ответы дет.маш. ответы дет. Техническое задание (ТЗ) Документ содержащий назначение, технические характеристики и показатели качества, т
 Скачать 0.97 Mb.
|
 Перечень вопросов для экзамена по ДМ(П) и ОК.
Документ содержащий назначение, технические характеристики и показатели качества, технико-экономические требования, предъявляемые к разрабатываемой конструкции машины, число стадий разработки конструкторской документации и специальные требования. Техническое задание после согласования и утверждения является основанием для выполнения проектных разработок.
Документ содержащий назначение, технические характеристики и показатели качества, технико-экономические требования, предъявляемые к разрабатываемой конструкции машины, число стадий разработки конструкторской документации и специальные требования. Техническое задание после согласования и утверждения является основанием для выполнения проектных разработок.
Документ содержащий принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы машины, а также данные, определяющие ее назначение, основные параметры и общий вид. Эскизный проект после согласования и утверждения служит основанием для дальнейшей разработки проекта.
Документ содержащий окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемой машины и необходимые исходные данные для подготовки рабочей документации. Технический проект после согласования и утверждения служит основанием для разработки рабочей документации.
Документация для подготовки единичного, серийного или массового производства машин. В процессе разработки наиболее полно учитывают технологические и организационные факторы производства. Эта стадия разработки наиболее продолжительна и требует наибольших затрат времени и средств. РД разрабатывают последовательно для изготовления и испытания опытного образца (партии), установочных серий и установившегося серийного или массового производства. Инженерные расчеты в процессе конструирования, как и весь процесс проектирования машин, носят многовариантный характер, что создает благоприятные предпосылки к выбору оптимального решения.
Резьбовые соединения Соединение деталей с помощью резьбы является одним из старейших и наиболее распространенных видов разъемного соединения. К ним относятся соединения с помощью болтов, винтов, шпилек, винтовых стяжек и т.д. Резьба Резьба – выступы, образованные на основной поверхности винтов или гаек и расположенные по винтовой линии. Классификация резьб: 1. По форме профиля:
2. По форме основной поверхности:
3. По назначению:
4.По направлению винтовой линии:
Соединение болтами применимо только при возможности выполнения сквозных отверстий в стягиваемых деталях. Монтаж болтовых соединений не особенно удобен: требуется страховка болта от проворачивания при затяжке гайки. Желательна фиксация болта в осевом направлении при затяжке. При монтаже приходится манипулировать двумя деталями - болтом и гайкой. 2. Соединение ввертными болтами применяют при глухом нарезном отверстий (рис.1.2), когда невозможно применить болт с гайкой, или при сквозном нарезном отверстии (рис.1.3), когда возможна установка болта только с одной стороны соединения. Ввертные болты по конструкции аналогичны болтам с навертной гайкой. Деталь с нарезным отверстием должна быть выполнена из материала, который хорошо держит резьбу (например, стали, ковкого и высокопрочного чугуна, титанового сплава, бронзы). В деталях из мягких сплавов (алюминиевых, магниевых, цинковых и т.д.) требуется введение промежуточных нарезных втулок (футорок) из более твердого металла. Нежелательно выполнение нарезных отверстий в деталях из серого чугуна для часто разбираемых соединений (резьба в сером чугуне склонна к выкрашиванию и быстро изнашивается), а также в деталях из коррозионно-стойких сталей (нарезание резьбы сопряжено с большими трудностями из-за вязкости сплава). При износе резьбы деталь с нарезным отверстием выходит из строя, исправить ее можно только установкой нарезных втулок (если это допускает конструкция детали). Соединение имеет определенное ограничение по высоте стягиваемых деталей: осуществить правильную затяжку длинных болтов затруднительно из-за неустранимого скручивания стержня болта при затяжке. При сборке и разборке манипулируют одной деталью - болтом, что представляет определенное преимущество перед болтовым соединением, где приходится манипулировать болтом и гайкой. 3. Соединение шпильками в основном применяют для деталей из мягких (алюминиевых и магниевых сплавов) или хрупких (серого чугуна) материалов, а также при глухих или сквозных нарезных отверстиях. (рис.1.4-1.5) в случаях, когда невозможна установка ввертных болтов. Ввертной конец шпильки устанавливают в нарезном гнезде наглухо и притом по большей части с натягом. В этих условиях резьбовое соединение детали даже из мягких металлов получается достаточно надежным. При срыве или повреждении резьбы деталь с нарезными отверстиями выходят из строя; исправить ее можно только установкой нарезных втулок. При обрыве шпильки удаление ввертного ее конца из гнезда затруднительно. Сборка и разборка соединения имеет особенности; детали можно соединять и разъединять только в направлении, перпендикулярном к плоскости стыка, приподнимая снимаемую деталь на полную высоту шпилек. Этим соединение существенно отличается от болтового соединения и соединения ввертными болтами, где возможен, при удаленных болтах, сдвиг деталей параллельно плоскости стыка. При сборке и разборке манипулируют одной деталью - гайкой. Соединение шпильками вызывает определенные неудобства при сборке: выступающие концы шпилек затрудняют доступ к соседним деталям. Особенно ощущается этот недостаток в многошпилечных соединениях с "частоколом" длинных шпилек.
Стопорение контргайкой (фиг. 262, а) — простой и распространенный способ. В результате затяжки контргайки в болте возникает растягивающее усилие, увеличивающее силу трения в резьбе. Недостатком этого способа является увеличение габаритов и веса соединения. Кроме того, в быстроходных машинах, испытывающих значительные вибрации, стопорение контргайкой недостаточно надежно. Стопорение пружинной шайбой (фиг. 262, б) лучше. Принцип действия пружинной шайбой такой же, как и контргайки,— создать дополнительную осевую силу. Эти шайбы увеличивают силу трения на опорной поверхности за счет врезания усиков в тело детали и гайки. Кроме стандартизованных по ГОСТ 6402—61 пружинных шайб (фиг. 262, в), имеются шайбы с несколькими отогнутыми усиками, которые равномерно нагружают болт дополнительным усилием. Стопорение разрезной гайкой (фиг. 262, г) — очень надежный способ. Увеличение сил трения на поверхности резьбы достигается за счет стягивания винтом двух частей гайки. Стопорение, шплинтом (фиг. 262, д) применяется как для обычной, так и для корончатой гайки; в последнем случае имеется возможность подтягивать соединение в случае его ослабления. Шплинты стандартизованы по ГОСТ 397—54. Вместо шплинта может быть применен конический разводный штифт (фиг. 262, е) по ОСТ 2074. Стопорение стопорными шайбами (фиг. 262, ж) заключается в том, что под гайку подкладывается специальная шайба с одной или с двумя лапками (ГОСТ 3693—52). Одна из этих лапок загибается вдоль ни детали, а вторая — вдоль грани гайки и стопорит ее и таком положении. Стопорные шайбы могут иметь вместо лапок, внутренний или наружный носок (ГОСТ 3695—52) или несколько усиков, расположенных под углом 30? друг к другу (фиг. 262, з). Эти шайбы получили широкое распространение для стопорения гаек в узлах с подшипниками качения. Стопорение пластинкой (фиг. 262, и) удобно тем, что позволяет стопорить гайку в 12 различных положениях. Стопорение привариванием гайки или головки болта применяется только в тех случаях, когда соединение не требует разборки. Стопорение кернением применяется для стопорения винтов в неразборных соединениях. Кернение винтов производится в шлиц с двух сторон. Стопорить кернением можно и гайку после ее навинчивания. В этом случае ставится три керна по резьбе под углом 120° друг к другу.
Если винт нагружен осевой силой F, то для завинчивания гайки к ключу необходимо приложить момент Тзав, а к стержню винта реактивный момент Тр, кот. удерживает стержень от вращения. При этом можно записать Тзав=Тт+Тр, где Тт - момент сил трения на опорном торце гайки; Тр - момент сил в резьбе. Тт=Ff(Dср/2), где Dср=(D1+dотв)/2 — ср.радиус опорного торца гайки, D1 — наруж. диаметр опорного торца гайки, dотв - диаметр отверстия под винт; f — коэф. трения на торце гайки. Тр=0,5Fd2tg(ψ+φ), где ψ - угол подъема резьбы, φ=arctgfпр - угол трения в резьбе; fпр - приведенный коэф. трения в резьбе, учит. влияние угла профиля. Тзав=0,5Fd2[(Dср/)f+tg(ψ+φ)]. По этой ф-ле можно подсчитать отношение осевой силы винта F к силе Fk, приложенной на ручке ключа, F/Fk, кот. дает выигрыш в силе. Стержень винта не только растягивается силой F, но и закручивается моментом Тр. КПД винтовой пары η=tgψ/tg(ψ+φ) ↑ с ↑ψ и с ↓φ
Примером служат болты для крепления ненагруженных герметич. крышек и люков корпусов машин. В этом случае стержень болта растягивается осевой силой Fзат, возникающей от затяжки болта, и закручивается моментом сил в резьбе Тр. Напряжение растяжения от силы Fзат: σ=Fзат/[(π/4)d21], напряж. кручения от момента Тр: τ=Тр/Wр=0,5Fзатd2tg(ψ+φ)/0,2d31. Fзат=Аσсм, А - площадь стыка деталей, приходящаяся на 1 болт. Прочность болта опр. по эквив. напр. σэкв=√[σ2+3τ2]≈1,3σ.,чности. Прочность болта: σэкв=1,3Fзат/[(π/4)d21]≤[σ]. Основные виды разрушения резьб: крепежных — срез витков, ходовых — износ витков. В соответствии с этим основными критериями работоспособности и расчета для крепежных резьб являются прочность, связанная с напряжениями среза τ, а для ходовых резьб—износостойкость, связанная с напряжениями смятия асм (рис. 1.17). Условия прочности резьбы по напря¬жениям среза τ = F/(πd1HKKm)<[τ] для винта, (1.12) τ = F/(πdHKKm)<[τ] для гайки, где Η—высота гайки или глубина завин¬чивания винта в деталь; K=ab/p или К=се/р — коэффициент полноты резьбы; Кт — коэффициент неравномерности на¬грузки по виткам резьбы. Для треугольной резьбы ЛТ^0,87, для прямо¬угольной К&0,5, для трапецеидальной ЛТ%0,65; #,,,¾ 0,6...0,7— большие значения при σΒΒ/σΒΓ>1,3, где σΒΒ — предел прочности материала винта, а σΒΓ —2-24 гайки. Это связано с тем, что увеличение относительной прочности материала винта позволяет в большей степени использовать пластические деформации в резьбе для выравнивания распределения нагрузки по виткам резьбы. Если материалы винта и гайки одинаковы, то по напряже¬ниям среза рассчитывают только резьбу винта, так как άγ < d. Условие износостойкости ходовой резьбы по напряжениям смятия σсм=F/(πd2hz)<[σcм] (1.13) где z=H/p—число рабочих витков (например, число витков гайки). Формула (1.13) — общая для винта и гайки. Коэффициент Кт здесь принят равным единице с учетом приработки ходовых резьб и при условии, что допускаемые напряжения принимают согласно накопленному опыту эксплуатации (см. гл. 14). Высота гайки и глубина завинчивания. Равнопрочность резьбы и стержня винта является одним из условий назначения высоты стандартных гаек. Так, например, приняв в качестве предельных напряжений пределы текучести материала на растяжение и сдвиг и учитывая, что τχ»0,6στ, запишем условия равнопрочности резьбы на срез и стержня винта на растяжение в виде τ = F/(πd1HKKm)=0.6σ=0.6F/[(π/4)d1^2] откуда при К=0,87 и Кт=0,6 получаем Н=0,8d1. (1.14) Здесь F/[(π/4)d1^2—напряжение растяжения в стержне винта, рассчитанное приближенно по внутреннему диаметру резьбы dx. В соответствии с этим высоту нормальных стандартных гаек крепежных изделий принимают (см. табл. 1.5) H=0.8d (1.15) Кроме нормальных стандартом предусмотрены высокие H=1.2d и низкие H=0,5d гайки. Так как d>dx (например, для крепежной резьбы d=1,2d1, то прочность резьбы при нормальных и высоких гайках превышает прочность стержня винта. По тем же соображениям устанавливают глубину завин¬чивания винтов и шпилек в детали: в стальные детали в чугунные и силуминовые Hi=1,5d. В соответствии с этим высоту нормальных стандартных гаек крепежных изделий принимают (см. табл. 1.5) H=0.8d (1.15) Кроме нормальных стандартом предусмотрены высокие H=1.2d и низкие H=0,5d гайки. Так как d>dx (например, для крепежной резьбы d=1,2d1, то прочность резьбы при нормальных и высоких гайках превышает прочность стержня винта. По тем же соображениям устанавливают глубину завин¬чивания винтов и шпилек в детали: в стальные детали в чугунные и силуминовые Hi=1,5d. Стандартные высоты гаек (за исключением низких) и глуби¬ны завинчивания исключав η необходимость расчета на про¬чность резьбы стандартных крепежных деталей (см. табл. 1.6). Рассмотренный пример определения высоты гайки является примером оптимизации конструкции резьбовой пары по усло¬вию равнопрочности резьбы и стержня болта.
Стержень винта нагружен только внешней растягивающей силой Примером служит резьбовой конец крюка для подвешивания груза /рис. 12/. Опасным является сечение, ослабленное нарезкой. Расчет проводят на растяжение, принимая за опасное сечение по внутреннему диаметру резьбы. Условие прочности  Болт затянут, внешняя нагрузка отсутствует Примером служат болты для крепления ненагруженных герметичных крышек люков корпусов машин /рис. 13/. В этом случае стержень болта растягивается осевой силой Fзат., возникающей при затяжке болта, и закручивается моментом сил в резьбе ТР .  где d2 - средний диаметр резьбы, ψ - угол подъема резьбы, φ= arctg fтр - угол трения в резьбе. Напряжение растяжения от силы Fзат.  Напряжения кручения от момента ТР  Прочность болта определяется по эквивалентному напряжению  Болтовое соединение нагружено силами, сдвигающими детали в стыке В этом случае конструкция может быть выполнена в двух вариантах. Если болт поставлен с зазором /рис. 14/, то внешнюю нагрузку уравновешивают силами трения в стыке, которые образуются в результате затяжки болта  где i - число плоскостей стыка деталей /на рис. 14 плоскостей стыка две/; f - коэффициент трения в стыке, f = 0,15...0,2 ; к - коэффициент запаса, к = 1,3...1,5 при статической нагрузке, к = 1,8...2,0 при переменной нагрузке.  Если болт поставлен без зазора /рис. 15/, то при расчете на прочность не учитывают силы трения в стыке, так как затяжка болта необязательна. Стержень болта рассчитывают по напряжениям среза и смятия. Условие прочности по напряжениям среза  где i - число плоскостей среза /на рис. 15 таких плоскостей две/. Условие прочности по напряжениям смятия  В литературе приводятся и другие случаи нагружения болтов, в том числе расчет групповых резьбовых соединений. |