлицевых соединений 65

2.6.4 Расчет шлицевых соединений 67

3 Винтовые механизмы 68

3.1 Общие сведения 68

3.1.1 Достоинства и недостатки винтовых механизмов 68

3.1.2 Область применения винтовых механизмов 68

3.1.3 Исполнения винтовых механизмов 69

3.2 Конструкция винтов и гаек 69

3.3 Материалы винтов и гаек 70

3.4 Расчет передачи «винт-гайка» 71

3.4.1 Расчет на износостойкость 71

3.4.2 Проверка на самоторможение 72

3.4.3 Выбор конструкции пяты 73

3.4.4 Расчет прочности винта 76

3.4.5 Проверка винта на устойчивость 77

3.4.6 Определение размеров гайки 79

3.4.7 Расчет привода винтового механизма 82

3.4.8 Расчет параметров передачи 82

4 Задания на контрольную работу 83

Задача №1 83

Задача №2 85

Задача №3 88

Задача №4 90

Задача №5 92

Список литературы 94

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие «Основы проектирования и конструирования» разработано для студентов заочной формы обучения специальности 080502 «Экономика и управление на предприятии» (III семестр).

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

Учебное пособие содержит краткий учебный материал, задания на контрольную работу №1 (5 задач по 40 вариантов) и примеры ее выполнения с подробными пояснениями.

К изучению учебной дисциплины «Основы проектирования и 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 механики, 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, методы и примеры решения типовых задач.