1
KONSTRUKCJA MASZYN
Prof. dr hab. inż. Jurij Dobriański
1
KONSTRUKCJA MASZYN
Prof. dr hab. inż. Jurij Dobriański
2
Literatura
• Rutkowski A. Części maszyn. Warszawa. Wydawnictwa Szkolne
i Pedagogiczne. 1986.
• Orlik
Z.
Surowiak
W. Części maszyn. Cz.1, cz. 2.Warszawa.
Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne. 1973
• Banaszek, Jan. Podstawy konstrukcji maszyn: wprowadzenie
do projektowania przekładni zębatych i doboru sprzęgieł
mechanicznych; Politechnika Lubelska. Lublin : Wydawnictwa
Uczelniane, 2008. 173 s.
• Podstawy konstrukcji maszyn. T. 1, T. 2, T. 3 / pod red. Marka Dietricha ; Warszawa :
Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2006.
• Skoć Antoni. Podstawy konstrukcji maszyn. T. 1 T. 2. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-
Techniczne, 2006. 599 s.
• Boś , Piotr. Podstawy konstrukcji maszyn. 1. Wstęp do projektowania, Warszawa: WKŁ,
2010.
• Chomczyk, Włodzimierz. Podstawy konstrukcji maszyn: elementy, podzespoły i
zespoły maszyn i urządzeń. Warszawa : Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2008.
• Podstawy konstrukcji maszyn. Pod red. Z. Osińskiego. Warszawa: Wyd. PWN. 2002
3
Przedmiot
Konstrukcja maszyn
jest to przedmiot, który
zajmuje się:
• zasadami działania,
• konstrukcją i
• obliczeniem właściwości mechanicznych
typowych, powtarzalnych
części
maszyn.
4
OKREŚLENIE MASZYNY
Maszyna jest to względnie uosobiony układ
urządzeń i mechanizmów
wykonujący pewną korzystną pracę
(określone
ruchy),
kosztem energii doprowadzonej z zewnątrz
(poprzez przekształcenia danego rodzaju energii w inny).
Maszyny z reguły stosują w celu
ułatwienia lub całkowitej zamiany
pracy ludzkiej.
Maszyna dzieli się na:
• elementy (części),
wykonanych z jednego kawałku
materiału
lub z kilku kawałków połączonych w sposób
nierozłączny
,
• zespoły (podzespoły), złożonych
z pewnej liczby elementów połączonych w
celu wykonania określonego zadania
(przekładnia, hamulce łożysko itp.)
5
Elementy i zespoły:
• TYPOWE
(nity, łożyska, wpusty, koła zębate,
sprzęgła…)
• SPECJALNE
(tłoki, łopatki, wirniki, dysze …)
Przedmiot Konstrukcja Maszyn
zajmuje się tylko typowymi
6
Części i zespoły dzielimy
na:
(wg przeznaczenia generalnie)
1). Połączenia
2). Łożyskowanie
3). Zespoły napędów
4). Mechanizmy
7
KLASYFIKACJA SZCZEGÓŁOWA
1. Połączenia nierozłączne:
a) nitowe,
b) spajane,
w tym:
• spawane,
• zgrzewane,
• lutowane,
• klejone,
c) skurczowe,
d) wtłaczane,
8
a) klinowe,
b) wpustowe i wielowypustowe,
c) kolkowe,
d) gwintowe,
e) sprężyste,
f) rurowe (rury i zawory);
9
KLASYFIKACJA SZCZEGÓŁOWA
2. Połączenia rozłączne:
3. Osie i wały
4. Łożyska :
a) ślizgowe,
b) toczne;
5. Sprzęgła;
6. Hamulce;
10
KLASYFIKACJA SZCZEGÓŁOWA
a) zębate.
b) cierne,
c) cięgnowe
w tym:
• pasowe,
• Łańcuchowe.
8. Mechanizmy
11
KLASYFIKACJA SZCZEGÓŁOWA
7. Przekładnie:
Zasady konstrukcji maszyn
• Funkcjonalność
(w stopniu równym lub wyższym od założonego. Powinna
być spełniona bezwzględnie)
• Niezawodność
• Trwałość
• Sprawność.
• Lekkość
(zużycie materiałów, montaż, transport, moc)
• Taniość i dostępność materiałów.
• Właściwy układ przenoszenia obciążeń.
• Technologiczność.
• Łatwość eksploatacji.
• Ergonomiczność.
• Zgodność z obowiązującymi przypisami i normami.
12
Normalizacja części maszyn
ma na celu
uporządkowanie, uproszczenie i
ujednolicenie:
• oznaczeń technicznych
(w tym rysunku technicznego i słownictwa),
• podstawowych wielkości
stosowanych w budowie maszyn, np.
wymiarów normalnych, tolerancji i pasowań, zarysów i gwintów,
• materiałów
(np. gatunków stali, żeliw),
• gotowych wyrobów,
w tym zarówno części maszyn (np. nitów, śrub,
wpustów), jak i zespołów (sprzęgieł, przekładni zębatych i innych),
• niektórych metod badawczych,
• warunków odbioru technicznego, konserwacji,
transportu
itp.
13
• zastosowanie wyspecjalizowanych
wysoko wydajnych maszyn
produkcyjnych,
• wprowadzenie zmienności części w
procesach montażowych, jak i przy
naprawach,
• ułatwienie pracy konstruktora.
14
Normalizacja
powoduje obniżenie kosztów
wytwarzania i eksploatacji poprzez:
RODZAJE NORM
(NORMY nie są obowiązujące, ale mogą być wg decyzji branż
zakładów!)
• Międzynarodowa
(Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO)).
• Krajowe:
polskie, np.:
oznaczenia:
76 – 1976 r.
H – hutnictwo i jego wyroby,
M – przemysł maszynowy i narzędziowy,
B – budownictwo i inne
• Branżowe
• Zakładowe
15
83101
76
H
PN
WYMIARY
Zachowania dokładnych wymiarów
w trakcie obróbki
jest niemożliwe!
•Nominalne:
N
•Rzeczywiste
•Graniczne:
dolny
A
górny
B
•TOLERANCJA
:
T = B – A
(zawsze
dodatnia)
16
Podstawowe słownictwo:
• Tolerancja
• Wymiar nominalny
• Wymiary graniczne
• Odchyłki
• Pole tolerancji
• Położenie pola tolerancji
• Klasa dokładności
17
Pole tolerancji
• odchyłką górną
(
symbol
ES
dla wymiaru wewnętrznego –
(otworu) i
es
dla wymiaru zewnętrznego – (wałka))
• es =B
w
– N ES =B
o
– N
• odchyłką dolną
(
symbol
EI
dla otworu i
ei
– dla wałka)
• ei =A
w
– N EI =A
o
– N
18
WYMIAR TOLEROWANY:
Obliczenie tolerancji:
• T = B – A
(zawsze dodatnia)
• T = es – ei
dla
walka
lub
• T = ES – EI
dla
otworu
19
0,04
0,03
-
50
• określają 19 klasami dokładności:
01, 0, 1 – 17
• Klasy 01, 0, 1 – 7 –
dla narzędzi mierniczych
• Klasy 5 – 12 –
dla pasowania części maszyn
• Klasy 12 – 17 –
dla wielkich luzów i powierzchni surowych
• Klasy dokładności określone NORMAMI
20
Szerokość pola tolerancji
ITn
ei; es
EI; ES
ES
cd
Tolerancje podstawowe (ITn) średnic otworów i
wałów
o wymiarach do 500 mm (w m)
ITn = B – A; ITn = es – ei
dla walka;
ITn = ES – EI
dla otworu (
n
– klasa
dokładności)
21
Przedział wymiarów
nominalnych
Klasa dokładności
powyżej
do
5
6
7
8
9
10
11
12
mm
m
—
3
4
6
10
14
25
40
60
100
3
6
5
8
12
18
30
48
75
120
6
10
6
9
15
22
36
58
90
150
10
18
8
11
18
27
43
70
110
180
18
30
9
13
21
33
52
84
130
210
30
50
11
16
25
39
62
100
160
250
50
80
13
19
30
46
74
120
190
300
80
120
15
22
35
54
87
140
220
350
120
180
18
25
40
63
100
160
250
400
180
250
20
29
46
72
115
185
290
460
250
315
23
32
52
81
130
210
320
520
315
400
25
36
57
89
140
230
360
570
400
500
27
40
63
97
155
250
400
630
Odchyłki podstawowe wałków (w
m)
22
Odchyłki podstawowe otworów (w (µm)
cd. tablicy
23
Odchyłki podstawowe otworów (w (µm)
24
POŁOŻENIE POLA TOLERANCJI –
1
w odniesieniu do linii zerowej (nominalnej)
•oznacza się literami od
A
(otwór),
a
(wałek) do
ZC
,
zc
•wałki
h
i otwory
H
–
podstawowe
(
odchyłki położenia =
0
)
25
POŁOŻENIE POLA TOLERANCJI –
2
w odniesieniu do linii zerowej (nominalnej)
•WARTOŚCI ODCHYŁEK
położenia są w normach w
zależności od wymiarów nominalnych i klasy dokładności
•Tolerancja położenia liczy się
wgłęb materiału
26
UKŁADY PASOWAŃ
przy zasadzie
stałego otworu
średnica otworu toleruje się zawsze
asymetrycznie w głąb materiału
(odchyłką dolną EI = 0)
Dopasowujemy WALEK
27
przy zasadzie
stałego wałka
średnica wałka toleruje się
zawsze asymetrycznie w głąb
materiału (odchyłką górną
es = 0)
Dopasowujemy OTWÓR
Co łatwiej wykonać walec czy
otwór?
Pasowania
(rodzaje)
1. Luźne od
a
do
g
;
2. Mieszane
h
,
j
;
3. Ciasne od
k
do
u
Nie wszystkie rodzaje zapisane w
normach
są polecane do wykorzystania
28
a -
przestronne bardzo luźne,
b
- przestronne luźne,
c
- przestronne zwykle
d
- obrotowe bardzo luźne,
e
- obrotowe luźne,
f
- obrotowe zwykle
g
- obrotowe ciasne
29
Pasowania luźne
od
a
do
g
h -
suwliwe
(podstawowe do określenia zasad walka i otworu)
j - przylgowe
30
Pasowania Mieszane
h
,
j
Pasowania Ciasne
od
k
do
u
k - lekko wciskane
m - wciskane
n - mocno wciskane
p - bardzo lekko wtłaczane,
r - lekko wtłaczane,
s - wtłaczane,
u - bardzo mocno wtłaczane
Oznaczenie tolerancji
(pr. 1)
31
Oznaczenie tolerancji
(pr. 2)
32
Oznaczenie pasowania
33
H - litera duża – otwór; pasowanie suwliwe zasada otworu
7 - klasa dokładności tolerancji dla otworu
m - litera mała – wałek, pasowanie wciskane (mniej od j )
6 - klasa dokładności tolerancji dla wałka
luzy graniczne:
• najmniejszy L
min
• L
min
= A
otworu
– B
walka
= A
o
- B
w
• lub L
min
= EI -es
• największy L
max
,
• L
max
= B
otworu
– A
wałka
= B
o
- A
w
• lub L
max
= ES-ei
wymiar graniczny: dolny
A i
górny
B
odchyłką górną
ES lub es;
odchyłką dolną
EI lub ei
34
1. Tolerancja wymiarów
a. wymiarów liniowych.
b. Tolerancje kątów.
c. Tolerancje stożków.
2. Tolerancje kształtu i położenia.
a. Odchyłki i tolerancje kształtu.
b. Odchyłki i tolerancje położenia.
c. Odchyłki i tolerancje złożone.
3. Chropowatość powierzchni.
4. Falistość powierzchni.
35
Tematy usupełniające:
Koniec tematu
Koniec tematu
Koniec tematu
Koniec tematu
Koniec tematu
Koniec tematu
36
Koniec tematu
Koniec tematu
Koniec tematu
Koniec tematu
Koniec tematu