Учебные курсы по физике, электротехнике, математике. Основы конструирования

Конспекты
Начертательная
Решение задач
Карта

Физика. Примеры решения задач контрольной работы

Общие свойства гармонических колебаний

Задачи для самостоятельного решения.

Амплитуда и начальная фаза колебаний

Музыкальный камертон

Переменный ток

Волны

Интерференция света

Дифракция света

Поляризация света

Примеры решения задач

Ответы на билеты к экзамену по физике

Закон всемирного тяготения.

Вынужденные колебания. Резонанс

Электротехника

Электротехника и электроника

хника и электроника

Элементы электрических цепей

Активная, реактивная и полная мощности

Трансформаторы

Электрические машины

Выпрямительный полупроводниковый диод

Импульсные и цифровые устройства

Математика Примеры решения задач

Векторная алгебра и аналитическая геометрия

Математический анализ

Предел последовательности

Геометрическая прогрессия

Вычисление объемов с помощью тройных интегралов

Двойные интегралы в полярных координатах

Геометрические приложения интегралов

Криволинейные интегралы

Физические приложения тройных интегралов

Тройные интегралы в декартовых координатах

Найти разложение в ряд Фурье функции

Преобразование графиков функций

Обратные тригонометрические функции

Решение систем уравнений и неравенств

Теорема синусов

Изображение многоугольников и многогранников

Поверхности второго порядка

Исследовать систему уравнений

Учебный курс Детали машин и основы конструирования

Глава первая

Создание мощных, высокопроизводительных, надежных, технологичных и экономичных машин невозможно без их постоянного конструкторского совершенствования на базе новых более прочных материалов и их термической обработки, коррозионной защиты, совершенствования форм деталей. Этому способствует постоянно развивающаяся наука о машинах - МАШИНОВЕДЕНИЕ.

СИЛЫ И СВЯЗИ Все тела в природе, а в частном случае и детали в машинах взаимодействуют друг с другом. Мерой механического действия одного тела на другое является  СИЛА.

ПРИМЕР Определить реакции в опорах вала ведущего барабана привода ленточного конвейера

Статические испытания материалов производятся для определения их МЕХАНИЧЕСКИХ  ХАРАКТЕРИСТИК, наиболее важными из которых являются прочностные характеристики, такие как предел прочности при растяжении, предел текучести и предел пропорциональности.

Основные конструкционные материалы для создания деталей машин

Сдвигом называется вид нагружения, при котором в поперечных сечениях действует только поперечная сила, приводящая к сдвигу частей тела друг относительно друга вдоль линии действия этой силы.

РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ КРУГЛОГО СПЛОШНОГО БРУСА. Рассмотрим брус круглого поперечного сечения радиуса R, который закручивается внешним моментом Т.

НОРМАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ИЗГИБА

Начертательная геометрия

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ ПРИ КОНСТРУИРОВАНИИ К ДЕТАЛЯМ МАШИН

РАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Разъемными называют соединения, разборка которых происходит без нарушения целостности составных частей изделия. Разъемные соединения могут быть как подвижными, так и неподвижными. Наиболее распространенными в машиностроении видами разъемных соединений являются: резьбовые, шпоночные, шлицевые, клиновые, штифтовые и профильные.

Методы изготовления резьбы

Теория винтовой пары Зависимость между моментом затяжки и осевой силой винта.

Расчет резьбовых соединений Основным критерием работоспособности крепежных резьбовых соединений является прочность. Стандартные крепежные детали сконструированы равнопрочными по следующим параметрам: по напряжениям среза и смятия в резьбе, напряжениям растяжения в нарезанной части стержня и в месте перехода стержня в головку. Поэтому для стандартных крепежных деталей в качестве главного критерия работоспособности принята прочность стержня на растяжение, и по ней ведут расчет болтов, винтов и шпилек. Расчет резьбы на прочность выполняют в качестве проверочного лишь для нестандартных деталей.

Шпоночные соединения широко применяют во всех отраслях машиностроения

Расчет шпоночных соединений Проверочный расчет ненапряженных шпоночных соединений проводят на смятие боковых поверхностей и срез по поперечному сечению.

Глава вторая. Механические передачи

В первой главе была представлена структурная схема машины, в которой передаточный механизм чаще всего, состоит из механических передач. Там же разобраны общие параметры, кинематические и энергетические характеристики передач и приводов машин.

В этой главе рассмотрим основные конструкции механических передач, которые наиболее часто применяются в общем машиностроении.

Материалы, конструкция цилиндрических колес и методы образования зубьев

Критерии работоспособности зубчатых колес и расчетная нагрузка

Расчет цилиндрических передач на прочность. Приведенная в этом параграфе методика расчета эвольвентных зубчатых передач в основном соответствует стандарту, но содержит некоторые упрощения, которые не оказывают существенного влияния на результаты расчетов, и необходимы с точки зрения учебного процесса.

Конические зубчатые передачи

Червячной  передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения между валами со скрещивающимися осями.

Силы в червячном зацеплении. КПД

Тепловой расчет и смазывание червячных передач. Механическая энергия, потерянная в передачах, переходит в тепловую, вызывающую нагрев деталей и масла. Ввиду невысокого КПД червячные передачи работают с большим тепловыделением. Однако нагрев масла до температуры свыше 95° приводит к резкому снижению его вязкости и защитных свойств и, следовательно, к появлению опасности заедания передачи. Поэтому температура масла в картере передачи не должна превышать допускаемую [tм] = 70...90 °С в зависимости от сорта масла.

Ременной передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения при помощи шкивов, закрепленных на валах, и бесконечной гибкой связи — приводного ремня, охватывающего шкивы

Плоскоременные передачи

Зубчато-ременные передачи — весьма перспективный вид передач для приводов машин.

Цепной передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения между параллельными валами при помощи двух жесткозакрепленных на них зубчатых колес — звездочек и надетой на них бесконечной цепи

Вращающиеся детали машин (зубчатые колеса, шкивы, звездочки и др.) размещают на валах и осях. Валы предназначены для передачи вращающего момента вдоль своей оси. Силы, возникающие при передаче вращающего момента, вызывают напряжения кручения и изгиба, а иногда напряжения растяжения или сжатия.

Если на выходных участках валов это условие невыполнимо, то шпоночный паз фрезеруют «на проход». При установке на валу нескольких шпонок их следует располагать в одной плоскости и предусматривать для них по возможности одинаковую ширину пазов при соблюдении условий прочности шпоночных соединений. Это позволяет обрабатывать пазы без изменения положения вала и одним инструментом.

Валы и вращающиеся оси монтируют на опорах, которые определяют положение вала или оси, обеспечивают вращение, воспринимают нагрузки и передают их основанию машины. Основной частью опор являются подшипники, которые могут воспринимать радиальные, радиально-осевые и осевые нагрузки; в последнем случае опора называется подпятником, а подшипник носит название упорного.

Смазывание и расчет подшипников скольжения В процессе работы подшипников скольжения может происходить абразивный износ вкладышей и цапф, заедание вследствие нагрева подшипника и усталостное изнашивание при пульсирующих нагрузках.

Подшипники качения Подшипники, работающие по принципу трения качения, называются подшипниками качения. В настоящее время такие подшипники имеют наибольшее распространение. Подшипники качения стандартизованы и в массовых количествах выпускаются специализированными заводами. Подшипники качения изготовляют в большом диапазоне типоразмеров с наружным диаметром от 2 мм до 2,8 м и массой от долей грамма до нескольких тонн.

Подбор подшипников качения В процессе эксплуатации подшипников качения может происходить усталостное изнашивание дорожек качения в результате многократного циклического контактного нагружения. В результате действия ударных нагрузок, а также вибрационных нагрузок при невращающемся подшипнике (например, при транспортировке машины) или три больших перегрузках на дорожках качения могут возникать пластические деформации  в виде вмятин (бринеллирование).

Конструирование подшипниковых узлов Работоспособность подшипников качения в значительной степени зависит от рациональности конструкции подшипникового узла, качества его монтажа и регулировки.

Муфтами в технике называют устройства, которые служат для соединения концов валов, стержней, труб, электрических проводов и т. д. Рассмотрим только муфты для соединения валов. Потребность в соединении валов связана с тем, что большинство машин компонуют из ряда отдельных частей с входными и выходными валами, которые соединяют с помощью муф

Электрические машины. Трансформаторы, двигатели, генераторы

Классификация электрических машин Использование электрических машин в качестве генераторов и двигателей является их главным применением, так как связано исключительно с целью взаимного преобразования электрической и механической энергии. Применение электрических машин в различных отраслях техники может иметь и другие цели. Так, потребление электроэнергии часто связано с преобразованием переменного тока в постоянный или же с преобразованием тока промышленной частоты в ток более высокой частоты. Для этих целей применяют электромашинные преобразователи.

Устройство трансформаторов Современный трансформатор состоит из различных конструктивных элементов: магнитопровода, обмоток, вводов, бака и др. Магнитопровод с насаженными на его стержни обмотками составляет активную часть трансформатора. Остальные элементы трансформатора называют неактивными (вспомогательными) частями. Рассмотрим подробнее конструкцию основных частей трансформатора.

Векторная диаграмма трансформатора Воспользовавшись схемой замещения приведенного трансформатора и основными уравнениями напряжений и токов (1.34), построим векторную диаграмму трансформатора, наглядно показывающую соотношения и фазовые сдвиги между токами, ЭДС и напряжениями трансформатора

Переходные процессы в трансформаторах Переходные процессы при включении и при внезапном коротком замыкании трансформаторов

Трансформатор для дуговой электросварки, обычно называемый сварочным трансформатором, представляет собой однофазный двухобмоточный понижающий трансформатор, преобразующий напряжение сети 220 или 380 В в напряжение 60-70 В, необходимое для надежного зажигания и устойчивого горения электрической дуги между металлическим электродом и свариваемыми деталями.

Трансформаторы для автоматических устройств Импульсные трансформаторы. Применяются в устройствах импульсной техники для изменения амплитуды импульсов, исключения постоянной составляющей, размножения импульсов и т. п. Одно из основных требований, предъявляемых к импульсным трансформаторам, — минимальное искажение формы трансформируемых импульсов.

Холостой ход трансформатора Под холостым ходом трансформатора понимается режим его работы при разомкнутой вторичной обмотке. В этих условиях трансформатор со стороны первичной обмотки во всем подобен катушке со стальным сердечником.

Опыт короткого замыкания По данным опыта короткого замыкания определяются потери короткого замыкания Рк, которые могут быть приняты равными электрическим потерям в обмотках, и параметры трансформатора, к которым приходится обращаться при решении многих практических задач.

Расчет тока холостого хода

Трехобмоточный трансформатор  Большие трансформаторы, устанавливаемые в начале или конце длинных линий электропередачи и иногда на мощных промежуточных подстанциях, часто выполняются с тремя обмотками на каждую фазу, причем одна из них обычно служит в качестве первичной, а две другие – в качестве вторичных

Трансформаторы специального назначения

Измерительные трансформаторы.

Пример анализа электрического состояния трёхфазной цепи графическим методом.

Асинхронные машины Основными частями машины являются статор и ротор. Их сердечники собираются из листов электротехнической стали, которые до сборки обычно покрываются с обеих сторон специальным лаком.

Режимы работы машин двигателем, тормозом и генератором

Векторная диаграмма асинхронного двигателя

Вращающий момент в асинхронной машине, как отмечалось, создается в результате взаимодействия вращающегося поля и токов, наведенных им в обмотке ротора. Его значение можно найти, исходя из закона электромагнитных сил.

Рабочие характеристики двигателей

Регулирование скорости вращения Асинхронные двигатели обычно применяются для электроприводов, которые работают с постоянной частотой вращения. Но иногда они применяются для регулируемых электроприводов. Рассмотрим возможные способы регулирования частоты вращения.

Однофазные асинхронные двигатели. Как отмечалось, однофазные асинхронные двигатели в настоящее время выполняются главным образом как малые машины на мощности, редко превышающие 0,5 кBт.

Двухфазные двигатели. Пуск в ход однофазных двигателей 

Асинхронный преобразователь частоты Электрическую энергию на заводах, фабриках, при строительных работах, в шахтах, сельском хозяйстве обычно получают от сети трехфазного тока нормальной частоты 50 Гц. Для преобразования тока в другую частоту может быть использован асинхронный преобразователь частоты, представляющий собой асинхронную машину с контактными кольцами, приводимую во вращение каким-либо двигателем. Приводным двигателем обычно служит короткозамкнутый асинхронный двигатель.

Генераторы переменного тока, работающие на электрических станциях, в большинстве случаев являются синхронными машинами. Эти машины применяются также в качестве двигателей. Наибольшее распространение получили трехфазные генераторы и двигатели.

Трехфазный синхронный генератор. Симметричная нагрузка   Рассмотрим здесь работу трехфазного синхронного генератора при симметричной нагрузке, когда векторы фазных токов равны по величине и сдвинуты по фазе на 120°. При этом будем иметь в виду одиночную работу генератора, когда он работает на свою собственную сеть независимо от других синхронных машин. 

Индукционная нагрузочная характеристика

Однофазный синхронный генератор   Однофазные синхронные машины по сравнению с трехфазными имеют ряд недостатков. К основным из них нужно отнести большие размеры и большую стоимость при одной и той же мощности. Поэтому на практике однофазные синхронные машины применяются крайне редко. В настоящее время во многих случаях, когда необходим однофазный ток, его берут от трехфазных линий.

Синхронный двигатель  Переход машины от работы генератором к работе двигателем.

Реактивная машина  Как указывалось, реактивной машиной называется явнополюсная синхронная машина, работающая без возбуждения постоянным током (при Е0 = 0).

Потери и коэффициент полезного действия

Машины постоянного тока – генераторы и двигатели – находят себе широкое применение в современных электроустановках. Они выполняются с неподвижными полюсами и вращающимся якорем.

Электродвижущие силы коммутируемой секции

Система "генератор – двигатель". Иногда в специальных случаях применяют отдельный генератор для питания двигателя, скорость вращения которого нужно регулировать в широких пределах.

Электромашинные преобразователи тока Для преобразования электрической энергии одного вида в другой наряду со статическими устройствами (трансформаторы, ионные и электронные преобразователи, различные выпрямители) применяются электрические машины.

Инженерная графика

Электротехника
Лабораторные и графические работы
Математика
Машиностроительное черчение
Сопромат
Лекции