ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие основы конструирования (д-р техн. наук проф. Д. Н. Решстов) из "Основы конструирования машин Атлас конструкций " Цель выпуска настоящего атласа — сокращение времени на приобретение конструкторского опыта молодыми конструкторами и студентами. [c.2] В атласе наглядно иллюстрируются основные принципы конструирования, как, например уменьщение концентрации нагрузки, обеспечение равнонрочности деталей, применение деталей с возможно более равномерным распределением напряжений, применение рациональных сечений, применение конструкций с распределением сил между многими элементами (шлицевые соединения, зубчатые муфты, многопоточные передачи), обеспечение рационального баланса жесткости, обеспечение необходимой жесткости системы, обеспечение одинаковой долговечности изнащивающихся деталей, устранение геометрического скольжения, обеспечение жидкостного трения или трения качения и т. д. [c.2] Значительное внимание уделяется сопоставлению возможных конструктивных вариантов. Рассматриваются вопросы экономии металлов. Подробно иллюстрируются критерии технологичности рассматривается конструирование деталей из условия получения качественных отливок, удобства формовки и изготовления стержней, удобства выбивки и очистки, облегчения обработки давлением, облегчения механической обработки и сборки. Рассматриваются вопросы конструирования отдельных элементов машин. [c.2] Основные положения конструирования иллюстрируются правильными и некоторая часть, дополнительно, неправильными конструкциями (типовыми ошибками начинающих конструкторов). [c.2] Выгодность форм сечений элементов, работающих на изгиб и кручение, удобно характеризовать по прочности — моментами сопротивления и (изгиба) и (кручения), а по жесткости — осевым моментом инерции ] и угловым сопротивлением закручиванию Jк при одинаковой площади сечения f = 1. Изгиб рассматривается относительно горизонтальной оси. Соотношение размеров двутавровых и корытных профилей взято как у нормальных и облегченных профилей 30, а уголка — как у профиля 15 с й = 15 мм. [c.3] При кручении наиболее выгодны круглые кольцевые тонкостенные сечения, а из числа сплошных — круглые сечения. Переход от квадратного сечения к круглому повышает прочность на 33%, а жесткость на 13%. [c.3] Переход от сплошного круглого сечения к замкнутому кольцевому с 6 = 0,Ш повышает, как и при изгибе, прочность в 2,75, а жесткость в 4,5 раза. Разомкнутые сечения очень плохо работают на кручение. Разрез кольцевого сечения с б = 0,Ш понижает прочность в 12 раз, а жесткость в 60 раз. [c.3] Станины с диагональными перегородками токарных станков (рис. 4, б) жестче, чем с перпендикулярными (рис. 4, а). Конические фпанцы, подверженные осевой нагрузке (рис. 5, б), много прочнее плоских рис. 5, а). Сферические днища (рис. 6, б) и крышки (рис. 7, б) в сосудах высокого давления много прочнее и целесообразнее, чем плоские (рис. 6, а и 7, а). [c.5] Чтобы лучше использовать материал, следует шире применять принцип равнонрочности. Применение балок равного сопротивления изгибу с сохранением подобия сечений, если размеры балок определяются прочнбстью, может привести к экономии материалов до 40%, а если жесткостью — до 20%. При сохранении постоянной высоты сечений экономия материала еще больше. [c.6] Широко применяют стойки переменного сечения. Из конструктивных соображений, связанных с расположением направляющих, стойки делают преимущественно с сечением постоянной ширины и переменной высоты, что несколько уменьшает экономию материалов. Существенная экономия металла получается только при значительной переменности сечений. [c.6] Обозначения /—прогиб О — вес — вес на единицу прогиба. [c.6] Концентрация нагрузки сильно снижает несущую способность деталей машин и часто является причиной выхода из строя. Эпюры давления резко неравномерны. Коэффициент концентрации нагрузки в витках резьбы достигает 3 нередко давление между контактирующими деталями распределяется не по всей длине, т. е. коэффициент концентрации больше 2. [c.7] Если концентрация нагрузки вызвана упругими деформациями деталей (в частности, валов), то весьма эффективным средством ее снижения является повьпнение жесткости. [c.7] Возможно снижение концентрации нагрузки компенсирующим искажением формы, например снятие конических фасок на ступицах в соединениях с гарантированным натягом и на вкладышах подшипников, выполнение гаек с коническим отверстием под резьбу, шабровка подшипников по нагруженному валу. [c.7] Выгодно применять конструкции с уменьшенной концентрацией нагрузки например регулировочные планки направляющих с достаточным числом винтов, упругие прокладки, гайки, работающие на растяжение, узкие подшипники скольжения, редукторы с симметричным расположением наиболее нагруженных зубчатых колес на валах и т. д. [c.7] Эффективный коэффициент концентрации напряжений деталей машин установившихся форм из стали средней твердости обычно находится в пределах 1,5—2,5, а в резьбе, коленчатых валах доходит до 4. Оптимизацией форм удается снизить концентрацию напряжений (добавочное напряжение) до двух и более раз. [c.8] Увеличением радиуса кривизны галтели (рис. 6, а) с 0,Ы до 0,2d можно снизить к(, на 20—25%. Можно сделать ступенчатый вал с галтелью на свободном участке практически без концентрации напряжений, если переходный участок может иметь значительную длину — до l,6d (рис. 6, б). Прочность коленчатых валов за счет формы увеличивают в 2—3,5 раза. [c.8] Переходом от обычных упорных резьб к специальным с увеличенным радиусом впадин до 0,3755 (рис. 7, б) в прессостроении снижают к в 1,5 раза (до ка = 3 для стали 45). Увеличением радиуса г впадин в крепежной резьбе (рис. 7, а) с 0,15 до 0,25 теоретический коэ( 4)ициент концентрации снижают на 25%. [c.8] Вернуться к основной статье