Допускаемых напряжений при расчете

ПЕРЕДАЧ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ CAD / CAE СИСТЕМЫ WINMACHINE

 

Методические указания к лабораторному занятию

по курсу «Прикладная механика»

для студентов направления 220700.62

«Автоматизация технологических процессов и производств»

 

Составители О. В. Любимов

Л. М. Полетаева

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 9 от 26.03.2013

 

Рекомендованы к печати

учебно-методической комиссией

направления 220700.62

Протокол № 77 от 18.04.2013

 

Электронная копия находится

в библиотеке КузГТУ

 

 

Кемерово 2013

Цель работы. Общие положения

 

Целью лабораторной работы является:

• ознакомление с основными сведениями о конструкционных материалах, применяемых в машиностроении, в частности, для изготовления зубчатых и червячных передач и конкретными рекомендациями по их выбору;

• изучение зависимостей для определения допускаемых напряжений при расчете зубчатых и червячных передач, приобретение навыков их использования при выполнении соответствующих расчетов (с возможностью применения APM WinMachine).

Работа рассчитана на 2 часа.

Материалы, изложенные в методических указаниях, могут быть использованы для выполнения самостоятельной работы.

Расчет и проектирование деталей машин начинается с выбора материала, назначения режима его термической обработки и определения допускаемых напряжений.

Выбор материалов и термообработки деталей машин определяется:

а) необходимостью обеспечения требуемой надежности деталей в течение заданного срока службы при заданных требованиях к габаритам;

б) экономическими факторами и условиями изготовления.

Следует иметь в виду, что стоимость материалов составляет значительную часть стоимости машин, например в среднем в автомобилях 65…70%, а в грузоподъемных машинах 70…75%.

Выбирая материал, учитывают следующие факторы [1]:

• соответствие свойств материала главному критерию работоспособности (прочности, износостойкости и др.);

• требования к массе и габаритам детали и машины в целом;

• другие требования, связанные с назначением детали и условиями её эксплуатации (противокоррозионная стойкость, фрикционные свойства, электроизоляционные свойства и т.д.);

• соответствие технологических свойств материала конструктивной форме и намечаемому способу обработки детали (штампуемость, свариваемость, литейные свойства, обрабатываемость резанием и пр.);

• стоимость и дефицитность материала.

Ответственным этапом расчета является выбор коэффициентов запасов прочности (допускаемых напряжений). Заниженные значения коэффициентов запасов прочности, а следовательно, завышенные значения допускаемых напряжений приводят к разрушению детали, а завышенные значения коэффициентов запасов (заниженные значения допускаемых напряжений) – к неоправданному увеличению массы и перерасходу материала, что имеет важное значение в условиях большого объема выпуска деталей общего назначения.

Рекомендации по выбору материалов, а также по определению допускаемых напряжений вырабатывают в результате обобщения опыта проектирования и эксплуатации аналогичных конструкций.

 

Общие сведения о конструкционных материалах

 

Номенклатура материалов, применяемых в машиностроении, очень велика и охватывает [2]:

• черные металлы;

• цветные сплавы;

• неметаллические материалы.

Большинство материалов стандартизировано.

В настоящих методических указаниях дано более подробное описание материалов, применяемых для изготовления зубчатых и червячных передач – черных металлов и цветных сплавов, в частности, бронз; о неметаллических материалах приведены общие сведения.

 

Черные металлы

 

Черные металлы, подразделяемые на стали и чугуны, имеют наибольшее распространение. Это объясняется, прежде всего, их высокой прочностью и жесткостью, а также сравнительно невысокой стоимостью. Основные недостатки черных металлов – большая плотность и слабая коррозионная стойкость.