1.5. Методические рекомендации по изучению дисциплины

При изучении материала дисциплины по одному из рекомендуемых ниже источников нужно руководствоваться общепринятыми правилами:

1. Уяснить существо вопроса.

2. Придерживаться логической последовательности изучения тем, приведенной в насто­ящей программе.

3. Аннотировать материал в виде опорного конспекта и алгоритмов практических рас­четов и расчетных схем.

4. Изучение каждой детали, узла или сборочной единицы целесообразно вести в такой последовательности: а) назначение, принцип работы; б) достоинства, недостатки и об­ласть применения; в) краткие сведения о материалах; г) основы расчета (геометричес­кий расчет, действующие силы, расчеты на прочность, долговечность, износостойкость и др.); д) краткие сведения о выборе основных параметров, расчетных коэффициентов, допускаемых напряжений (или других характеристик прочности, надежности и т.п.) е) основные сведения о конструкции.

Усвоив основные определения, классификацию машин и тенденции развития машино­строения, следует особое внимание обратить на значение вопросов стандартизации и ро­ли ее в ходе процесса машино- и приборостроения, а также в процессе ремонта и обслу­живания их.

Изучая вопросы критериев работоспособности и расчета деталей машин, следует уяс­нить, что эти расчеты имеют ряд особенностей. В частности, широко используются эмпи­рические зависимости и формулы, являющиеся результатом обобщения опыта проектиро­вания и расчета деталей машин.

Проектирование изделий (технических объектов) требует всестороннего анализа пос­тавленной задачи, учета ряда специфических факторов и условий работы детали, узла ма­шины. Рационально спроектированная машина должна быть прочной, в течение заданно­го срока, возможно дешевой и экономичной в работе, должна быть безопасной при обслу­живании. Окончательные размеры деталей машин определяются не только расчетом, но и требованиями стандартов, принятой технологией производства, условиями эксплуата­ции и техникой безопасности.

При изучении неразъемных соединений, среди которых наибольшее распространение получили сварные, необходимо ознакомиться с типами сварных швов и способами под­готовки кромок соединяемых деталей в зависимости от их толщины. Уяснить достоинст­ва и недостатки сварных соединений, и их преимущества по сравнению с заклепочными. Повторить методику расчетов на смятие и срез, ознакомиться с выбором допускаемых напряжений и методикой практических расчетов основных типов сварных соединений.

Что касается клеевых соединений, то следует иметь в виду, что этот вид соединений применяется весьма широко: отсоединения простых небольших изделий до весьма внуши­тельных по своим размерам. Обратите внимание на суть процесса склеивания, вида клеев, подготовку поверхности к склеиванию, на факторы, влияющие на качество склеивания;

ознакомиться с расчетом клеевых соединений.

При изучении соединений с натягом обратите внимание на виды прессовых посадок их применения в машиностроении, на поведение соединений с натягом цилиндрических пове­рхностей при нагружении осевой силой и крутящим моментом, расчеты этих соединений, соединения с помощью колец и пластинок.

Одним из наиболее распространенных видов разъемных соединений, применяемых во всех областях машиностроения, являются резьбовые соединения. При изучении их нужно внимательно рассмотреть типы и назначения резьб и крепежных деталей, средства стопорения (гаечные замки). Изучая резьбовые соединения, необходимо уяснить, что в боль­шинстве случаев расчет болтов (винтов) сводится к расчету на растяжение с учетом соот­ветствующих поправочных коэффициентов и классов прочности.

Усвойте расчет болтов при действии на них переменных нагрузок, ознакомьтесь с мето­дикой расчета групп болтов, нагруженных отрывающей силой и моментом.

При изучении соединений типа "вал-ступица" обратите внимание на конструкцию шпонок и шлицевых соединений, порядок подбора шпонок и их проверке по условию смятия; разнице эвольвентных шлицов в зависимости от способа посадки поверхностей.

При изучении наибольшей по удельному объему теме "ПЕРЕДАЧИ" уясните, что вращательное движение наиболее распространено в технике. Поэтому для передачи от машин-двигателей к исполнительным механизмам применяются механические передачи, главным образом, вращательного движения.

Механические передачи классифицируются по принципу действия (передачи трением и зацеплением) и взаимному расположению звеньев (передачи непосредственного кон­такта и передачи гибкой связью). Независимо от типа передачи общим для всех является наличие ведущих и ведомых звеньев, единство кинематических и силовых соотношений.

Следует уяснить основные параметры любой передачи: передаваемый момент ведомым валом Т вм, передаточное отношение u , КПД; если значение u > 1, то передача пони­жающая, если u < 1 , то передача повышающая, если значение u не меняется, то переда­точный механизм в закрытом корпусе может быть редуктором или мультипликатором, если значение u меняется ступенчато, то это коробка передач, если значение u изменяет­ся плавно и может менять направление вращения ведомого вала, то это вариатор. Нужно уметь классифицировать механизмы по их функциональному назначению, кинематичес­ким свойствам и конструктивным особенностям.

Выбор типа передач, их основных параметров, расчетных коэффициентов и допускае­мых напряжений связан с условиями работы передач, с точностью их изготовления и мон­тажа, а также с исходными положениями расчетов и материалами колес.

Приступая к изучению темы "Зубчатые передачи" следует повторить соответствующий раздел ТММ и достичь полного понимания основной теории зацепления. Из множества профилей, удовлетворяющих требованиям основной теоремы зацепления, наибольшее применение получил эвольвентный, но и профиль Новикова получает все более широкое распространение. Нужно твердо уяснить основные параметры зубчатого колеса и зубча­той пары, значение модуля и числа зубьев, понятие о нормальном зубе и зубьях со смеще­нием, коэффициенте перекрытия и его влияния на несущую способность зубьев, мини­мальном значении числа зубьев - все это основа для осознанного усвоения практических расчетов зубчатых передач. Важное значение для этой темы имеют также значения, полу­ченные при изучении технологии металлов. Правильный выбор материалов и термическая обработка зубьев определяют надежность, экономичность и несущую способность на еди­ницу массы зубчатых передач.

Уяснив условия работы зубчатых передач, основные виды повреждений зубьев и причины их вызывающие, не трудно будет понять теорию инженерного расчета зубчатых пе­редач. Расчет закрытых зубчатых передач ведется из условия контактной прочности и главным искомым параметром является определение диаметров колес.

Выбор необходимых для расчета коэффициентов требует уяснения их значений и выяв­ления их влияния на результаты расчетов - этот этап работы требует повышенного внима­ния. При расчете зубьев на усталость при изгибе обратите внимание на коэффициент формы зуба, его зависимости от числа зубьев и, в связи с этим, его влияния на различную прочность зубьев шестерни и колеса.

При изучении косозубых и шевронных цилиндрических передач сопоставьте их расче­ты на прочность с расчетами прямозубых цилиндрических передач и выявите особенности соответствующего расчета. Можно заметить, что непрямозубые колеса имеют большую несущую способность, чем прямозубые, как по контактной усталости, так и по изгибу. Все расчеты непрямозубых цилиндрических и прямозубых конических передач следует связать с эквивалентными колесами: для цилиндрических передач - в сечении, перпендикулярном оси зуба; для конических - на развертке так называемых дополнительных ко­нусов.

При изучении червячных передач необходимо уяснить ее генезис от винтовой пары, а затем рассматривать устройство, достоинства и недостатки, и область применения. Сле­дует обратить внимание на конструкцию червяков и червячных колес. Размеры червячно­го колеса определяются в среднем сечении. Необходимо усвоить методику выбора числа витков червяка и числа зубьев колеса, связав их с передаточным числом червячной пере­дачи. Уясните, что расчет червячных передач имеет много общего с расчетом зубчатых передач, но расчет червячной передачи на контактную прочность - это и косвенный рас­чет на предотвращение заедания. Работоспособность червячной передачи зависит не только от прочности зубьев червячного колеса, но и от прочности и жесткости червяка, а также от качества смазки, которая по праву рассматривается как составная часть конст­рукции. С целью обеспечения работоспособности передачи при их проектировании вы­полняют тепловой расчет.

В процессе изучения ременной передачи следует хорошо усвоить сравнительные харак­теристики различных типов передач и области их применения, а также конструкцию рем­ней и ознакомиться со стандартами на ремни. Рассматривая методику расчета ременной передачи по тяговой способности, необходимо понять, что для обеспечения достаточной долговечности ремня необходимо правильно выбирать отношение его толщины к диаметру шкива, а также такое межосевое расстояние, при котором число пробегов ремня в секун­ду не выше допустимого.

При изучении цепных передач необходимо ознакомиться с классификацией приводных цепей, рассмотреть конструкции, выяснить преимущества и недостатки различных типов цепей. Необходимо обратить внимание на выбор основных параметров цепных передач, на их кинематику и силовые зависимости с учетом динамических нагру­зок в приводных цепях. В связи с тем, что износ элементов передачи отрицательно сказы­вается на ее работе, основным видом расчета цепных передач является расчет на давление в шарнирных цепях.

При изучении темы "Валы, оси, шпоночные и шлицевые соединения" уясните разницу между осью и валом и различие их в расчете. Нужно понять, что расчет вала ведется в два этапа. Первый – проектный, в процессе которого по напряжениям кручения определяется ориенти­ровочное значение выступающего конца вала, после этого конструируют вал с учетом деталей с ним сопряженных, получают расчетную схему и после этого переходят ко второ­му этапу - проверочному расчету, определяют коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях валов с учетом переменности действующих напряжений во времени, влияние кон­центрации напряжений и абсолютных размеров вала. Следует обратить внимание на то, что от жесткости валов и осей зависят условия работы подшипников, зубчатых передач, муфт и других сопряженных деталей. Так, например, при значительной деформации изгиба сильно ухудшаются условия зацепления зубчатых колес, а потому размеры вала должны быть проверены на жесткость. Изучите конструкции осей и валов и их опорных частей - шеек, шипов, пят.

Изучая подшипники качения, обратите внимание на конструктивные особенности и об­ласти применения каждого типа подшипников, разберите вопрос о подборе подшипников качения по каталогам, ознакомьтесь с методикой подбора подшипников качения и опреде­лением их ресурса в часах по динамической грузоподъемности.

Кроме подшипников качения как наиболее распространенного типа в технике широко применяются подшипники трения скольжения, а в последнее время и такие, что не требу­ют привычной смазки, как например, металлополимерные подшипники, успешно заменя­ющие подшипники качения в условиях с агрессивной средой.

При изучении темы «Муфты» для соединения валов необходимо ознакомиться с их классификацией, основными типами, конструктивными особенностями и областью применения каждого типа. Обратите внимание на предельные ограничения муфт по таким параметрам как разница в диаметрах соединяемых валов, частота вращения.