Методические указания по курсу «Детали машин и основы конструирования»
Расчет на прочность шпонок редуктора
1. Состав электромеханического привода. Актуальность расчета шпонок в составе привода (6 мин. 12 сек.)
Представлен состав электромеханического привода. Показана роль шпонок при передаче вращательного движения в приводе и необходимость правильного подбора ее размеров и материала.
2. Введение в технику конструирования и расчета валов редуктора (9 мин. 17 сек.)
На первой стадии проектирования выполняется ориентировочный расчет концов валов редуктора по прочности на кручение с пониженным значением допускаемых напряжений по известным крутящим моментам Тi, которые определены в результате кинематического расчета. Показан расчет на конкретном примере.
3. Конструирование и назначение размеров шпонки (5 мин. 40 сек.)
По ГОСТ 12080-66 выполняется прорисовка конца вала с последующим назначением первого приближения размеров шпонки по ГОСТ 23360-78.
4. Анализ работы шпонки при передаче крутящего момента (11 мин. 10 сек.)
В 3D и анимации показана работа шпонки при передаче крутящего момента от вала к ступице и от ступицы к валу. Выполнен расчет действующих на шпонку усилий. Показаны площади среза и смятия.
5. Расчет средних напряжений смятия и среза в шпонке, условия прочности (5 мин. 47 сек.)
Представлен расчет шпонки аналитическим методом с получением средних напряжений смятия и среза.
6. Конечно элементное моделирование работы шпонки в ПК ЛИРА-САПР
6.1. Скачивание свободно распространяемой бесплатной версии ПК ЛИРА-САПР, знакомство с интерфейсом программы, моделирование шпонки объемными конечными элементами (15 мин. 00 сек.)
Представлена техника скачивания свободно распространяемой бесплатной версии ПК ЛИРА-САПР 2013 (R5). Знакомство с интерфейсом и возможностями ПК.
Выполнено моделирование шпонки объемными конечными элементами.
6.2. Расчет нагрузок на шпонку, закрепление шпонки на валу и загружение. Статический расчет (16 мин. 42 сек.).
Выполнен расчет нагрузок на шпонку как равномерно распределенных сил по площади боковой грани паза вала (ступицы). Объемная шпонка закреплена в пазу вала, загружена со стороны паза ступицы распределенной нагрузкой и выполнен статический расчет с визуализацией нормальных и касательных напряжений в теле шпонки.
6.3. Анализ результатов расчета НДС шпонки в ЛИРА-САПР. Сравнение ручного и КЭ расчетов напряжений в шпонке (18 мин. 6 сек.).
Выполнен анализ полученных в ПК ЛИРА-САПР значений напряжений в теле шпонки. Проведено сравнение с напряжениями, полученными аналитическим методом.
Сформированы выводы по результатам расчетов.
Вспомогательные видео материалы.
Диаграмма растяжения стали. Характеристики прочности и деформативности стали. Допускаемые напряжения.
Раскрыты важнейшие понятия прочности и деформативности стали с разъяснениями смысла участков деформирования на диаграмме растяжения, в том числе зоны упрочнения.
Рассмотрены примеры использования упрочнения в технике.
Рассмотрены понятия допускаемых напряжений в машиностроении.
Расшифрован физический смысл модулей упругости стали первого (Е, МПа) и второго рода (G, МПа).
1 Н — это сколько?
В видео приведены подробные рассуждения о том, что такое 1 Н, чему он равен в обычном, инженерном понимании…
1 Па — это много или мало?
В демонстрационном формате показана величина давления в 1 Па с практическим представлением и развитием этого понятия на реальных примерах.
Как перевести, например, 20 МПа в кг/см2 ?
Неотъемлемой частью любого расчетаконструкций на прочность и жесткость является умение инженера переводить технические единицы измерения величин из одной системы исчисления в другую, например, переводить кг/см2 в МПа, Т/м2 и т.д.
При этом ошибки перевода дорого стоят!
Представленные здесь примеры и понятия позволят расчетчику самостоятельно выполнять любые переводы единиц измерения величин.
Библиографический список
https://drive.google.com/open?id=1GTwZQJV5pOXTS5k21qIXaqyGq-IZWVzy
Вопросы на защиту КП:
https://drive.google.com/open?id=1KDLv8CYfw_vK_Qxw-Yi3dMgyeLrlf9Pu
*Материалы видео сопровождения:
Cсылка на сайт разработчика программы ЛИРА-САПР для скачивания некоммерческой версии ЛИРА-САПР 2013 R5: https://www.liraland.ru/news/update/2309/
Файл видео сопровождения в Excel:
https://drive.google.com/open?id=1C6e81V-rjHbbeG355D7FDkMuF0GggrHf
Файл в SketchUP (3D модель шпонки и ее загружение, анимация):
https://drive.google.com/open?id=1IRLzwKxlfE-dFA1eEcTuK_oRmOxEmhgT
Установочники программы SketchUp:
https://drive.google.com/open?id=1lcQk5Oc93s7Elr8o-5jP62fMAvQplNyH
https://drive.google.com/open?id=1-p8eeIjrl-OTHh63XIB8pjz2sC3jEzi9
Файл расчета шпонки в ЛИРА-САПР:
https://drive.google.com/open?id=1BP-Rjj8ETHHduQmGnrk7eUUA-rGDW9Vb
Методические материалы по оформлению графического раздела курсового проекта по деталям машин и основам конструирования
1. Резьбовые соединения, крепеж, стопорение элементов и деталей машин (42 мин. 55 сек.)
Представлены основные типы крепежа и фиксации элементов деталей машин (болты, гайки, шайбы, шпильки…) с разбором функционального назначения, принципов работы и графического изображения, ссылками на нормативные источники.
2. Комплектующие элементы и детали зубчатых редукторов (подшипники, муфты, смотровые крышки, рымболты, шпонки, щупы, маслосливные пробки, манжетные уплотнения, пресс-масленки…) (26 мин. 39 сек.)
Представлена классификация подшипников качения с разбором составляющих элементов, особенностей назначения, места в составе зубчатого редуктора.
Приведены графические схемы простейших муфт, смотровых крышек редукторов, масляных щупов и маслоуказателей, рымболтов, манжетных уплотнений. Разобраны принципы конструирования крышек подшипников, представлены особенности и принципы работы пресс-масленок.
3. Узлы зубчатых редукторов, опоры валов, расчетные схемы валов, корпуса, конструкции редукторов (37 мин. 36 сек.)
Рассмотрены многочисленные схемы опор валов с разбором силовых потоков, анализом восприятия подшипниками нагрузок от зубчатого зацепления.
Приведена методика определения нагрузок на подшипники в составе вала зубчатой передачи.
Представлены виды корпусов и чертежи проекций редукторов в сборе из различных открытых интернет источников.
4. Анализ типовых ошибок графической части курсового проекта (37 мин. 09 сек.)
Приведены изображения многочисленных студенческих чертежей курсового проекта по деталям машин и основам конструирования с разбором типовых ошибок графического изображения элементов, частей, составляющих редукторов: ошибки в изображении резьбовых соединений и элементов, шайб, опор валов, маслоуказателей, рымболтов, крышек подшипников, корпусов редукторов. Разобраны ошибки в изображении проекций.
Список литературы
https://drive.google.com/open?id=1GTwZQJV5pOXTS5k21qIXaqyGq-IZWVzy
Вопросы на защиту КП
https://drive.google.com/open?id=1KDLv8CYfw_vK_Qxw-Yi3dMgyeLrlf9Pu
Материалы видео сопровождения: файл видео сопровождения в Excel
https://drive.google.com/open?id=1C6e81V-rjHbbeG355D7FDkMuF0GggrHf
КПД эвольвентного прямозубого зацепления. Excel-калькулятор.
Сам Excel-калькулятор https://drive.google.com/open?id=1lIX…
В Excel-формате представлен автоматизированный калькулятор расчета КПД эвольвентного прямозубого зацепления с расчетами относительных скоростей скольжения в пятне контакта, нормального усилия в зацеплении и коэффициента трения.
В видео дано понимание процесса контактного выкрашивания.
Видео кинематика эвольвентного зацепления https://drive.google.com/open?id=1_OW…
Крагельский И.В. Коэффициенты трения https://drive.google.com/open?id=1xZ0…