Книга является учебным пособием для студентов немеханических специальностей высших технических учебных заведений.
В отличие от ранее изданных учебников и учебных пособий, где теория механизмов и машин и детали машин излагаются раздельно, в данной книге эти дисциплины впервые изложены комплексно. Такое построение курса при сравнительно небольшом числе часов, отводимых учебными планами на эти дисциплины, позволило наиболее кратко и последовательно изложить материал, начиная со структуры механизмов и машин и кончая надежностью работы деталей.
Для закрепления теоретических основ и приобретения практических навыков вконце многих глав приведены числовые примеры.
В конце книги помещены приложения, в которых представлены разновидности конструкций изучаемых деталей и узлов, а также вспомогательные материалы, необходимые для лучшего усвоения курса и решения практических задач (численные значения размеров, характеристики механической прочности металлов, расчетные коэффициенты и др.).
В книге принята двойная нумерация формул: первая цифра указывает раздел, вторая — порядковый номер формулы в этом разделе; например, обозначение (4.25) относится к двадцать пятой формуле четвертого раздела.
С 1/1 1963 г. согласно ГОСТ 9867—61 вводится международная система единиц СИ (SI), в связи с чем, приводимые в книге единицы измерения системы МКГСС заменяются новыми: единица измерения массы — килограмм (кг), силы — ньютон (я), работы (энергии, количества теплоты) —джоуль (дж), давления (механического напряжения) — ньютон на квадратный метр, (н/м2)
п т (1 кг) • О -*0 1 ч /1 \ /1 ч
При этом ш = .. \=—, 1 дж = (\н)-(\м).
Г (1 сек)2 \ / \ /
Для перевода единиц измерения системы МКГСС в систему СИ и обратно можно пользоваться следующими соотношениями:
Плоский угол: 1е = г/180 рад. Угол поворота: 1 об = 2тг рад. Угловая скорость: 1 об/мин = ~/30 рад/сек', 1 об/сек=2ъ рад/сек. Масса тела: 1 т. е. м — 9,80665 /се^9,81 кг (1 /сг = 0,101972
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ........ . ...................... 3
Введение ................................. 5
РАЗДЕЛ П Е Р В Ы И '
СТРУКТУРА МАШИН И МЕХАНИЗМОВ,
ДВИЖЕНИЕ И РАБОТА МАШИН Глава I. Структура машин и механизмов ............. 9
§ 1. Машины и их разновидности .............. —
•-'§ 2^ Кинематические элементы и пары ............. 13
;§ 3. Кинематические цепи ............. . ....... 22
/§ 4. Степень подвижности плоского механизма ...... . . .
§ 5. Образование плоских механизмов .............
Глава II. Движение и работа машин ................ 33
• § 1. Основные сведения о движении звеньев плоских меха-
низмов ............................... —
§ 2. Силы, действующие в машинах, и их характеристика 36
§ 3. Работа, мощность и механические характеристики машин 39 § 4. Уравнение движения машины и ее характерные периоды
движения .......................... 45
§ 5. Закон передачи работы при установившемся движении
и коэффициент полезного действия машины ....... 47
§ 6. Закон передачи сил и моментов при установившемся дви-
жении' ............................ р^
§ 7. Виды трения ........................ ?о
§ 8. Трение скольжения несмазанных и смазанных тел ... о/ § 9. Сухое трение скольжения на горизонтальной и наклон-
ной плоскостях ........... . ........... °4
§ 10. Трение качения ....................... Ь9
§ И. Перемещение грузов на катках и па тележке ...... '2
§ 12. Силы инерции звеньев ................... 'Ь
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
79 Глава III. Общие положения .................... 1У
§ I. Условия работы машин и основные требования к их ка-
чественным показателям
§ 2. Проектирование машин, расчет и конструирование деталей
машин............................. g^
§ 3. Краткая классификация деталей машин.......... §§
Глава IV. Материалы, применяемые для изготовления деталей машин ............................. 90
§ 1. Основные свойства материалов, выбор заготовок .... __
§ 2. Чугун............................. 94
§ 3. Сталь............................. QR
§ 4. Цветные металлы и сплавы................. IQQ
§ 5. Металлокерамические материалы.............. Ю2
§ 6- Пластмассы.......................... ЮЗ
Глава V. Изготовление деталей машин.............. Ю5
§ 1. Способы изготовления.................... __
§ 2. Точность изготовления, допуски, классы точности . . . 108
§ 3. Сопряжения и посадки................... Ю9
. § 4. Проверка размеров деталей. Взаимозаменяемость..... 117
§ 5. Обозначение допусков и посадок на чертежах...... Ц9
§ 6. Применение допусков и посадок.............. 121
§ 7. Шероховатость поверхностей................ 123
Глава VI. Допускаемые напряжения и запасы прочности .... 125
§ I. Нагрузки и возникающие напряжения........... —
§ 2. Предельные и допускаемые напряжения.......... 129
§ 3. Определение величины предельного напряжения при расчетах деталей машин на объемную прочность в случае
простого напряженного состояния..........". . . 130
§ 4. Влияние отдельных факторов на объемную прочность
деталей.....................•....... 134
§ 5. Определение величины запаса объемной прочности . . . 139
§ 6. Расчет деталей машин на объемную прочность...... 140
§ 7. Расчет деталей машин на контактную прочность..... 145
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ М'АШИН
Глава VII. Заклепочные соединения................ 151
§ 1. Назначение заклепочных соединений, процесс клепки и
разновидности заклепок............'....... —•
§ 2. Характер работы заклепочных соединений и допускаемые
напряжения .......................'. . 153.
§ 3. Заклепочные швы и их классификация.......... 154
§ 4. Расчет прочных швов.................... 156
§ 5. Прочно-плотные и плотные швы.............. 159
Глава VIII. Сварные соединения.................. 164
§ 1. Назначение и разновидности сварных соединений..... —
§ 2. Виды и способы сварки.................. 166
§ 3. Классификация и обозначение сварных швов....... 172
§ 4. Расчет сварных швов.................... 175
Глава IX. Клиновые и штифтовые соединения........... 184
§ 1. Назначение и разновидности клиновых соединений ... —
§ 2. Силы, приложенные к деталям клиновых соединений 186
§ 3. Расчет ненапряженных клиновых соединений....... 188
§4. Особенности расчета напряженных клиповых соединений 192
§ 5. Штифтовые соединения................... 196
Глава X. Шпоночные, зубчатые (шлицевые) и профильные соединения............................. 198
§ 1. Шпоночные соединения...................... —
§ 2. Расчет шпонок........................ 202
§ 3. Зубчатые (шлицевые) соединения............. 206
§4. Бесшпоночные, (профильные) соединения.......... 208
Глава XI. Резьбовые соединения.................. 210
§ 1. Основные понятия и определения ............ —
§ 2. Трение в винтовой паре.................. 215
§ 3. Типы резьб и области их применения.......... 220
§ 4. Классификация резьбовых соединений.......... 228
§ 5. Основные конструкции и назначение крепежных деталей
резьбовых соединений................... 230
§ 6. Определение усилий для расчета крепежных деталей
резьбовых соединений................... 233
§ 7. Расчет крепежных деталей резьбовых соединений, нагруженных осевыми силами................ 243
§ 8. Проверка элементов крепежных деталей......... 251
§ 9. Расчет болтовых соединении нагруженных поперечными
силами. Средства разгружения................ 256
§ 10. Расчет болтов с внецентренной нагрузкой ......... 258
§ И. Понятие о расчете группового болтового соединения . . . 260
§ 12. Фундаментные болты.................... 262
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ
МЕХАНИЗМЫ
Глава (XII; Шарнирные механизмы ................ 270
§ 1. Назначение и разновидности шарнирных механизмов ... —•
§ 2. Кинематика шарнирных механизмов............ 274
§ 3. Аналитический метод кинематического исследования ... —
§ 4. Графический метод кинематического анализа........ 279
§ 5, Элементы синтеза шарнирных механизмов ........ 291
§ б. Силовой анализ механизма................... 294
Глава XIII. Кулачковые механизмы................ 301
§ 1. Назначение и разновидности кулачковых механизмов . . . •— § 2. Определения и основные соотношения в кулачковых механизмах ............................ 305
§ 3. Кинематический анализ кулачковых механизмов..... 307
§ 4. Кинематический синтез кулачковых механизмов..... 310
§ 5. Расчет кулачковых механизмов на прочность...... 313
Глава XIV. Фрикционные механизмы............... 318
§ 1. Назначение, разновидности и кинематический анализ фрикционных механизмов ..................
§ 2. Силовой анализ фрикционных механизмов с цилиндрическими катками........................ 324
§ 3. Силовой анализ фрикционных механизмов с коническими
катками............................ 329
§ 4. Расчет катков фрикционных механизмов......... 331
§ 5. Нагрузка на валы...................... 335
§ 6. Достоинства и недостатки фрикционных механизмов . . 338
Глава XV. Зубчатые механизмы.................. 340
. § 1. Назначение, разновидности, достоинства и недостатки
зубчатых механизмов.................... .—
А. Механизм-с цилиндрическими прямозубыми колесами . . . . 344
§ 2. Основная теорема зацепления ............... —
§ 3. Зацепление зубчатых колес с эвольвентным профилем
'-: . зубьев............................ 347
/§ 4, Нарезание зубьев и элементы зацепления........ 351
Дуга зацепления и коэффициент перекрытия...... 358
Определение передаточного числа в паре зацепления и
в простых рядах зубчатых колес............. 362
§ 7. Определение передаточного числа в планетарных и дифференциальных зубчатых механизмах ............ 368
§ 8. Расчет зубьев цилиндрических прямозубых колес .... 374
Б. Механизмы с цилиндрическими косозубыми колесами. . . . 388 § 9. Основные элементы зацепления цилиндрических колес
с косыми зубьями .....................
§ 10. Особенности расчета зубьев цилиндрических косозубых
колес............................. 390
t В. .Зубчатые механизмы с коническими колесами........ 399
'§11. Основные элементы зацепления конических колес ... —
§ 12. Расчет зубьев конических прямозубых колес....... 402
Г. Зубчатые редукторы........................ 411
§ 13. Основные типы зубчатых редукторов...........
§ 14. Смазка закрытых зубчатых передач........... 415
Глава XVI. Винтовые и червячные механизмы.......... 416
§ 1. Винтовые механизмы, их назначение и разновидности , . . —
§ 2. Расчет винтовых механизмов. Передача сил и моментов 418
*"' § 3. Особенности расчета деталей винтового ручного пресса 422
§ 4. Червячные механизмы, их назначение и разновидности 423
§ 5. Изготовление червяков и червячных колес........ 427
§ 6. Основные элементы зацепления червячной передачи . . . 428 § 7. Основные кинематические характеристики червячных механизмов .......................... 432
§ 8. Расчет червячной передачи................. 433
§ 9. Червячные редукторы.................... 446
Глава XVII. Механизмы с гибкой связью............. 448
§ 1. Основные кинематические соотношения ......... —
§ 2. Ременная передача ее достоинства и недостатки .... 449
§ 3. Плоскоременная передача, ее назначение и разновидности 450
§ 4. Некоторые сведения из теории плоскоременных передач 452 § 5. Возникающие напряжения и расчет плоского ремня на
прочность.......................... 459
§ 6. Расчет плоского ремня из условий его работоспособности 461
§ 7. Клиноременная передача ................. 467
§ 8. Цепные передачи, их назначение и разновидности . . . 470
§ 9. Расчет цепных передач .................. 474
§ 10. Натяжение цепи и нагрузка на валы.......... 478
Глава XVIII. Пневматические, гидравлические и электромеханизмы ............................ 479
РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ ВАЛЫ, ОСИ И ИХ ОПОРЫ
Глава XIX. Валы и оси ...................... 482
§ 1. Назначение и разновидности валов и осей........ —
§ 2. Материалы и изготовление валов и осей.......... 484
§ 3. Расчет валов и осей на прочность............. 485
§ 4. Предварительный расчет валов и осей .......... 487
§ 5. Конструирование прямых валов и осей.......... 494
§ 6. Проверочный расчет валов и осей............. 498
§ 7. Расчет валов и осей на жесткость (по деформациям) . . 500
§ 8. Понятие о критическом числе оборотов вала....... 502
Глава XX. Цапфы......................... . 506
§ 1. Основные разновидности цапф для опор скольжения. . . —
§ 2. Расчет шипов и шеек подшипников скольжения...... 509
§ 3. Понятие о жидкостном режиме трения........... 518
§ 4. Расчет плоской кольцевой и сплошной пят опор скольжения .............................. 520
Глава XXI. Опоры скольжения.................. 523
§ 1. Основные разновидности подшипников скольжения ... —
§ 2. Смазка подшипников скольжения............. 526
§ 3. Расположение смазочных канавок и способы подачи смазки 527
§ 4. Достоинства и недостатки опор скольжения........ 531
Глава XXII. Опоры качения.........,.......... 532
§ 1. Преимущества и недостатки подшипников качения ... — . § 2. Устройство подшипников качения и их краткая классификация ........................... 533
§ 3. Основные типы подшипников качения. Характеристика
и назначение......................... 535
§ 4. Выбор подшипников качения................ 543
§ 5. Конструирование подшипниковых узлов.......... 549
РАЗДЕЛ ШЕСТОЙ МУФТЫ И ПРУЖИНЫ
Глава XXIII. Муфты........................ 56°
§ I. Назначение и разновидности муфт............ —
§ 2. Постоянные муфты ..................... ™:
§ 3. Сцепные муфты....................... ot)9
Глава XXIV. Пружины ....................... 573
§ 1. Назначение и разновидности пружин ........... —
§ 2. Пружины, работающие на скручивание .......... —
§ 3. Пружины, работающие на изгиб .......... -. . . . 581
РАЗДЕЛ СЕДЬМОЙ
ТРУБОПРОВОДЫ, АРМАТУРА И ДЕТАЛИ УСТАНОВОК, РАБОТАЮЩИХ
ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Глава XXV. Трубопроводы и арматура к ним .......... 584
§ 1. Назначение и разновидности трубопроводов ........ —
§ 2. Нормы условных давлений, проходов и температур для
трубопроводов ........................ —
§ 3. Соединения труб ....................... 585
§ 4. Расчет труб и соединяющих их деталей .......... 589
§ 5. Компенсаторы и уплотнения ................ 592
§ 6. Арматура трубопроводов .................. о9о
Глава XXVI. Детали установок, работающих под давлением . . . 602
§ !. Назначение и разновидности сосудов ........... —
§ 2. Расчет стенок сосудов, находящихся под внутренним да-
влением ............................ 603
§ 3. Конструктивное оформление отверстий в стенках сосудов 60о
§ 4. Устройство и расчет соединений крышек с сосудами ... —
РАЗДЕЛ ВОСЬМОЙ ОСНОВЫ ДИНАМИКИ МАШИН
v Глава XXVII. Движение машин под действием заданных сил 611
§ 1. Уравнение движения машинного агрегата ........
§ 2. Кинетическая энергия и приведенный момент инерции
механизмов и машин .................... °|^
§ 3. Средняя скорость и коэффициент неравномерности ... Ы7
V Глава XXVIII- Регулирование скорости машины и уравновеши-
вание масс ......................... "'^
§ 1. Регулирование скорости установившегося неравновесного движения. Расчет махового колеса ............
§ 2. Сведения о регулировании скорости машины при изменяющихся нагрузках. Регуляторы ...............
§ 3. Уравновешивание вращающихся масс ...........
Приложение 1. Предпочтительные числа, и ряды предпочти-
тельных чисел .................. 629
Приложение 2. Чугун ..... .................. 630
Приложение 3. Сталь ................... .... ЬЗЗ
Приложение 4. Латунь и бронза . ................ Ь42
Приложение 5. Нормальные диаметры и длины в машинострое-
нии для номинальных размеров от 1 до 500 мм 649
Приложение 6. Наименования основных посадок и обозначения полей допусков (отклонений) отверстий и валов при размерах сопряжений от 1 до 500 мм 650
Приложение 7. Предельные отклонения отверстий и валов для размеров от 1 до 500 мм в системе отверстия ОСТ............... 652
Приложение 8. Условные обозначения и примеры записи на поле чертежа допускаемых отклонений от правильной геометрической формы и взаимного -расположения поверхностей....... 653
Приложение 9. Классы точности и чистоты поверхностей, соответствующие некоторым способам изготовления................655
Приложение 10. Примеры применения классов чистоты поверхностей некоторых деталей машин ..... 658
Приложение 11. Основные данные для определения допускаемых напряжений при расчетах на объемную прочность............... 664
Приложение 12. Ориентировочные значения пределов выносливости некоторых материалов ....... 670
Приложение 13. Элементы заклепочных соединении' .... - 671
Приложение 14. Основные данные для расчета и конструирования прочно-плотных заклепочных швов . . . 672
Приложение 15. Основные данные для расчета и конструирования прочных заклепочных швов......'--674
Приложение 16. Основные данные для расчета и конструирования сварных швов...........676
Приложение 17. Коэффициенты продольного изгиба (снижение допускаемого напряжения сжатия) <р для малоуглеродистой стали........... 679
П р и л о ж е н и е 18. Конструктивные разновидности клиновых и
штифтовых соединений......... —
Приложение 19. Основные размеры элементов соединений с
призматическими шпонками.......681
Приложение 20. Конструктивные разновидности шпоночных соединений . . ,............ 682
Приложение 21. Резьбы........... . . . . . 684
Приложение 22. Болты, винты, шпильки и гайки...... 687
П р и л о ж е н и е 23. Гаечные замки (некоторые конструкции) . . . 696
Приложение 24. Условные обозначения стандартных болтов,
винтов и гаек............. 699
Приложение 25. Фундаментные болты и плиты .-......701
Приложение 26. Разновидности шарнирных механизмов .... 705
Приложение 27. Шатунные кривые шарнирного четырехзвенника
и диаграммы движения точки С ...... 706
Приложение 28. Кинематика центрального кривошипно-шатун-
ного механизма.............707
Приложение 29. Силовой анализ центрального кривошипно-ша-
тунного механизма........... 70!)
Приложение 30. Основные соотношения кулачковых механизмов
" 7"?ft
с внецентреннои схемой......... '^и
Приложение 31. Допускаемые контактные напряжения [а]к при
расчете кулаков...........• 722
Приложение 32. Построение кинематических диаграмм скоростей и ускорений методом графического дифференцирования ............... —-
Приложение 33. Коэффициенты трения, допускаемые удельные нагрузки и допускаемые напряжения при расчете фрикционных катков......- . 724 V
П р и л о ж е н и е 34. Конструкции фрикционных механизмов и катков.................725
Приложение 35. Модули зубчатых и червячных колес с цилиндрическим червяком.........727
Приложение 36. Материалы, применяемые для изготовления зубчатых колес............. —
Приложение 37. Допускаемые напряжения лри расчете зубчатых колес.............. 733
Приложение 38. Коэффициенты формы и длины зубьев при расчете зубчатых колес......* . . , 734
Приложение 39. Конструктивные разновидности зубчатых колес ................. 735
Приложение 40. Формулы для определения основных размеров зацепления некорригировапных передач кони-ческими прямозубыми колесами при межосевом
угле 6 = 90°..............740
Приложение 41. Одноступенчатые зубчатые редукторы . . . 741 П р и л о ж.ен и с 42. Рекомендуемые масла для смазки зубчатых
редукторов.............. 743
П р и л о жен и е 43. Примеры конструкций винтовых механизмов . 744 Приложение 44. Расчетные коэффициенты в червячных передачах с цилиндрическим архимедовым червяком . 745
Приложение 45. Конструкции червячных механизмов .... 746 Приложение 46. Допускаемые напряжения [а]к, [а]« и коэффициенты нагрузки при расчете червячных передач ............... 750
Приложение 47. Одноступенчатые червячные редукторы . . . 751 Приложение 48. Рекомендуемые масла для смазки червячных редукторов ............... —
Приложение 49. Ременные передачи........... 752
П р и л о ж е н и е 50. Цепные передачи............ 769
Приложение 51. Построение эпюр для валов, работающих с цилиндрическими косозубыми и коническими прямозубыми зубчатыми колесами......772
Приложение 52. Допускаемые напряжения при предварительном
расчете валов и осей.......... 774
Приложение 53. Качественная оценка некоторых средств продольной фиксации деталей на валах и осях . . 775
Приложение 54. Конструктивные разновидности валов и осей 77В Приложение 55. ^Формулы для подсчета W«emmo и WpKemmo для
некоторых сечений валов и осей...... 77«
Приложение 56. Значения коэффициентов при расчете валов
и осей................779
Приложение 57. Значения [q] и [qv] при расчете цапф .... 783 Приложение 58. Конструктивные разновидности подшипников
скольжения.............. 786
Приложение 59. Основные масла для машиностроения..... 78$
Приложение 60. Примеры узлов с подшипниками качения . . 791 Приложение 61. Значения коэффициентов при определении
. условной нагрузки подшипников качения . . 794 Приложение 62. Оснонные способы осевого крепления колец подшипников качения........... 796
Приложение 63. Посадки, рекомендуемые для установки внутренних и наружных колец подшипников качения 799
Приложение 64. Некоторые конструкции уплотняющих устройств 800 Приложение 65. Основные данные для выбора и проектирования муфт......... ..... 802
Приложение 66. Классификация металлических пружин .... 804 Приложение 67. Значения коэффициентов при расчете пружин 806 Приложение 68. Пример рабочего чертежа пружины .... 807 Приложение 69. Основные данные для расчета соединений в
трубопроводах ............. —
Приложение 70. Значения [о]Р и п для сосудов, работающих под
избыточным давлением.........809
Приложение 71. Коэффициенты неравномерности движения б
для некоторых машин........ . .. —
Литература.......................810
Цена: 300руб.
