Введение в курс деталей машин и основ конструирования. Основы расчёта и конструирования деталей машин

Лекция №1

Тема 1: Введение в курс деталей машин

и основ конструирования

Понятие «машина» широко вошло в нашу жизнь. Машиностроение – ведущая отрасль хозяйства страны. Её значение определяется тем, что основные производственные процессы во всех отраслях промышленности, транспорта, строительства и сельского хозяйства производятся машинами.

Ярким примером использования комплекса машин является строительство железных дорог:

– необходимые грузы доставляются локомотивами, тракторами, автомобилями, в отдельных случаях – судами, вертолётами, иногда самолётами;

– для подготовки земляного полотна используются экскаваторы, скреперы, бульдозеры, грейдеры;

– укладка путевой решётки производится специальными укладочными кранами, а её погрузка в подвижной состав – козловыми кранами;

– балластировка пути выполняется дозаторами и балластерами;

– уплотнение балласта осуществляется выправочно-подбивочными и шпало-подбивочными машинами;

– планировка балластной призмы выполняется путевыми стругами;

– в процессе эксплуатации железнодорожного пути используются снегоочистители, дрезины, щебнеочистительные машины;

– в промышленном и гражданском строительстве используются башенные, автомобильные и другие краны.

Приведенный перечень можно продолжить. Введение машин на заре развития машиностроения определялось маломощностью человеческого организма: длительно развиваемая мощность – 0,1 кВт. Машины же, созданные интеллектом человека, развивают несравненно более высокую мощность: локомотивы до 8000 кВт; прокатные станы – 75 000 кВт; турбины и электрогенераторы до 2 млн. кВт; космические ракеты – 15 млн. кВт.

Эффективность транспортных машин  характеризуется грузоподъёмностью и скоростью перемещения. В настоящее время строятся автомобили грузоподъемностью до 380 т., подъёмные краны – 3000 т и более. Эксплуатационная скорость поездов достигает 400 км/ч, воздушного транспорта – 2000 км/ч. Человек же может нормально нести не более 50 кг, передвигаясь со скоростью до 5 км/ч.

Машиноведение – наука о машинах, объединяющая комплекс научных дисцилин, связанных с машиностроением. Среди них – "Детали машин и основы конструирования" – научная дисциплина по теории, расчёту и конструированию деталей и узлов машин общего назначения.

Каждая машина состоит из деталей. Например, самолет содержит несколько миллионов деталей, бульдозер - 22 000 и т.д. Согласно ГОСТ 2.101 «Деталь – изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке  материала без применения сборочных операций». Примеры: болт, вал, колесо, шкив, шпонка и т.д. Так, на рис. 1.1 представлены крепёжные детали. Детали более сложной формы – корпус, станина, коленчатый вал и др.

Рис. 1.1. Крепёжные детали

Детали объединяют в сборочные единицы (узлы). «Сборочная единица - изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями». Соединение можно осуществлять: свинчиванием, склепыванием, сваркой, напрессовкой и тому подобными операциями. Простые сборочные единицы (подшипники, рис. 1.2) могут входить в более сложные, например, в редуктор (рис. 1.3), которые в свою очередь являются узлами изделия (подъёмного крана, например) либо комплекса (автоматизированной технологической линии).

    Рис. 1.2. Подшипники качения                        Рис. 1.3. Редуктор

Среди большого разнообразия деталей и узлов машин выделяют такие детали, которые применяются почти во всех машинах, выполняя одинаковые функции (в локомотивах, часах, прокатных станах). Такие изделия называют для краткости деталями машин. Они относятся к деталям машин общего назначения и изучаются в курсе «Детали машин и основы конструирования». Основные разделы курса:

–  соединения, разъёмные и неразъёмные;

– передачи трением и зацеплением;

–  валы, оси, подшипники, муфты – детали, обеспечивающие вращательное движение;

– корпусные детали, пружины.

Все другие детали применяются в одном или нескольких типах машин. Они относятся к деталям специального назначения и изучаются в специальных курсах. Такими деталями являются, например, поршни компрессоров и двигателей внутреннего сгорания, барабаны лебедок и тормозов, шпиндели