Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин с решением

 

Если у вас нету времени на задачи по деталям машин вы всегда можете попросить меня, вам нужно написать мне, и я вам помогу онлайн или в срок 1-3 дня всё зависит что там у вас за работа, вдруг она огромная! Чуть ниже размещён теоретический и практический материал, который вам поможет сделать работу если у вас много свободного времени и желания!

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

Заказать работу по деталям машин помощь в учёбе

 

Деталь – представляет собой часть от конструкции машины, которую изготавливают без сборочных операций. Иными словами, это элементы на которые можно разобрать ту или иную машину. Деталью является, например, гайка или болт, зубчатое колесо или пружина, корпус и т.п. О каких машинах идет речь в нашем предмете? По назначению машины условно подразделяются на три группы: энергетические, технологические или рабочие и информационные. Для нашей специальности интерес представляют только рабочие машины, а именно металлорежущие станки, автоматические линии, роботы и т.п.

Есть разновидности деталей, которые применяются почти во всех рабочих машинах, так называемые, детали машин общего назначения – зубчатые колеса, валы, оси, винты и т.п. К узлам общего назначения относятся, например, подшипники. Большинство деталей и узлов общего назначения нормализованы и стандартизованы. Дисциплина «Детали машин и основы конструирования» занимается вопросами расчета и проектирования деталей и узлов общемашиностроительного применения. Детали же специального назначения, встречаемые в отдельных видах машин, такие как, шпиндель станка, коленчатый вал двигателя и т.п. являются предметом изучения других курсов.

Узел есть законченная сборочная единица, состоящая из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение – муфта, редуктор и т.п. Простейший узел – подшипник – включается, как составная часть, в более сложный узел – редуктор – который в свою очередь оказывается узлом изделия или машины.

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

Решение задач по деталям машин с примерами онлайн

 

Основные требования к деталям и узлам машин

 

Как определить качество конструкции детали? Совершенство конструкции детали оценивается по ее надежности и экономичности.

Надежность – свойство детали, узла, машины сохранять во времени свою работоспособность.

Экономичность – характеристика, связанная со стоимостью материала, затратами на производство и эксплуатацию.

Основными критериями работоспособности деталей машин являются:

  • Прочность
  • Жесткость
  • Износостойкость
  • Коррозионная стойкость
  • Теплостойкость
  • Виброустойчивость

Для одних деталей важен один критерий, а для других – иной. Например, для крепежных винтов главным критерием служит прочность, а для ходовых винтов суппортов станков – износостойкость или жесткость, или и то и другое.

В соответствии с перечнем критериев работоспособности необходим ответный перечень инженерных методик расчета деталей машин, т.е. расчет на прочность, расчет жесткости и т.д.

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

Контрольная работа по деталям машин заказать

 

Работоспособность деталей машин обеспечивается:

  • · Выбором соответствующего материала
  • · Рациональной конструктивной формой
  • · Расчетом размеров по главным критериям работоспособности.

 

Коротко об основных критериях работоспособности.

Прочность – главный критерий работоспособности большинства деталей, т.к. разрушение частей машин приводит к тяжелым последствиям. Различают разрушение вследствие потери статической прочности или сопротивления усталости. Расчеты на прочность в курсе ДМиОК имеют форму инженерных расчетов применительно к конкретным деталям. Для зубчатых колес одна методика расчета, для валов и осей – своя и т.д.

Жесткость – изменение размеров и формы деталей под нагрузкой.

Характеризует упругую податливость и представляет собой отношение приращения силы к величине деформации под действием этого приращения силы. Расчеты на жесткость предусматривают ограничение упругих перемещений в заданных пределах, чтобы выполнялось условие y < [y], где [y] – предельно допустимая деформация. Нормы жесткости деталей устанавливают на основе опыта эксплуатации и проектирования.

Изнашивание – процесс постепенного изменения размеров деталей в результате трения, в ходе которого увеличиваются зазоры в подшипниках, направляющих и в других подвижных соединениях. Снижается КПД, точность перемещений и т.п.

Коррозия – процесс постоянного разрушения поверхностных слоев металла под действием окисления. Считается, что из-за коррозии ежегодно теряется до 10% выплавляемого металла. Расчетов на долговечность по коррозии пока нет. Необходимы меры по защите деталей от коррозии.

Теплостойкость. Нагрев деталей машин может вызывать вредные последствия. Например, понижается защищающая способность масляных пленок из-за потери необходимой вязкости. Изменяются зазоры в сопрягаемых деталях, что может вызвать заклинивание или заедание. Снижается прочность материала и появляется ползучесть. Понижается точность работы машины. Все перечисленное заставляет делать тепловые расчеты и, если необходимо, вносить изменения в конструкцию, например, вводить искусственное охлаждение.

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

Помощь по деталям машин онлайн

 

Виброустойчивость. Вибрации вредны, т.к. они вызывают дополнительные переменные напряжения. При обработке деталей на станке вибрации снижают точность и качество поверхности. Вибрации увеличивают шум. Расчеты на колебания приобретают все большее значение, но сложны в точном математическом описании.

 

Основные требования к материалам

 

При выборе материала конструктору следует учитывать:

  • · Соответствие свойств материала главному критерию работоспособности (прочности, износостойкости и др.).
  • · Требование к массе и габаритам детали и машины в целом.
  • · Соответствие технологических свойств материала конструктивной форме детали и способу ее обработки.
  • · Стоимость и дефицитность материала.
  • · Фрикционные свойства и т.д.

 

Надежность деталей машин

 

Период жизненного цикла машины включает три этапа, от которых зависит ее надежность:

  • · Проектирование.
  • · Производство.
  • · Эксплуатация.

 

При проектировании закладываются основы надежности. Плохо продуманные и неотработанные конструкции не бывают надежными.

При производстве обеспечиваются все средства повышения надежности, предусмотренные конструктором. Отклонение от конструкторской документации нарушает надежность.

При эксплуатации реализуется надежность изделия. Безотказность и долговечность проявляются только в процессе работы машины. Зависят от методов и условий эксплуатации, технического обслуживания, режимов работы и т.д.

Для повышения надежности необходимо:

  • · Проектировать по возможности простые изделия с меньшим числом деталей;
  • · Использовать высокопрочные материалы и упрочняющую технологию (с целью повышения запасов прочности);
  • · Организовывать хорошую систему смазки;
  • · Предусматривать предохранительные устройства от случайных перегрузок;
  • · Использовать стандартные узлы и детали;
  • · Обеспечивать в конструкции легкий доступ к узлам и деталям для осмотра или замены;
  • · Применять статически определимые системы, как более надежные.

 

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

Курсовая работа по деталям машин заказать готовую онлайн

 

Задачи с решением

 

 

Задача 1.

Определить для металлоконструкции крана допустимое усилие в сварном нахлесточном соединении из листов сечением Задачи по деталям машин Напряжение в швах изменяется от Задачи по деталям машин На соединение, выполненное лобовым швом, действует усилие растяжения. Материал листов — сталь Ст. 3. Электрод— Задачи по деталям машин Сварка ручная, Задачи по деталям машинЗадачи по деталям машин

  • Решение:

1. Определяем допускаемое напряжение на растяжение по формуле (2.13) для листа из стали Задачи по деталям машин (по табл. 1.1 Задачи по деталям машинЗадачи по деталям машин (по табл. 2.2 для лобового шва с механической обработкой).

2. Определяем коэффициент, учитывающий переменность нагрузки:

Задачи по деталям машин

при Задачи по деталям машин

3. Допустимое напряжение на срез в сварном шве (см. табл. 2.1):

Задачи по деталям машин

4. Принимаем длину лобового шва с одной стороны соединения с учетом непровара в начале и кратера в конце шва Задачи по деталям машин мм при ширине листа 160 мм.

5. Определяем допустимое усилие на нахлесточное соединение с двусторонним лобовым швом (см. формулу 2.2) при Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин

6. Проверим напряжение в местах соединения по формуле (2.1):

Задачи по деталям машин

 

 

 

Задача 2.

Определить длину швов, крепящих уголок Задачи по деталям машин мм к полосе (рис. 2.13). Соединение должно быть равнопрочным основному элементу. Полоса и уголок из стали Ст 3. Сварка — ручная. Нагрузка — статическая.

  • Решение:

1. Определяем допускаемое напряжение растяжения уголка по формуле (2.13) из стали Ст 3 (см. табл. 1.1) Задачи по деталям машин
Задачи по деталям машин

2. Определяем допускаемое напряжение среза в шве по табл. 2.1, приняв электроды марки Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин

3. Находим усилие, которое может передать уголок, имеющий сечение Задачи по деталям машинЗадачи по деталям машинЗадачи по деталям машин

Задачи по деталям машин

4. Определяем потребную суммарную длину лобового и флангового швов по формуле (2.4), приняв катет шва Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин

5. Длина фланговых швов

Задачи по деталям машин

6. Определяем нагрузку, приходящуюся на фланговые швы.

Задачи по деталям машин
7. Фланговые швы расположены несимметрично относительно центра тяжести сечения уголка. Эти расстояния принимаем по Задачи по деталям машинЗадачи по деталям машин Исходя из того, что нагрузка на фланговые швы распределяется по закону рычага [35], находим:

Задачи по деталям машин

8. Находим длину каждого флангового шва:
Задачи по деталям машин
Учитывая дефекты шва (непровар в начале и кратер в конце), увеличиваем длину фланговых швов и принимаем Задачи по деталям машин

 

Возможно, вас также заинтересует эта ссылка:

РГР по деталям машин расчетно графическая работа

 

Задача 3.

Сконструировать сварное тавровое соединение (впритык) из листового материала (сталь Ст 1) толщиной Задачи по деталям машин мм для статической нагрузки Задачи по деталям машин с использованием различных способов сварки.

  • Решение:

1. Принимаем допускаемое напряжение на растяжение для листа Задачи по деталям машин

2. Принимаем соединение (см. рис. 2.11), выполненное без подготовки кромок электросваркой вручную. Следовательно, угловой шов работает на срез. Допускаемое напряжение на срез (см. табл. 2.1)

Задачи по деталям машин

3. Определяем ширину листа исходя из необходимой длины сварного шва по формуле (2.7):

Задачи по деталям машин
С учетом непровара в начале и кратера в конце шва общая длина

Задачи по деталям машин

4. Принимаем, что соединение выполнено автоматической сваркой с глубоким

проваром или с подготовкой кромок (рис. 2.8) свариваемых элементов. Тогда

сварной шов будет работать на растяжение. Допускаемое напряжение на растяжение для сварного шва (см. табл. 2.1)

Задачи по деталям машин

5. Ширина листа определяется длиной шва по формуле (2.8):

Задачи по деталям машин

6. Принимаем сварку ручную электродами Задачи по деталям машин ширина листа с учетом неизбежных дефектов в начале и в конце шва

Задачи по деталям машин

 

 

Задача 4.

Кронштейн корпуса подшипника сечением Задачи по деталям машин мм приварен к основанию угловыми швами по периметру (рис. 2.14). Катет шва Задачи по деталям машин мм. Кронштейн воспринимает переменную нагрузку согласно циклограмме, изображенной на рис. 1.8, б, Задачи по деталям машинЗадачи по деталям машин мм. Коэффициент асимметрии цикла напряжений Задачи по деталям машин Материал кронштейна — сталь Ст. 3.

Суммарное число циклов нагружения за срок службы Задачи по деталям машин Проверить прочность сварных швов.

  • Решение:

1. Определяем напряжение в швах от момента Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин

где Задачи по деталям машин — момент сопротивления швов: Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин момент инерции периметров швов:

Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин — расчетный момент инерции швов:

Задачи по деталям машин

2. Определяем напряжение в швах от силы Задачи по деталям машин (без учета поперечных швов)

Задачи по деталям машин

3. Результирующее напряжение от действия момента и силы определяется геометрическим сложением.

Задачи по деталям машин

4. Определяем допускаемое напряжение среза по формуле (2.15):

Задачи по деталям машин

Предел выносливости свариваемого материала по выражению (1.13):
Задачи по деталям машин
где Задачи по деталям машин (см. табл. 1.1);

Задачи по деталям машин — коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла (см. рис. 1.4, в).

Принимаем: Задачи по деталям машин — масштабный фактор (см. с. 32); Задачи по деталям машин — коэффициент безопасности (см. с. 32); Задачи по деталям машин — эффективный коэффициент концентрации напряжений шва (см. табл. 2.2); Задачи по деталям машин — коэффициент влияния качества обработки поверхности (учитывается в Задачи по деталям машин

Определяем коэффициент долговечности по формуле (1.19):

Задачи по деталям машин

где Задачи по деталям машин — базовое число циклов перемены напряжений (с. 32) Задачи по деталям машин — эквивалентное число циклов перемены напряжений (см. с. 15):

Задачи по деталям машин

при показателе степени кривой выносливости Задачи по деталям машин (с. 12):

Задачи по деталям машин
Подставляя значения, получим

Задачи по деталям машин

5. Условие прочности соблюдается:

Задачи по деталям машин

 

 

Задача 5.

Подобрать посадку, обеспечивающую соединение (см. рис. 3.1) для передачи Задачи по деталям машин при следующих данных: Задачи по деталям машин Материал — сталь 40, чистота поверхностей — 7-й класс.

  • Решение:

1. Принимаем коэффициент трения Задачи по деталям машин и определяем давление на посадочной поверхности Задачи по деталям машин обеспечивающее передачу заданного крутящего момента по формуле (3.2):

Задачи по деталям машин

2. Определяем расчетный натяг по формуле (3.4):

Задачи по деталям машин

где Задачи по деталям машин для стали; Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин

Находим Задачи по деталям машин
3. Определяем минимальный измеряемый натяг посадки по формуле (3.5):

Задачи по деталям машин

где Задачи по деталям машин определяем по табл. 3.1 в зависимости от шероховатости поверхности Задачи по деталям машин значит, Задачи по деталям машин

По Задачи по деталям машин этому наименьшему натягу соответсвует Задачи по деталям машин и отклонения отверстия будут Задачи по деталям машин отклонение вала Задачи по деталям машин наименьший натяг Задачи по деталям машин наибольший натяг Задачи по деталям машинЗадачи по деталям машин
5. Проверяем допустимость такой посадки из условия работоспособности деталей. Опасными для данного случая являются точки на внутренней поверхности охватывающей детали. Проверку выполняем по наибольшему расчетному натягу
(с учетом сглаживания неровностей), соответствующему выбранной посадке,
Задачи по деталям машин

Находим максимальное давление, которое вызовет максимальный расчетный натяг по формуле (3.14):

Задачи по деталям машин
Наибольшее эквивалентное напряжение определяем по формуле (3.10):

Задачи по деталям машин

Для стали Задачи по деталям машин

Коэффициент запаса
Задачи по деталям машин
что приемлемо.

6. Определяем необходимую разность температур деталей для сборки по горячей посадке по формуле (3.7):
Задачи по деталям машин
где Задачи по деталям машин — зазор для удобства сборки, определяется по стандарту допусков для посадки Задачи по деталям машин минимальное значение Задачи по деталям машин — коэффициент линейного расширения для стали: Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин

 

 

Задача 6.

Подобрать посадку соединения венца червячного колеса с центром. Соединение нагружено'крутящим моментом Задачи по деталям машин и осевой силой Задачи по деталям машин Размеры соединения указаны на рис. 3.7.

Материалы: центр колеса — чугунное литье марки Задачи по деталям машин Венец —бронза марки Задачи по деталям машин предел текучести

Задачи по деталям машин Коэффициент трения Задачи по деталям машинЗадачи по деталям машин

  • Решение:

1. Определяем необходимое среднее давление на посадочной поверхности, обеспечивающее передачу заданной нагрузки, по формуле (3.3):

Задачи по деталям машинЗадачи по деталям машин

где Задачи по деталям машин — коэффициент запаса сцепления: Задачи по деталям машин
Задачи по деталям машин
2. Определяем необходимый средний расчетный натяг по формуле (3.4):

Задачи по деталям машин
где Задачи по деталям машин —для чугуна;

Задачи по деталям машин —для бронзы;

Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин

3. Определяем минимальный измеряемый натяг посадки по выражению (3.5):

Задачи по деталям машин

где Задачи по деталям машин — высота неровностей обработки по Задачи по деталям машин Принимаем для колесного центра 6-й, для венца 7-й классы шероховатости, тогда по табл. 3.1 Задачи по деталям машинЗадачи по деталям машин

Находим Задачи по деталям машин

4. Подбираем посадку по минимальному натягу Задачи по деталям машин Принимаем посадку по Задачи по деталям машин Этому-наименьшему натягу соответствует посадка Задачи по деталям машин для которой диаметр отверстия Задачи по деталям машин диаметр вала Задачи по деталям машин Наименьший натяг этой посадки Задачи по деталям машин Наибольший натяг Задачи по деталям машин

5. Производим проверку прочности венца по внутренней поверхности. Наибольший расчетный натяг с учетом сглаживания неровностей

Задачи по деталям машин

Находим максимальное давление, которое вызовет максимальный натяг, используя формулу (3.14):

Задачи по деталям машин

Наибольшее эквивалентное напряжение на внутренней поверхности венца определяем по формуле (3.10):

Задачи по деталям машин
Коэффициент запаса Задачи по деталям машин что вполне допустимо.
6. Определяем максимальное усилие, необходимое для запрессовки венца на колесо, по формуле (3.6):

Задачи по деталям машин

 

 

 

Задача 7.

Определить максимально допустимый крутящий момент,'Ткоторый может передать посадка с гарантированным натягом, соединяющая вал с муфтой, при следующих данных: диаметр вала Задачи по деталям машин диаметр втулки . муфты Задачи по деталям машин длина втулки муфты Задачи по деталям машин посадка Задачи по деталям машин материал муфты и вала — сталь 45. Обработка поверхности вала и втулки по 7-му классу. Крутящий момент определить по вероятностно минимальному натягу.

  • Решение:

1. Определяем допуски посадки по Задачи по деталям машин

допуски для отверстия Задачи по деталям машин

допуски для вала Задачи по деталям машин

2. Определяем вероятностно минимальный натяг данной посадки (с. 44):

Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин

3. Определяем расчетный вероятностно минимальный натяг с учетом сглаживания неровностей:

Задачи по деталям машин

4. Находим давление Задачи по деталям машин которое может вызвать расчетный вероятностно минимальный натяг Задачи по деталям машин в соединении по формуле (3.4):

Задачи по деталям машин

где Задачи по деталям машин

Задачи по деталям машин —для стали;

Задачи по деталям машин
5. Принимаем коэффициент трения Задачи по деталям машин и определяем максимально допустимый крутящий момент для данной посадки по формуле (3.2):

Задачи по деталям машин