Кошель Денис Группа ТМ-2 Полное наименование Колледжа: ДПТК ПУ(№8) Специальность : Технологии Машиностроения. КУРСОВАЯ РАБОТА на тему: Техническая механика Выполнил: Студент группы ТМ-2 Кошель Денис Проверил преподаватель Ф.И. 1 Кошель Денис Группа ТМ-2 Предмет _”Техническая механика” _ группа № ТМ-2 Теоретическая механика. К задание № 1 1. Определение абсолютного твёрдого тела и материальной точки. 2. Аксиомы Статики. 3. Связи и их реакции. Аксиомы связей. 4. Система сходящихся сил. Геометрический способ сложения сил. Главный вектор сил системы. 5. Аналитический способ сложения сил. Условия равновесия системы сходящихся сил. 6. Момент силы относительно точки как вектор. Момент силы относительно оси. 7. Пара сил. Момент пары. Теорема о сложении пар. Условие равновесия пар сил. 8. Основная теорема статики. Главный вектор и главный момент системы сил. 9. Вывод аналитических условий равновесия произвольной пространственной системы сил…… 10. Теорема Вариньона о моменте равнодействующей системы сил. № Вопроса 1 Ответы Абсолютно твёрдое тело — второй опорный объект механики наряду с материальной точкой. Механика абсолютно твёрдого тела полностью сводима к механике материальных точек (с наложенными связями), но имеет собственное содержание (полезные понятия и соотношения, которые могут быть сформулированы в рамках модели абсолютно твёрдого тела), представляющее большой теоретический и практический интерес. Движения твердого тела складывается из движения какой либо ее точки, например, центр масс и вращательного движения вокруг этой точки. Материальная точка-это такая точка в пространстве, которая практически не имеет размера, но обладает некоторой массой. Движение материальной точки полностью определяется изменениями координат в пространстве. 2 Аксиома статики 1) Аксиома: Eсли твердое тело действуют силы, лежащие на 1 прямой направлены в противоположные стороны тела считается уравновешенным. B FB A 2 FA Кошель Денис Группа ТМ-2 3 Связи-ограничения, налагаемые на свободу любого свободного тела. Силы, с которыми связаны действуют на данное тело, называются реакциями связей. Всякое несвободна тела можно рассматривать как свободное если отбросить связи и заменить их действий и реакций этих связей. Виды связей: Гладкая поверхность (опора без трения) Цилиндрический Шарнир (подшибник) Гибкая нить Невесомый стержень Жёсткая заделка (защемление) Шарнирно-подвижная опора Шарнирно-неподвижная опора 4 Система сходящихся сил — это такая система сил, действующих на абсолютно твёрдое тело, в которой линии действия всех сил пересекаются в одной точке. Гладкая пора- в виде гладкой опоры не дает телу перемещаться в направлении, перпендикулярном поверхности тела в точке опоры. A B N2 B 3 Нить-связь осуществляется в виде гибкой нити, не давая телу удалятся от точки привеса. Кошель Денис Группа ТМ-2 2 Аксиома Статики: Если к неуравновешенной системе сил прибавить или отнять уравновешенную систему сил, в результате мы получим исходную систему сил. B FB A FA B1 2H A1 2H Сила приложенная к твёрдому телу и придвинутой в любую точку на этой прямой числовое значение силы не изменяется. A FA 3 Аксиома: Равнодействующая 2 сил приложена к твердому телу является диагональю параллелограмма, построенного на этих силах, как на сторонах. F1 A F F2 5 Аксиома принцип инерции: 4 Всякое материальная точка, находится в состоянии покоя, или имеет прямолинейное движение пока другое тело не выведет его из этого состояния. Кошель Денис Группа ТМ-2Шарнирная неподвижная опора ось которой проходит через шарнир А перпендикуляры плоскости чертежа. Цилиндрический шарнир A допускает вращение вала по препятствие его перемещение в плоскости. Y R O B X Свержен прикрепленный к телу использует только двух сил, приложенных к телу шарнирах, A и B. как и вся конструкция стержень находится в равновесии. Пусть даны сила и ось. Возьмем произвольную точку О на оси l и найдем вектор (рис. 2.5). Обозначим γ угол, который составляет вектор с осью. Возьмем другую точку на оси и проводим через нее плоскость П перпендикулярную оси l. Спроектируем силу на плоскость П. Из геометрии известно, что если нормали к двум плоскостям составляют угол γ, то и плоскости составляют этот угол и для площадей треугольников. Теорема: проекция вектора суммы на какую-нибудь ось равна алгебраической сумме проекций слагаемых векторов на ту же ось. 5 Система сходящихся сил – это силы, сходящиеся в одной точке. Геометрическое условие равновесия. Для равновесия системы сходящихся сил необходимо и достаточно, чтобы силовой многоугольник, построенный на этих силах, был замкнут. Аналитические условия равновесия. Для равновесия пространственной системы сходящихся сил необходимо и достаточно, чтобы суммы проекций этих сил на каждую из трех координатных осей были равны нулю. Теорема о трех силах. Если свободное твердое тело находится в состоянии равновесия под действием трех непараллельных сил, лежащих в одной плоскости, то линии действия этих сил пересекаются в одной точке. 5 Кошель Денис Группа ТМ-2 Сила действующая на тело может поступательно смещать его , но вращать его вокруг какой либо его точки. 6 Векторный момент силы направлен перпендикулярно плоскости, в которой лежат сила и моментная точка, таким образом, что с его конца можно видеть стремление силы вращать тело против движения часовой стрелк . Перпендикуляр, опущенный из точки (o) и на линию действия силы F называется его плечом относительно центра (о) система двух равных по модулю, параллельных и противоположно направлениях сил, приложенных к телу, называется парой сил. Перпендикуляр, опущенный из точки (o) и на линию действия силы F называется его плечом относительно центра (о) система двух равных по модулю, параллельных и противоположно направлениях сил, приложенных к телу, называется парой сил. Моментом силы относительно оси называется момент проекции силы на плоскость, перпендикулярную оси, относительно точки пересечения оси с этой плоскостью. Момент относительно оси положителен, если сила стремится вращать плоскость перпендикулярную оси против часовой стрелки, если смотреть навстречу оси. Момент силы относительно оси равен 0 в двух случаях: 6 Если сила параллельна оси Если сила пересекает ось Кошель Денис Группа ТМ-2 7 Пара сил — совокупность двух сил, которые приложены к одному абсолютно твёрдому телу и при этом равны по модулю и противоположны по направлению. Mоментом пары сил называется вектор ( М), модуль которого равен произведению модуля одной из сил пары на ее плечо и который направлен перпендикулярно плоскости действия пары в ту сторону, откуда пара видна стремящейся повернуть тело против хода часовой стрелки . Теорема о сложение сил. Сумма моментов сил, входящих в состав пары, относительно любой точки не зависит от выбора этой точки и равна моменту этой пары сил. Условия равновесия пар сил. Если на твердое тело действует несколько пар сил, как угодно расположенных в пространстве, то последовательно применяя правило параллелограмма к каждым двум моментам пар сил, можно любое количество пар сил заменить одной эквивалентной парой сил, момент которой равен сумме моментов заданных пар сил. Теорема. Для равновесия пар сил, приложенных к твердому телу, необхо-димо и достаточно, чтобы момент эквивалентной пары сил равнялся нулю. Теорема. Для равновесия пар сил, приложенных к твердому телу, необходимо и достаточно, чтобы алгебраическая сумма проекций моментов пар сил на каждую из трех координатных осей была равна нулю. 7 Кошель Денис Группа ТМ-2 8 1. Основная теорема статики: Произвольную систему сил, действующую на твердое тело, можно заменить эквивалентной системой, состоящей из силы и пары сил. Сила равна главному вектору системы сил и приложена в произвольно выбранной точке (центре приведения), момент пары равен главному моменту системы сил относительно этой точки. 2. Главный вектор и главный момент плоской системы сил Рассмотрим плоскую систему сил (F1, F2, ..Fn),действующих на твердое тело в координатной плоскости Oxy. Главным вектором системы сил называется вектор R, равный векторной сумме этих сил: R = F1 + F2 + .+Fn = Fi. Для плоской системы сил ее главный вектор лежит в плоскости действия этих сил. Главным моментом системы сил относительно центра O называется вектор LO, равный сумме векторных моментов этих сил относительно точки О: LO = MO(F1) + MO(F2) + .+MO(Fn) = MO(Fi). Вектор R не зависит от выбора центра О, а вектор LO при изменении положения центра О может в общем случае изменяться. Для плоской системы сил вместо векторного главного момента используют понятие алгебраического главного момента. Алгебраическим главным моментом LO плоской системы сил относительно центра О, лежащего в плоскости действия сил, называют сумму алгебраических моментов этих сил относительно центра О. Главный вектор и главный момент плоской системы сил обычно вычисляется аналитическими методами. 8 Кошель Денис Группа ТМ-2 9 Положение, в котором тело или материальная система сохраняет состояние покоя, называется положением равновесия, а условия, которым должны быть подчинены силы, приложенные к системе в состоянии равновесия, называются условиями равновесия, и они определяются следующей теоремой. Теорема. Для равновесия произвольной системы сил, приложенной к твердому телу, необходимо и достаточно, чтобы главный вектор системы сил и главный момент системы сил были равны нулю относительно любого центра приведения, т.е. = 0, = 0. Эти условия равновесия называются векторными условиями равновесия. Подчеркнем, что центр приведения может быть выбран любым. Уравнения равновесия сходящейся системы сил.Выбирая точку, в которой сходятся линии действия сил, за центр моментов и начало системы координат (рис. I. 23), видим, что уравнения для компонент моментов сил тождественно обращаются в нуль, так как 9 сами моменты сил относительно точки равны нулю. Поэтому уравнениями равновесия для сходящейся системы сил будут уравнениями только для компонентов сил: Кошель Денис Группа ТМ-2 10 Вариньона о моменте равнодействующей пространственной системы сил: Момент равнодействующей пространственной системы сил относительно некоторой точки равен геометрической сумме моментов всех сил системы относительно этой точки. Рассмотрим систему сил , F1,F2 …,Fn , сходящихся в точке А Возьмем произвольный центр О и проведем через него ось Ох, перпендикулярную к прямой ОА; положительное направление оси Ох выбираем так, чтобы знак проекции любой из сил на эту ось совпадал со знаком ее момента относительно центра О. Для доказательства теоремы найдем соответствующие выражения моментов m0(F1), m0(F2), … . По формуле . Но, как видно из рисунка, , где F1x - проекция силы на ось Ох; следовательно 10 Кошель Денис Группа ТМ-2 Предмет _”Техническая механика” _ группа № ТМ-2 Сопротивление материала. К задание № 2 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11 Какие Деформации называют упругими, какие остаточными ? Классификация тел в сопротивлении материала. В чём заключается метод сечений и для чего его применяют ? Закон Гука для растяжения и сжатия Закон Гука для сдвига Понятие чистого изгиба и поперечного. Понятие сосредоточенных и распределённых сил. Устойчивость при осевом нагружении стержня, задача Эйлера. Область применения формулы Эйлера. Импульс силы. Кошель Денис Группа ТМ-2 1 Остаточная деформация - это деформация, которая после прекращения действий внешней силы сохраняется в деформируемом теле в виде пластической деформации. Упругая деформация — деформация, исчезающая после прекращения действий на тело внешних сил. При этом тело принимает первоначальные размеры и форму Пластина –тело у которого длина и ширина намного больше толщины. 2 Оболочка- в отличие от пластины ограничена криволинейными поверхностями. Брус- тело, у которого размеры поперечного сечения малы по сравнению с его длиной. Его линия, соединяющая центры тяжести отдельных поперечных сечений бруса, прямая, то такой брус называют прямым. Стержень- брус, работающий на растяжение или сжатие. Балка- брус, к которому силы приложены под углом. Таком случае брус под действием такой силы будет работать не только на сжатие, но и на изгиб. Чтобы определить состояние напряжения применяют метод сечения. Метод сечение позволяет выявить внутренние силы и заключается в том, что тела мысленно рассекают плоскостью на две части и рассматривают равновесие одной из точек. 3 Метод сечений заключается в том, что телом мысленно рассекается плоскостью на 2 части, любая из которых отбрасывается и взамен нее к сечению оставшейся части прикладываются внутренние силы, действующей до разреза. Оставшаяся часть рассматривается действием внешних сил, приложенных к сечения внутренних сил. Метод сечений позволяет определить внутренние силы, которые возникают в стержне, находящемся в равновесии под действием внешней нагрузки. 12 Кошель Денис Группа ТМ-2 4 Растяжение и сжатие: 1 Растяжение 2 Сжатие Закон Гука: Многочисленные наблюдения за поведением твёрдых тел, что в подавляющих большинстве случаев перемещения в определённых пределах пропорциональны действующим силам. Впервые в 1978г. Р.Гуком было сформирован закон о том, что какова сила, такова и деформация. = Eе 5 Закон Гука при сдвиге. Касательные напряжения, возникающие в поперечном сечении бруса при чистом сдвиге прямо пропорциональны относительному сдвигу Сдвиг 13 Кручение Кошель Денис Группа ТМ-2 6 Чистый изгиб – это частный случай прямого изгиба, при котором в поперечных сечениях стержня возникает только изгибающий момент, а поперечная сила равна нулю. Чаще, в поперечном сечении стержня наряду с изгибающим моментом возникает также и поперечная сила. Такой изгиб называют поперечным. Изгиб 7 Сосредоточенными считаются силы, приложенные к малой поверхности, размеры которой малы по сравнению с размерами тела. Однако при расчете напряжений вблизи зоны приложения силы нагрузку следует считать распределенной. К сосредоточенным нагрузкам относят не только сосредоточенные силы, но и пары сил, примером которых можно считать нагрузку, создаваемую гаечным ключом при закручивании гайки. Сосредоточенные усилия измеряются в кН. Распределенные нагрузки бывают распределенными по длине и по площади . К распределенным нагрузкам относят давление жидкости, газа или другого тела. Распределенные силы измеряются, как правило, в кН/м (распределенные по длине) и кН/м2 (распределенные по площади Например, на рисунке 1.23, а приведена равномерно распределенная по длине AB нагрузка интенсивностью q , измеряемая в Н/м. Эта нагрузка может быть заменена сосредоточенной силой Q = q ⋅AB [Н], приложенной в середине отрезка AB . На рисунке 1.23, б показана равномерно убывающая (возрастающая) нагрузка, которая может быть заменена равнодействующей силой Q = q max ⋅AB/2, приложенной в точке C , причем AC = 2/3 AB . 14 Кошель Денис Группа ТМ-2 8 Устойчивость при осевом нагружении стержня, задача Эйлера. При определении критической силы, вызывающей потерю устойчивости сжатого стержня, предполагается, что стержень идеально прямой и сила Р приложена строго центрально. Рассматриваемый метод решения основан на том, что при достижении силой критического состояния (Р = Р к р ) стержень находится в безразличном состоянии и ему присущи две формы равновесия: прямолинейная и криволинейная (в таких случаях говорят, что происходит ветвление, или бифуркация, равновесных состояний). Для выявления криволинейной формы равновесия достаточно приложить к стержню малую поперечную возмущающую нагрузку Q, которая вызовет малый прогиб. Если Р < Ркр, то при удалении Q стержень будет сохранять прямолинейную форму равновесия. Если Р > Ркр, то равновесие стержня становится неустойчивым и сколь угодно малое возмущение достаточно для того, чтобы возникли большие прогибы. Задачу о критической нагрузке сжатого стержня с учетом возможности существования двух форм равновесия при одном и том же значении силы решил академик Петербургской Академии наук Л. Эйлер в 1744 году. Рассмотрим шарнирно опертый по концам стержень, сжатый продольной силой Р. Допустим, что по какой-то причине стержень получил малое искривление оси, вследствие чего в нем появился изгибающий момент M: , (8.3) где y – прогиб стержня в произвольном сечении с координатой x. Для определения критической силы можно воспользоваться приближенным дифференциальным уравнением упругой линии: , (8.4) где E – модуль Юнга; J – осевой момент инерции сечения стержня относительно оси z в данном случае; E·J – жесткость стержня при изгибе. Знаки левой и правой части согласованны в данной системе координат. 15 Проведя преобразования, можно увидеть, что минимальное значение критическая сила примет при n = 1 (на длине стержня укладывается одна полуволна синусоиды) и J = Jmin (стержень искривляется относительно оси с наименьшим моментом инерции) Кошель Денис Группа ТМ-2 9 16 Применение формулы Эйлера - Маклорена. Границей применения формулы Эйлера будет тот случай, когда критическое напряжение равно пределу пропорциональности. На основании этого для любого материала можно определить те предельные значения соотношений геометрических размеров стойки, до которых формула Эйлера применима. Таким образом, возможность применения формулы Эйлера для определения критической силы ограничивается некоторой гибкостью стержня, зависящей от отношения модуля к пределу упругости. Из предыдущего примера видно, что применение формулы Эйлера позволяет получить очень большую точность при приближенном вычислении определенного интеграла. Это, однако, верно при условии, что имеется возможность вычислить последовательные значения производных интегрируемой функции на концах промежутка интегрирования и, сверх того, для вычисления совершенной ошибки найти оценку производной высокого порядка внутри этого промежутка. Это, конечно, невозможно, если функция дана в эмпирической форме, и часто бывает затруднительно, если аналитическая форма интегрируемой функции сложна. Отсюда возникает необходимость установить некоторое количество формул достаточной точности, вводящих производные интегрируемой функции только в необязательный первый поправочный член. Условие ( 208) ограничивает область применения формулы Эйлера . Простые соображения ( см., например, Эррера [2]) с применением формул Эйлера для многогранников показывают, что любой планарный подграф графа К ( т п) имеет не более 2 ( т - - n - 2) линий. Для ответа вспомним, что символический метод расчета цепей синусоидального тока основан на применении формулы Эйлера, в соответствии с которой операции над гармоническими функциями вида Am sin ( ю Ч - фа) заменяются выполнением операций над функциями вида A ( m) Am & ( t a Иными словами, символическое изображение гармонической функции содержит величину е ( основание натуральных логарифмов), а в роли показателя степени при этой величине выступает мгновенная фаза гармонического колебания. Кошель Денис Группа ТМ-2 Предмет _”Техническая механика” _ группа № ТМ-2 Детали Машин и механизмов. К Заданию № 3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Определение детали, узлов. Классификация по назначению, по сложности изготовления (примеры). Определение работоспособности, критерии работоспособности деталей машин. Определение осей и валов. Виды осей и валов, примеры деталей вращательного движения. Критерии работоспособности и надёжности корпусных деталей, примеры корпусных деталей. Пружины и рессоры определения область применения. Неразъёмные соединения примеры, область применения. Разъёмные соединения примеры, область применения. Фрикционные передачи принцип действий, достоинства и недостатки. 9. Определение редуктора, основные характеристики. Изменение механических свойств материалов уже готовой детали для чего это делают. № Вопроса 17 Ответы Кошель Денис Группа ТМ-2 1 Деталь – это изделие, изготовленное из однородного по наименованию материала без применения сборочных операций (вал, гайка, болт и т. д.) Узел – это сборочная единица, состоящая из деталей, имеющих общее функциональное назначение (подшипник, муфта и др.). Узел является составной частью изделия (редуктора, привода и др. Классификация 1. По назначению на три основные группы: 1. Соединительные детали и соединения (сварные, резьбовые, шпоночные и др.); 2. Передачи вращательного движения (ремённые, зубчатые, червячные и др.); 3. Детали и узлы, обслуживающие передачи (валы, подшипники, муфты и др.). 4. По конструкции: - простые (шпонка, болт, гайка, и т.п.);- сложные (корпус редуктора, станина станка, коленчатый вал и т.п.). 18 Кошель Денис Группа ТМ-2 2 Работоспособность — потенциальная возможность индивида выполнять целесообразную деятельность на заданном уровне эффективности в течение определенного времени. прочность жёсткость износостойкость виброустойчивость теплостойкость коррозионная стойкость точность Прочность (в физике) — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих от внешних нагрузок. Прочность по характеру нагрузок различают на: статическую, под действием постоянных нагрузок, усталостную (выносливость), 19 Кошель Денис Группа ТМ-2 имеющую место при действии циклических переменных нагрузок и ударную в машинах ударного действия или вследствие погрешностей изготовления. Жёсткость — способность тела или конструкции сопротивляться образованию деформации (изменению форм под действием сил). Износостойкость - сопротивление материалов изнашиванию. Износостойкость деталей оценивается при испытаниях на стенде или в эксплуатационных условиях по длительности работы подвергаемых испытаниям материалов или изделий до заранее заданного или предельного значения износа. Износостойкость материалов определяется как их условная техническая характеристика при испытании на специальных лабораторных машинах, обеспечивающих моделирование реальных процессов изнашивания. Виброустойчивость – сопротивлению появлению в машинах вредных динамических нагрузок в виде вынужденных колебаний и автоколебаний (колебаний, вызываемых ими самими, например, при трении, резании и т.п.). В связи с повышением скоростей машин расчеты на виброустойчивость все более актуальны. Коррозионная стойкость – сопротивление металлов химическому или электрохимическому разрушению поверхностных слоев и коррозионной усталости. Коррозионная стойкость определяется сроком службы машин в коррозионной среде. Средства борьбы – специальное легирование или покрытия. Точность– свойство машин работать в заданных пределах возможных отклонений параметров, например размеров. Точность диктуется требуемой точностью рабочего процесса машины и нормальной работой механизмов. Точность влияет на скорость машин и их деталей, в том числе и на скорость транспорта. 20 Кошель Денис Группа ТМ-2 3 Валы - детали, предназначенные для передачи крутящего момента вдоль своей оси и для поддержания вращающихся деталей машин. Оси – детали, предназначенные для поддержания вращающихся деталей и не передающие полезного крутящего момента. Цапфы. Участки вала или оси, лежащие в опорах, называются цапфами. Они подразделяются на шипы, шейки и пяты. Шипом называется цапфа, расположенная на конце вала или оси и передающая преимущественно радиальную нагрузку. Шейкой называется цапфа, расположенная в средней части вала или оси. Опорами для шеек служат подшипники. Шипы и шейки по форме могут быть цилиндрическими, коническими и сферическими. В большинстве случаев применяются цилиндрические цапфы Пятой называется цапфа, передающая осевую нагрузку. Опорами для пят служат подпятники. Пяты по форме могут быть сплошными, кольцевыми и гребенчатыми. Гребенчатые пяты применяют редко. 21 Кошель Денис Группа ТМ-2 4 22 Корпусные детали узлов можно разделить на: а) корпуса, коробки, цилиндры; б) стойки, кронштейны и другие неподвижные поддерживающие детали; в) столы, суппорты, ползуны и другие подвижные корпусные детали; г) кожухи и крышки. Корпусные детали применяют: с двумя габаритными размерами, значительно меньшими, чем третий, – длинные станины, поперечины, ползуны; с одним габаритным размером, значительно меньшим, чем два других, – плиты, плоские столы; с габаритными размерами одного порядка – коробки. Кошель Денис Группа ТМ-2 Критерии работоспособности и надежности корпусных деталей: прочность, жесткость, долговечность. Прочность является основным критерием для корпусных деталей, подверженных большим нагрузкам, главным образом ударным и переменным. Жесткость служит основным критерием работоспособности большинства корпусных деталей. Повышенные упругие перемещения в корпусных деталях обычно приводят к неправильной работе механизмов, понижению точности работы машин, способствуют возникновению колебаний. Долговечность по износу имеет большое значение для корпусных деталей с направляющими или цилиндрами, выполненными за одно целое, без накладок или гильз. Ресурс остальных корпусных деталей обычно больше срока службы машин по их моральному износу (старению конструкции). 23 Кошель Денис Группа ТМ-2 5 Пружина — упругий элемент, предназначенный для накапливания или поглощения механической энергии Рессора — упругий элемент подвески транспортного средства Их применяют: - для создания заданных постоянных сил: начального сжатия или натяжения в передачах трением, фрикционных муфтах, тормозах, предохранительных устройствах, подшипниках, уравновешивания сил тяжести и других постоянных сил. - для силового замыкания механизмов, чтобы исключить влияние зазоров на точность перемещений лил упростить изготовление механизмов ( в основном в кулачковых механизмах). - для выполнения функций двигателя на основе предварительного аккумулирования энергии (например, путём завода часовых пружин). - для виброизоляции в транспортных машинах: автомобилях, вагонах; в приборах, в виброгасящих опорах машин и т. д. - для восприятия энергии удара: буферные пружины, применяемые в железнодорожном транспорте и прокатном производстве. - для измерения сил за счёт упругого перемещения пружин (в основном в весоизмерительных приборах). 24 Кошель Денис Группа ТМ-2 6 Неразъемными соединениями называются такие, повторная сборка и разборка которых невозможна без повреждения деталей. К ним относятся соединения сварные, паяные, соединения, получаемые склеиванием, соединения заклепками и т.д. Заклёпочным (клёпаным) называют неразъёмное неподвижное соединение, образованное с применением специальных закладных деталей заклёпок, выполненных из высокопластичного материала. Сварные соединения – неразъёмные соединения, образованные посредством установления между деталями межатомных связей, при помощи расплавления соединяемых кромок, их пластического деформирования или совместным действием того и другого. Паяные соединения - это соединения, образованные за счет химического или физического (адгезия, растворение, образование эвтектик) взаимодействия расплавляемого материала - припоя с соединяемыми кромками деталей. Применение расплавляемого припоя обусловливает нагревание соединяемых деталей. Тем не менее, существенным отличием пайки является отсутствие оплавления соединяемых поверхностей. Клеевые соединения образуются посредством адгезионных сил, возникающих при затвердевании или полимеризации клеевого слоя, наносимого на соединяемые поверхности. 25 Кошель Денис Группа ТМ-2 7 Резьбовыми называют соединения составных частей изделия с применением деталей, имеющих резьбу. Они наиболее распространены в приборо- и машиностроении. Резьбовые соединения бывают двух типов: соединения с помощью специальных резьбовых крепежных деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек) и соединения свинчиванием соединяемых деталей, т.е. резьбы, нанесенной непосредственно на соединяемые детали. Штифтом называют цилиндрический или конический стержень, плотно вставляемый в отверстие двух соединяемых деталей. Применяют штифты для точного взаимного фиксирования деталей и для соединения деталей, передающих небольшие нагрузки. В зависимости от назначения штифты делят на установочные и крепежные. Шпоночные соединения служат для передачи вращающего (крутящего) момента от вала к ступице насаженной на него детали (зубчатого колеса, шкива, муфты и др.) или наоборот – от ступицы к валу. Шпоночные соединения осуществляют с помощью вспомогательных деталей – шпонок, устанавливаемых в пазах между валом и ступицей. Шлицевые соединения служат для передачи вращающего момента между валами и установленными на них деталями. Шлицевое соединение представить как многошпоночное, которого выполнены 26 можно условно шпонки вместе с валом. Кошель Денис Группа ТМ-2 С помощью этого соединения можно обеспечить как подвижное (с осевым относительным перемещением), так и неподвижное скрепление деталей. 27 Кошель Денис Группа ТМ-2 8 Работа фрикционной передачи основана на использовании сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел вращения под действием сжимающих сил (рисунок 3). Главное условие работы передачи состоит в том, что момент сил трения между катками должен быть больше передаваемого вращающего момента. Передаточное отношение цилиндрической фрикционной передачи определяют как отношение частот вращения или диаметров тел качения. Фрикционные передачи выполняются либо с постоянным, либо с регулируемым передаточным отношением (вариаторы). Передачи с постоянным передаточным отношением применяются редко, главным образом, в кинематических цепях приборов, например, магнитофонов и т.п. Они уступают зубчатым передачам в несущей способности. Зато фрикционные вариаторы применяют как в кинематических, так и в силовых передачах для бесступенчатого регулирования скорости. Зубчатые передачи не позволяют такого регулирования. Достоинства фрикционных передач: - плавность и бесшумность работы; - простота конструкций и эксплуатации; - возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа. Недостатки фрикционных передач: - большие давления на валы и подшипники из-за большой силы прижатия катков, что усложняет конструкцию передачи и увеличивает ее размеры; - непостоянство передаточного числа из-за неизбежного упругого скольжения катков; 28 Кошель Денис Группа ТМ-2 29 Кошель Денис Группа ТМ-2 9 Редуктор – механизм, изменяющий крутящий момент и мощность двигателя, присутствует практически в любой машине и станке. Он является частью трансмиссии автомобиля и регулирует с высокой точностью перемещение в точных приборах. Передаточное число это - отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни в зубчатой передаче, числа зубьев колеса к числу заходов червяка в червячной передаче, числа зубьев большой звёздочки к числу зубьев малой в цепной передаче, а также диаметра большего шкива или катка к диаметру меньшего в ремённой передаче. КПД (Коэффициент полезного действия) - характеристика эффективности системы (устройства, машины, редуктор) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарно затраченной энергии. Жесткость — это способность редуктора сопротивляться действию внешних нагрузок с деформациями, допустимыми без нарушения работоспособности изделия. Надежность — свойство реду выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в определенных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Долговечность — свойство редуктора сохранять работоспособность до наступления предельного состояния. Предельное состояние изделия характеризуется невозможностью дальнейшей его эксплуатации, снижением эффективности или безопасности. Прочность — один из основных критериев работоспособности редуктораhttp://www.servotechnica.ru/catalog/type/index.pl?, обусловливаемой циклическими и контактными напряжениями. Отсюда принято различать циклическую прочность и контактную прочность. Входные обороты – максимально возможные обороты входного вала. Для червячных, цилиндрических, конических редукторов максимальные обороты на входном валу составляют 3000 об/мин. Для планетарных редукторов Alpha, Apex 6000 об/ мин. Монтажное положение: редукторы могут монтироваться практически в любом положении. Существует 9 основных положений. При подборе редуктора необходимо учитывать монтажное положение, так как в некоторых случаях в редуктор заливают определенное количество масла. 30 Кошель Денис Группа ТМ-2 10 В процессе изготовления детали материал заготовки подвергается силовым, тепловым, химическим и другим видам воздействий. Вследствие этого на каждом из этапов технологического процесса могут изменяться химический состав, структура, зернистость материала заготовки, а следовательно, и его механические, физические, химические свойства и состояние поверхностных слоев. Переход от свойств материала заготовки к свойствам материала готовой детали может быть представлен схемой. Пластическое деформирование материала сопровождается его упрочнением, называемым наклепом, и изменением его механических, физических и химических свойств. В частности, наклеп уменьшает плотность материала и увеличивает его объем, повышает твердость, снижает электропроводность, теплопроводность, магнитную проницаемость и коррозийную стойкость, повышает электрическое сопротивление и диффузионные способности. 31 Кошель Денис Группа ТМ-2 ЗАКЛЮЧЕНИЕ: «Теория механизмов и машин», а также «Детали машин». В результате изучения разделов технической механики студент Кошель Денис ТМ-2 осваивал теоретический материал, который необходим при решении практических задач. В Начале каждого раздела приводится перечень вопросов для самопроверки. Это должно Учителю проверить, насколько студент глубоко освоил материал и не требуется ли его повторить. Полученные знания применил во время самостоятельного выполнения курсовой работе по соответствующему разделу. В дальнейшем приобретённые навыки будут полезны для специальных дисциплин на старших курсах. 32 Кошель Денис Группа ТМ-2 ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДАННЫЙ: 1) Техническая Механики Б.А. Беляева. 2) Теория механизмов и машин 3) Технология машиностроения Ю.В. Черкасов. 4) Интернет Данные. 5) Конспект ведённый в течении курса 6) Учебное пособие «Техническая механика» 33 Кошель Денис Группа ТМ-2 Задачи Г см = ∑ 34
