Тема 1. Основные положения. Цель и задача раздела «Детали машин». Механизм и машина. Машины-двигатели и рабочие машины. Детали и узлы (сборочные единицы) машин, их классификация.
Современные направления в развитии машиностроения. Основные задачи научно-технического прогресса в машиностроении. Требования, предъявляемые к машинам, узлам и их деталям.
Возникновение переменных напряжений при работе деталей машин. Циклы напряжений и их характеристики. Усталостное разрушение деталей. Предел выносливости материала. Зависимость предела выносливости от асимметрии цикла. Факторы, влияющие на предел выносливости. Запас прочности.
Контактная прочность деталей машин и контактные напряжения.
Критерий работоспособности и расчета деталей машин: прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость.
Основные понятия о надежности машин и их деталей.
Проектировочный и проверочный расчеты. Понятие о системе автоматического проектирования (САПР).
Тема 2. Сварные и клеевые соединения. Назначение соединений. Общие требования к соединениям. Неразъемные и разъемные соединения.
Общие сведения о сварных соединениях. Достоинства, недостатки и область применения. Виды сварных соединений в зависимости от взаимного расположения свариваемых элементов. Основные типы сварных швов. Расчет при осевом нагружении соединяемых деталей. Допускаемые напряжения для сварных соединений.
Общие сведения о клеевых соединениях. Достоинства, недостатки и область применения. Факторы, влияющие на выбор марки клея. Виды клеевых соединений.
Тема 3. Соединения с натягом. Общие сведения. Цилиндрические соединения с натягом. Способы их получения. Достоинства, недостатки и область применения.
Расчет соединений с натягом и выбор стандартной посадки. Проверка прочности охватывающей детали.
Тема 4. Резьбовые соединения. Винтовая линия и винтовая поверхность и их образование. Классификация резьб и основные геометрические параметры резьбы. Основные типы резьб, их сравнительная характеристика и область применения. Способы изготовления резьб. Конструктивные формы и способы стопорения резьбовых соединений.
Силовые соотношения в винтовой паре. Момент в резьбе и момент торцового трения. Соотношение между силой затяжки и силой на ключе (выигрыш в силе). Самоторможение в винтовой паре. КПД винтовой пары.
Расчет одиночного болта (винта, шпильки) на прочность при постоянной нагрузке. Основные расчетные случаи: затянутый болт без внешней осевой силы, затянутый болт с дополнительной осевой силой; болт нагружен поперечной силой (два случая — болт поставлен с зазором и без зазора).
Классы прочности и материалы резьбовых деталей. Выбор допускаемых напряжений при контролируемой и при неконтролируемой затяжке.
Тема 5. Шпоночные и шлицевые соединения. Шпоночные соединения. Назначение, достоинство и недостатки. Основные типы стандартных шпонок и их сравнительная характеристика. Проверочный расчет соединений призматическими и сегментными шпонками. Материал и допускаемые напряжения.
Шлицевые соединения. Назначение, достоинства и недостатки. Классификация по характеру соединения, по форме зубьев, по способу центрирования ступицы относительно вала и их сравнительная характеристика. Проверочный расчет шлицевых прямобочных соединений. Материал и допускаемые напряжения.
Тема 6. Общие сведения о передачах. Вращательное движение, его достоинство и роль в механизмах и машинах. Назначение передач по принципу действия и принципу передачи движения от ведущего звена к ведомому. Основные кинематические и силовые соотношения в передачах.
Тема 7. Фрикционные передачи. Принцип работы и устройство фрикционных передач с нерегулируемым (постоянным) передаточным числом. Достоинства и недостатки, область применения. Цилиндрическая передача гладкими катками, определение требуемой силы их прижатия. Способы прижатия и материалы катков. Виды разрушения рабочих поверхностей катков. Понятие о критериях работоспособности и расчета на прочность.
Передачи с плавным бесступенчатым регулированием передаточного числа — вариаторы. Кинематические схемы вариаторов и область их применения. Определение диапазона регулирования.
Тема 8. Зубчатые передачи. Общие сведения о зубчатых передачах; принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения. Классификация зубчатых передач.
Основы теории зубчатого зацепления (основная теорема зацепления, эвольвента окружности). Образование эвольвентного зацепления. Зацепление двух эвольвентных колес; основные элементы и характеристики зацепления, скольжение при взаимодействии зубьев. Зацепление эвольвентного зубчатого колеса с рейкой. Принципиальные основы нарезания зубьев методом обкатки. Делительная окружность. Исходный контур зубчатой рейки. Краткие сведения об изготовлении зубчатых колес. Точность изготовления и КПД зубчатых передач. Подрезание зубьев. Основные понятия о зубчатых колесах со смещением. Виды разрушения зубьев и основные критерии работоспособности и расчета зубчатых передач. Материалы зубчатых колес и допускаемые напряжения.
Прямозубые цилиндрические передачи. Основные геометрические соотношения. Силы, действующие в зацеплении. Расчет на контактную прочность и изгиб, исходные положения для расчета, расчетная нагрузка, вывод формулы проверочного и проектировочного расчетов. Выбор основных параметров и расчетных коэффициентов.
Косозубые цилиндрические передачи. Основные геометрические соотношения. Силы, действующие в зацеплении. Особенности расчета косозубых передач на контактную прочность и на изгиб. Выбор основных параметров и расчетных коэффициентов. Шевронные цилиндрические зубчатые передачи. Передачи с зацеплением Новикова.
Конические прямозубые передачи и конические передачи с круговым зубом. Основные геометрические соотношения. Силы, действующие в зацеплении. Расчет конических передач. Выбор основных параметров и расчетных коэффициентов.
Планетарные зубчатые передачи; принцип работы и устройство. Достоинства и недостатки, область применения. Определение передаточных отношений. Особенности расчета планетарных передач.
Волновые зубчатые передачи, принцип работы и устройство. Достоинства, недостатки и область применения. Передаточное отношение. Конструктивные разновидности генераторов волн и гибких колес.
Тема 9. Передача винт-гайка. Винтовая передача; принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения. Передачи с трением скольжения и трением качения, их сравнительная оценка. КПД передачи. Виды разрушения передачи. Материалы винтовой пары. Проектировочный и проверочный расчеты передачи с трением скольжения. Допускаемые напряжения.
Тема 10. Червячные передачи. Общие сведения о червячных передачах; принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения. Классификация.
Червячная передача с архимедовым червяком. Нарезание червяков и червячных колес. Основные геометрические соотношения. Скорость скольжения в червячной передаче. Передаточное число и КПД червячной передачи. Силы, действующие в зацеплении. Виды разрушения зубьев червячных колес. Материалы звеньев червячной пары. Допускаемые напряжения для материалов червячных колес. Расчет зубьев колеса на контактную прочность и на изгиб. Выбор основных параметров и расчетных коэффициентов. Тепловой расчет червячной передачи.
Тема 11. Редукторы. Общие сведения о редукторах. Назначение, устройство, классификация. Конструкции одно- и двухступенчатых редукторов. Мотор-редукторы. Основные параметры редукторов.
Тема 12. Ременные передачи. Общие сведения о ременных передачах; принцип работы, устройство, достоинство и недостатки, область применения.
Детали ременных передач: приводные ремни, шкивы, натяжные устройства. Сравнительная характеристика передач плоскими, клиновыми иполиклиновыми ремнями. Основные геометрические соотношения в передачах. Силы инапряжения в ветвях ремня. Силы, действующие на валы и подшипники. Скольжение ремня на шкивах. КПД передачи. Передаточное число. Расчет ременной передачи по тяговой способности. Зубчато-ременные передачи. Принцип работы. Достоинства и недостатки, область применения. Расчет зубчато-ременных передач.
Тема 13. Цепные передачи. Общие сведения о цепных передачах: принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения. Детали цепных передач (приводные цепи, звездочки и натяжные устройства) исмазка цепи. Основные геометрические соотношения в передаче. Передаточное число. Силы, действующие в цепной передаче. Проектировочный и проверочный расчеты цепной передачи. Выбор основных параметров и расчетных коэффициентов. КПД передачи.
Тема 14. Валы и оси. Валы и оси, их назначение и классификация. Элементы конструкции (цапфы, посадочные поверхности, переходные участки). Материалы валов и осей.
Выбор расчетных схем. Проектировочный расчет вала. Проверочный расчет вала. Конструктивные и технологические способы повышения сопротивления усталости.
Проверочный и проектировочный расчеты осей.
Тема 15. Подшипники. Общие сведения. Подшипники скольжения: конструкция, достоинства и недостатки, область применения, материалы и смазки. Виды разрушения и основные критерии работоспособности. Расчет на износостойкость и теплостойкость. Подшипники скольжения без смазки, КПД подшипников скольжения.
Подшипники качения: устройство и сравнение с подшипниками скольжения. Классификация, условные обозначения и основные типы. Особенности работы радиально-упорных шарико- и роликоподшипников. Подбор подшипников по динамической грузоподъемности. Смазка и уплотнения. Краткие сведения о конструировании опор валов.
Тема 16. Муфты. Муфты, их назначение и классификация. Устройство и принцип действия основных типов муфт. Методика подбора стандартных и нормализованных муфт.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
