- •Детали машин
- •302020, Г. Орел, Наугорское шоссе, 29.
- •1 Цель работы
- •2 Задачи исследований
- •3 Ключевые слова и понятия
- •4 Объект исследования и оборудование
- •5 Теоретическая часть
- •1.6 Устройство и принцип работы установки
- •1.7 Описание программного обеспечения
- •1.8 Последовательность выполнения работы
- •2.1 Цель работы
- •2.2 Задачи исследований
- •2.3 Ключевые слова и понятия
- •2.4 Объект исследования и оборудование
- •2.5 Теоретическая часть
- •2.6 Устройство и принцип работы установки
- •2.7 Описание программного обеспечения
- •2.8 Последовательность выполнения работы
- •3.1 Цель работы
- •3.2 Задачи исследований
- •3.3 Ключевые слова и понятия
- •3.4 Объект исследования и оборудование
- •3.5 Теоретическая часть
- •Из формулы 3.7 коэффициент трения на торце гайки будет равен
- •3.6 Устройство и принцип работы установки
- •3.7 Описание программного обеспечения
- •3.8 Последовательность выполнения работы
- •4.1 Цель работы
- •Где сила предварительной затяжки;
- •4.6 Устройство и принцип работы установки
- •4.7 Описание программного обеспечения
- •4.8 Последовательность выполнения работы
- •5.1 Цель работы
- •5.2 Задачи исследований
- •5.3 Ключевые слова и понятия
- •5.4 Объект исследования и оборудование
- •5.5 Теоретическая часть
- •5.6 Устройство и принцип работы установки
- •5.7 Описание программного обеспечения
- •5.8 Последовательность выполнения работы
- •6.1 Цель работы
- •6.2 Задачи исследований
- •6.3 Ключевые слова и понятия
- •6.4 Объект исследования и оборудование
- •6.5 Теоретическая часть
- •6.6 Устройство и принцип работы установки
- •6.7 Описание программного обеспечения
- •6.8 Последовательность выполнения работы
- •Приложение а
- •Описание конструкции экспериментальной установки
- •«Механические соединения»
- •Общая характеристика
- •Приложение б Описание информационно-измерительной системы и программного обеспечения
- •Комплектация иис
- •Описание программного обеспечения
- •Приложение в Последовательность монтажа экспериментальной установки
- •Приложение г
- •Приложение д
- •Содержание отчета по лабораторной работе
МИНОБРНАУКИ РОССИИ государственный университет − УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС ФАКУЛЬТЕТ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА |
Кафедра «Мехатроника и международный инжиниринг»
Р.Н. Поляков, А.И. Панченко, Л.А. Савин,
Детали машин
И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ.
МЕХАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Методические указания по выполнению лабораторных работ
Печатается по решению редакционно-издательского совета
ФГОУ ВПО «Госуниверситет − УНПК»
Орел 2011
Автор: канд. техн. наук, доцент каф. МиМИ Р.Н. Поляков
Рецензент: канд. техн. наук, доцент
каф. «Физика» А.В. Бармин
Методические указания предназначены для подготовки и проведения лабораторных работ по разделу дисциплины «Детали машин», изучающему механические соединения, методы их проектировочного и проверочного расчета. Работы выполняются на экспериментальной установке «Механические соединения», которая позволяет проводить 4 лабораторные работы.
В задачи экспериментальных исследований входит получение студентами практических навыков выполнения операций сборки и демонтажа, настройки контрольно-измерительной системы и снятия экспериментальных показаний, определение погрешностей измерений и проведение теоретических расчетов, обобщения и анализа полученных результатов.
Предназначено студентам приборостроительных, машиностроительных и технологических специальностей при изучении дисциплины «Детали машин и основы конструирования», а также смежных с ней дисциплин «Основы проектирования машин», «Прикладная механика», «Автоматизированное проектирование машин» и др.
Предназначено студентам высших учебных заведений всех специальностей всех форм обучения.
Редактор Т.Д. Васильева
Технический редактор С.В. Широков
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Государственный университет − учебно-научно-производственный комплекс»
Подписано к печати __.__.20__ г. Формат 60x84 1/16.
Печать офсетная. Усл. печ. л. ____. Тираж 25 экз.
Заказ №________
Отпечатано с готового оригинал-макета
в _______________________,
302020, Г. Орел, Наугорское шоссе, 29.
© ОрелГТУ, 20__
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
Лабораторная работа №МС – 1
Определение предельных нагрузок
в шпоночном соединении 7
Лабораторная работа № МС – 2
Исследование нагрузочной способности
клеммовых соединений 21
Лабораторная работа №МС – 3
Исследование трения в резьбовых соединениях 27
Лабораторная работа № МС – 4
Определение усилий в затянутом болтовом соединении 39
Лабораторная работа № МС – 5
Установление характера распределения усилий в заклепочных швах 48
Лабораторная работа № МС – 6
Установление характера распределения напряжений в сварных фланговых швах 73
Приложение А
Описание конструкции экспериментальной установки
«Механические соединения» 59
Приложение Б
Описание информационно-измерительной системы
и программного обеспечения 86
Приложение В
Последовательность монтажа экспериментальной
установки 109
Приложение Г
Методика обработки результатов экспериментов 133
Приложение Д
Общие рекомендации по выполнению лабораторных работ 142
ВВЕДЕНИЕ
Элементы конструкций механических систем, основное назначение которых состоит в объединении деталей и узлов в более крупные структурные единицы, называются соединениями. Соединения позволяют собирать изделие из отдельных деталей, т.е. взаимно фиксировать их в требуемом направлении. Применение сборных конструкций удешевляет изготовление деталей: упрощаются их формы, облегчается обработка, рационально используются материалы. Но при этом увеличивается число деталей, усложняется монтаж из-за возрастания числа сборочных операций, появляется потребность в дополнительных стыках и сопряженных поверхностях, которые требуют повышенной точности обработки, возникает неблагоприятное распределение напряжений и ряд других факторов. Разбиение конструкции на детали, выбор их числа и форм определяется технологическими возможностями и минимизацией затрат на изготовление, сборку и последующее техническое обслуживание всей системы.
В конструкции соединяемые детали могут либо соприкасаться, либо отстоять друг от друга на некотором расстоянии. Наиболее часто контактирующие поверхности соединяемых деталей имеют цилиндрическую (как, например, в сопряжении вал-втулка) или плоскую (или слабо искривленную) формы.
При контакте по цилиндрической поверхности фиксация деталей в радиальном направлении уже обеспечивается характером сопряжения. В остальных направлениям возможна:
фиксация в окружном направлении при допустимой подвижности в осевом направлении: шпоночное, шлицевое, профильное, штифтовое (осевая установка) и другие виды соединений;
фиксация в осевом направлении при допустимой подвижности в окружном направлении: резьбовые, кольцами и другие виды соединений;
полная фиксация (во всех направлениях): штифтовое (радиальная установка), клиновое, резьбовое (фланцевое), сварное, клеевое, прессовое и другие виды соединений.
При соединении деталей по плоской поверхности наиболее распространены соединения, обеспечивающие полную фиксацию, т.е. препятствующие сдвигу деталей и отрыву их друг от друга. Это – сварное, клеевое, клепаное и резьбовое соединения, а также соединения гвоздями, шурупами, шипами и еще многими другими способами. Для улучшения восприятия сдвигающих нагрузок используют комбинированные соединения, когда дополнительно вводят элементы, хорошо работающие на сдвиг, как, например, шпонки и штифты.
Не всегда детали, подлежащие соединению, непосредственно соприкасаются. В таких случаях вводят промежуточные элементы, связывающие соединяемые детали воедино:
для соединения вращающихся деталей (валов) служат муфты. При этом часто они выполняют и ряд других вспомогательных функций;
для соединения стационарных деталей типа труб, шлангов и т.п. применяют муфты, рукава, нипели, бугельное, фланцевое и ряд других соединений.
В зависимости от условий монтажа соединения подразделяются на разъемные и неразъемные. В отличие от неразъемных соединений разъемные позволяют многократно собирать и разбирать узлы без повреждения поверхностей деталей, однако существует вероятность непроизвольной их саморазборки в процессе эксплуатации. Поэтому в ответственных случаях разъемные соединения нуждаются в дополнительном стопорении.
По характеру взаимодействия соединяемых деталей выделяют геометрическое и силовое замыкания. Силовое замыкание, как правило, фиксирует детали посредством силы трения и конструктивно проще, но габариты такого узла получаются больше.
В данных методических указаниях приведены 6 лабораторных работ, которые позволяют проводить экспериментальные исследования шпоночного, клеммового, резьбового, заклепочного и сварного соединений.
Рекомендуемый объем академических часов на выполнение лабораторных работ:
лабораторная работа №1 – 4час;
лабораторная работа №2 – 4 час;
лабораторная работа №3 – 4 час;
лабораторная работа №4 – 4 час.
лабораторная работа №5– 4 час.
лабораторная работа №6– 4 час.
Подразумевается, что перед выполнением лабораторных работ студенты должны полностью пройти лекционный курс по разделу «Механические соединения» дисциплины «Детали машин».
Лабораторная работа МС – 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ НАГРУЗОК
В ШПОНОЧНОМ СОЕДИНЕНИИ