Детали машин. Ответы

Вопрос  №1 Основные свойства деталей.

Деталь –  элементарная часть машины изготовленная  без применения сборочных операций.

Узел – это  разъемное или не разъемное соединение деталей, являющихся одной из составных частей машины, а так же совокупность узлов и деталей объединяемых общностью выполняемых функций. Различают детали общего (детали соединений, передач, соединенных передач) и специального назначения (коленчатые валы, лемихи, клапаны, поршни).

В соответствии с выполняемыми функциями детали и узлы делятся на 3 группы: детали соединений, механические передачи, детали и узлы передач.

Машины и механизмы  состоят из отдельных деталей, которые  представляют собой одно целое. Принцип деталей работающих в комплексе и объединенных общим назначением называется узлом.

Различают детали простые (винт, гайка, болт) и сложные (коленчатый вал, корпус редуктора). Эффективная работа машин, срок их службы зависят от прочности, жесткости, износостойкости, теплостойкости, виброустойчивости и надежности деталей.

Прочность –  свойство детали сопротивляться разрушению под действием на нее внешних  нагрузок. На детали могут воздействовать нормальные, случайные и аварийные нагрузки.

Жесткость –  определяет величину упругой деформации детали под влиянием действующих  на нее нагрузок. Различают собственную  и контактную жесткость детали.

Износостойкость – это свойство материалов детали оказывать сопротивление изнашиванию. Изнашиваемость – это процесс  постоянного изменения поверхностных  размеров детали, происходящего при  трении. Основные виды изнашивания: механическая, молекулярно-механическая, коррозионно-механическая, молекулярно-топливная.

Теплостойкость  – свойство детали выдерживать тепловые нагрузки. В результате нагрева могут возникнуть следующие вредные явления: понижение несущей способности деталей, понижение свойств трущихся поверхностей, понижение точности машины.

Виброустойчивость – способность конструкций работать в нужном диапазоне режимов без  недопустимых колебаний.

Надежность –  свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени или требуемой нагрузки.

Ремонтоспособность  – характеризуется временем простоя  в ремонте к рабочему времени, доступностью узлов и деталей, которые взаимозаменяемы запасными деталями. Чем больше этот %, тем меньше время простоя в ремонте. 
 
 
 
 
 

Вопрос  №2 Виды соединений. Заклепки.

Применяемые в  машинах и приборостроении виды соединений отдельных деталей и  узлов делятся на 2 группы: не разъемные  соединения (разборка не возможна без  разрушения соединительных элементов, к ним относят: заклепочные, сварные, клеевые, паяные, с натягом), разъемные соединения (позволяющие повторную сборку и разборку, к ним относят: резьбовые, клиновые, шлицевые, шпоночные).

Заклепочные соединения.

Заклепка представляет собой стержень круглого сечения  с головками на концах, одну из которых , называемую закладной, выполняют на заготовке заранее, а вторую, называемую замыкающей, формируют при клепке. Для облегчения остановки заклепки диаметр отверстий закрепляемых частей делают большим диаметра стержня самой заклепки. В результате клепки стержень заклепки осаживается и плотно заполняет все отверстие. Заклепки применяют для соединения листов, полос, прокатных профилей. Заклепочные соединения являются более стабильными, и контроль их качества осуществляется проще и надежнее. Поэтому их используют в конструкциях воспринимающих интенсивные вибрационные нагрузки, или большие повторные ударные (Н: самолеты, уникальные мосты). По назначению различают прочные заклепочные швы для восприятия внешних нагрузок и прочноплотные, обеспечивающие герметичность соединений при восприятии значительных усилий. Встречаются в некоторых котлах, резервуарах и трубопроводах для газов и жидкостей, давлений. Во избежание химических коррозий, заклепки ставят из тогоже материала, что и соединяемые детали. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вопрос  №3 Виды соединений. Соединение с натягом.

Применяемые в  машинах и приборостроении виды соединений отдельных деталей и  узлов делятся на 2 группы: не разъемные  соединения (разборка не возможна без  разрушения соединительных элементов, к ним относят: заклепочные, сварные, клеевые, паяные, с натягом), разъемные соединения (позволяющие повторную сборку и разборку, к ним относят: резьбовые, клиновые, шлицевые, шпоночные).

Соединение с  натягом.

Из соединения деталей выполняемых с натягом  наиболее распространены цилиндрические т.е. в которых одна деталь охватывает другую по цилиндрической поверхности. Необходимый натяг осуществляется изготовлением деталей с требуемой разностью их посадочных размеров. Взаимная не подвижность соединяемых деталей обеспечивается силами трения, возникающими на поверхности деталей. Сам процесс может осуществляться несколькими способами: 1)нагрев детали на которую надевается другая деталь с натягом; 2) нагрев второй детали.

Достоинства цилиндрического  соединения с натягом: простота конструкции, хорошее центрирование соединяемых деталей, возможность восприятия больших нагрузок.

Недостатки: сложная  сборка и разборка соединений, возможность  уменьшения натяга соединяемых деталей, повреждение посадочных поверхностей, запрессовка, требование пониженной шероховатости посадочной поверхности, требование повышенной точности изготовления. Хотя, соединение деталей с натягом обычно относят к неразъемным, однако, цилиндрические соединения допускают разборку (распрессовку) и сборку (запрессовку) деталей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вопрос  №4 Виды соединений. Резьбовые соединения.

Применяемые в  машинах и приборостроении виды соединений отдельных деталей и  узлов делятся на 2 группы: не разъемные  соединения (разборка не возможна без  разрушения соединительных элементов, к ним относят: заклепочные, сварные, клеевые, паяные, с натягом), разъемные соединения (позволяющие повторную сборку и разборку, к ним относят: резьбовые, клиновые, шлицевые, шпоночные).

Резьбовые соединения.

Резьбовыми –  называются такие соединения, которые  осуществляются крепежными деталями по средствам резьбы. Резьба получается образованием на цилиндрическом или коническом стержне канавок с поперечным сечением определенного профиля, каждая точка которого располагается на винтовой линии. Расположенные между канавками выступы называются витками резьбы. Выступ резьбы, охватывающий резьбовую деталь более 1-го раза, т.е. более 360° называется ниткой резьбы.

Основными крепежными деталями резьбовых соединений являются винты, болты, шпильки, гайки.

Болт – представляет собой стержень с резьбой для  гайки на одном конце и с  головкой на другом.

Винт – стержень, обычно с головкой на одном конце  и резьбой на другом конце к  которому он ввинчивается в одну из скрепляемых деталей. В резьбовых соединениях применяются винты без головок.

Шпилька – представляет собой стержень с резьбой на обоих  концах, одним концом она ввинчивается в одну из скрепляемых деталей, а на другой конец навинчивается гайка.

Гайка – это  деталь, с резьбовым отверстием навинчиваемая на винт или шпильку и служащая для замыкания скрепляемых деталей соединения.

В отдельных  резьбовых соединениях применяют  так же шайбы и гаечные замки.

Обыкновенные  шайбы – представляют собой прокладки, помещаемые под гайки, головки болтов и винтов и служат для увеличения опорной поверхности.

Гаечные замки  – применяются для удержания  гаек и винтов от самоотвинчивания. Для завинчивания и отвинчивания, болтов со шлицами используют отвертки, для завинчивания и отвинчивания остальных болтов и винтов, и почти всех гаек пользуются гаечным ключом.

Из всех видов  соединений применяемых в машиностроении резьбовые соединения самые распространенные т.к. они наиболее надежны по форме  сборки и разборки, имеет не большие  габариты, просты в изготовлении и  допускают точную установку соединяемых деталей, а так же любую степень затяжки крепежными деталями. Две детали сопрягаемые резьбой называют винтовой парой (Н: винт и гайка, болт и гайка). По форме профиля различают треугольную, прямоугольную, трапецеидальную, круглую. В зависимости от формы стержня на которой нарезана резьба различают цилиндрические и конические резьбы. Резьба расположенная на наружной поверхности детали называется наружной, а на внутренней – внутренней. В зависимости от направления вращения контура образующего резьбу различают правые и левые резьбы. В зависимости от количества ниток резьбы различают: однозаходную, двузаходные и многозаходные. В резьбовых соединениях применяют исключительно однозаходные резьбы, как наиболее надежные в отношении самоторможения резьбовых деталей и предохраняющие их от самоотворотов. Многозаходные резьбы применяют в передаче винт – гайка и червячных. По назначению различают резьбы: крепежные (предназначены для скрепления соединительных деталей), крепежноуплотняющие (служат не только для скрепления, но и создания герметичности этих соединений), резьбы для передачи движения (винт гайка и червячных). 
 
 

Вопрос  №5 Резьбовые соединения. Параметры и виды.

Резьбовыми –  называются такие соединения, которые  осуществляются крепежными деталями по средствам резьбы. Резьба получается образованием на цилиндрическом или  коническом стержне канавок с поперечным сечением определенного профиля, каждая точка которого располагается на винтовой линии. Расположенные между канавками выступы называются витками резьбы. Выступ резьбы, охватывающий резьбовую деталь более 1-го раза, т.е. более 360° называется ниткой резьбы.

Из всех видов  соединений применяемых в машиностроении резьбовые соединения самые распространенные т.к. они наиболее надежны по форме сборки и разборки, имеет не большие габариты, просты в изготовлении и допускают точную установку соединяемых деталей, а так же любую степень затяжки крепежными деталями. Две детали сопрягаемые резьбой называют винтовой парой (Н: винт и гайка, болт и гайка). По форме профиля различают треугольную, прямоугольную, трапецеидальную, круглую. В зависимости от формы стержня на которой нарезана резьба различают цилиндрические и конические резьбы. Резьба расположенная на наружной поверхности детали называется наружной, а на внутренней – внутренней. В зависимости от направления вращения контура образующего резьбу различают правые и левые резьбы. В зависимости от количества ниток резьбы различают: однозаходную, двузаходные и многозаходные. В резьбовых соединениях применяют исключительно однозаходные резьбы, как наиболее надежные в отношении самоторможения резьбовых  деталей и предохраняющие их от самоотворотов. Многозаходные резьбы применяют в передаче винт – гайка и червячных. По назначению различают резьбы: крепежные (предназначены для скрепления соединительных деталей), крепежноуплотняющие (служат не только для скрепления, но и создания герметичности этих соединений), резьбы для передачи движения (винт гайка и червячных).

Основные параметры  резьбы: 1) форма и размер профиля; 2)наружный диаметр (d,D); 3)внутренний диаметр(d₁,D₁); 4)средний диаметр(d₂,D₂); 5)угол подъема резьбы (γ) т.е. угол между винтовой линией по среднему диаметру резьбы и плоскости перпендикулярной его осевой линии; 6)шаг резьбы (S), расстояние между одноименными сторонами 2-х рядом расположенных витков, измеренные в направлении ее осевой линии; 7)число заходов резьбы (n), т.е. число ниток резьбы приходящихся на 1 ее ход. Для однозаходной резьбы шаг и ход резьбы равны между собой. Ход резьбы можно определить так же, как расстояние на которое переместится болт или винт вдоль своей осевой линии за один оборот в неподвижной гайке. Наружный диаметр резьбы является ее номинальным диаметром, средний диаметр резьбы определяется по формуле: . Для однозаходной резьбы шаг резьбы равен его ходу, а для многозаходной шаг резьбы равен: .

Метрическая резьба – основная крепежная треугольная  резьба. Бывает с крупным и мелким шагом, т.к. она оказывает меньше влияния на износ и ошибки изготовления. Метрическая резьба с мелким шагом  обеспечивает детали большую прочность и надежность от самоотвинчивания, поэтому их применяют при изготовлении тонкостенных резьбовых деталей.

 Дюймовая  резьба – крепежная, ее применяют  для замены резьбовых деталей  старых и импортных машин, ввозимых из стран в которых она используется (США, Англия, и др.) и некоторых других случаях.

Круглая – применяется  для винтов несущих большие динамические нагрузки, работающих в загрязненной среде с частым отвинчиванием и завинчиванием (вагонные сцепки, пожарное оборудование и др.), а так же в тонкостенных изделиях (на цоколях ламп).

Трапецеидальная – основная резьба передачи винт –  гайка и червячных.

Прямоугольная – изготовляется на токарных винторезных  станках и этот способ не позволяет  получить высокую точность, применяется редко.

Трубная цилиндрическая, трубная коническая, коническая дюймовая резьбы представляют собой мелкие треугольные дюймовые крепежноуплотняющие резьбы, они применяются в основном для соединения труб и арматуры трубопровода.

Упорная резьба имеет не симметричный трапецеидальный  профиль , применяющийся для винтов воспринимающих большую одностороннюю  осевую нагрузку в прессах, нажимных устроиствах, прокатных станках, грузовых крюках и т.д. 
 
 
 
 

Вопрос  №6 Основные характеристики механических передач.