УДК 621.81(075.8)
ББК 34.44
А92
Рецензенты:
кафедра «Машиноведение и детали машин» Московского авиационного института
(Государственного технического университета);
д-р техн. наук, проф. Ю.Н. Дроздов
Авторы:
Б.А. Байков, А.В. Клыпин, О.П. Леликов, И.К. Ганулич, В.И. Зворыкин,
Л.П. Варламова, Л.П. Соболева, Л.А. Андриенко, П.К. Попов, В.А. Финогенов,
М.В. Фомин, В.М. Зябликов, В.П. Тибанов, Л.И. Смелянская, Е.А. Язева,
В.Н. Богачев, П.А. Соколов, Д.С. Блинов, В.П. Варламов, В.А. Верещака,
В.В. Гудков, В.Е. Богачев
Под редакцией:
О.А. Ряховского, О.П. Леликова
А92
Атлас конструкций узлов и деталей машин : учебное пособие / [Б. А. Байков
и др.] ; под ред. О. А. Ряховского, О. П. Леликова. — 3-е изд., стер. — Москва :
Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2020. — 400 с. : ил.
ISBN 978-5-7038-5302-3
Приведены конструкции узлов и деталей машин общепромышленного применения,
а также важные справочные данные. Рассмотрены разъемные и неразъемные соединения,
передачи зацеплением (зубчатые, червячные, планетарные, волновые, цевочные),
валы, подшипники качения и скольжения, муфты, а также вопросы триботехники. Даны
рекомендации по выполнению рабочих чертежей типовых деталей машин.
Для студентов технических университетов машиностроительных специальностей.
Может быть полезно конструкторам при разработке современных машин и оборудования.
УДК
621.81(075.8)
ББК .
34 44
ISBN 978-5-7038-5302-3
© Оформление. Издательство
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020
Стр.3
Оглавление
Предисловие ................................................................ 3
1. Сварные соединения ................................................ 4
1.1. Конструктивные элементы сварных соединений
и условные обозначения швов ........ 5
1.2. Стальной прокат, используемый для изготовления
сварных изделий .......................... 6
1.3. Сварные барабаны и шкивы ....................... 9
1.4. Сварной корпус червячного редуктора ...... 10
1.5. Конструктивные элементы сварных рам ... 11
1.6. Сварные рамы ............................................... 12
2. Соединения с натягом и коническими кольцами .... 14
2.1. Основные отклонения и допуски в соединениях
с натягом .......................................... 15
2.2. Примеры соединений с натягом ................. 16
2.3. Соединения упругими коническими кольцами
............................................................... 17
2.4. Соединения разрезными коническими кольцами
............................................................... 18
3. Резьбовые соединения .............................................. 19
3.1. Резьбы цилиндрические ............................... 22
3.2. Резьбы конические ....................................... 23
3.3. Резьба метрическая ....................................... 24
3.4. Сбеги, недорезы, проточки и фаски для метрической
резьбы крепежных изделий ........ 25
3.5. Резьба упорная .............................................. 26
3.6. Резьба трапецеидальная однозаходная ....... 27
3.7. Классы прочности и материалы болтов, винтов,
шпилек и гаек ....................................... 28
3.8. Крепежные изделия ...................................... 29
3.9. Болты с шестигранной головкой ................ 32
3.10. Винты общего назначения ......................... 35
3.11. Винты установочные .................................. 37
3.12. Шпильки общего назначения ................... 40
3.13. Ðûì-áîëòû и гнезда под них ..................... 42
3.14. Гайки общего и специального назначения 43
3.15. Гайки шестигранные .................................. 45
3.16. Гайки круглые шлицевые и шайбы многолапчатые
для их стопорения ....................... 48
3.17. Гайки специальные ..................................... 49
3.18. Шайбы ......................................................... 50
3.19. Шплинты ..................................................... 52
3.20. Места под ключи гаечные ......................... 53
3.21. Стопорение гаек и винтов ......................... 54
3.22. Крепление машин к фундаменту .............. 56
4. Шпоночные соединения .......................................... 57
4.1. Соединения призматическими шпонками ... 58
4.2. Соединения призматическими высокими
и сегментными шпонками .......................... 59
4.3. Примеры соединений øïîíêàìè................. 60
4.4. Направляющие качения ............................... 61
5. Шлицевые и профильные соединения ................... 62
5.1. Соединения шлицевые прямобочные ........ 63
5.2. Соединения шлицевые эвольвентные ......... 65
5.3. Соединения шлицевые с треугольным профилем
и профильные ñîåäèíåíèÿ............... 66
5.4. Примеры шлицевых соединений ................ 67
6. Штифтовые соединения ......................................... 68
6.1. Штифты цилиндрические ............................ 69
6.2. Штифты конические .................................... 70
6.3. Примеры штифтовых соединений .............. 71
7. Заклепочные соединения ......................................... 72
7.1. Типы стержневых заклепок ......................... 73
7.2. Заклепки пустотелые и полупустотелые.
Специальные заклепки ................................ 74
7.3. Примеры соединений деталей машин заклепками
....................................................... 75
8. Фрикционные ïåðåäà÷è. Вариаторы ...................... 76
8.1. Торовый вариатор ......................................... 77
8.2. Многодисковый вариатор ............................ 79
8.3. Цепной вариатор .......................................... 81
8.4. Вариатор с клиновым ремнем ..................... 83
9. Ременные передачи ................................................. 84
9.1. Схемы и способы натяжения ременных
передач .......................................................... 86
9.2. Конструкции и материалы плоских ремней
................................................................. 87
9.3. Клиновые и поликлиновые ремни ............. 88
9.4. Клиновые вариаторные ремни .................... 89
9.5. Зубчатые ремни ............................................. 90
9.6. Шкивы плоскоременных передач ............... 91
9.7. Шкивы клиновых и поликлиновых ременных
передач .................................................. 92
9.8. Шкивы клиноременных вариаторов ........... 93
9.9. Шкивы зубчато-ременных передач ............ 94
10. Редукторы зубчатые цилиндрические и коническо-цилиндрические
................................................ 95
10.1. Редуктор одноступенчатый цилиндрический
................................................................ 97
10.2. Редуктор двухступенчатый цилиндрический,
выполненный по развернутой схеме ... 99
10.3. Редуктор двухступенчатый цилиндрический,
выполненный по развернутой
схеме с корпусом без разъема ................... 101
10.4. Редуктор двухступенчатый цилиндрический
с шевронными колесами .................... 103
10.5. Редуктор двухступенчатый цилиндрический
с шевронными колесами и корпусом
без разъема ................................................... 105
10.6. Редуктор двухступенчатый цилиндрический
соосный ................................................ 107
10.7. Редуктор двухступенчатый цилиндрический
соосный с осями валов, расположенными
в вертикальной плоскости .............. 109
10.8. Редуктор двухступенчатый цилиндрический
соосный с тихоходной ступенью внутреннего
зацепления ................................... 111
10.9. Редуктор двухступенчатый цилиндрический
соосный двухпоточный внешнего зацепления
...................................................... 113
10.10. Редуктор двухступенчатый цилиндрический
соосный двухпоточный с тихоходной
ступенью внутреннего зацепления ............. 115
10.11. Редуктор двухступенчатый цилиндрический
соосный двухпоточный с тихоходной
ступенью внутреннего зацепления без разъема
корпуса .................................................. 117
10.12. Редуктор двухступенчатый цилиндрический
соосный трехпоточный ....................... 118
10.13. Редуктор коническо-цилиндрический ..... 120
10.14. Редуктор коническо-цилиндрический
без разъема корпуса .................................... 122
397
Стр.398
10.15. Редуктор коническо-цилиндрический с
верхним расположением быстроходного
вала ................................................................ 124
11. Червячные и цилиндро-червячные редукторы ..... 126
11.1. Редуктор с нижним расположением червяка
................................................................. 128
11.2. Редуктор червячный универсальный ......... 129
11.3. Мотор-редуктор с верхним расположением
червяка ..................................................... 130
11.4. Редуктор цилиндро-червячный .................. 132
11.5. Мотор-редуктор цилиндро-червячный ..... 134
11.6. Редуктор двухступенчатый червячный ...... 136
12. Устройства для выравнивания нагрузки в двухступенчатых
соосных зубчатых редукторах ........ 138
12.1. Выравнивание нагрузки с помощью упругих
элементов, работающих на изгиб ......... 139
12.2. Выравнивание нагрузки с помощью упругих
элементов, работающих на кручение
................................................................. 141
12.3. Выравнивание нагрузки с помощью вала
на плавающих опорах .................................. 142
13. Планетарные редукторы ....................................... 143
13.1. Кинематические схемы планетарных передач
............................................................... 145
13.2. Редуктор планетарный одноступенчатый .... 146
13.3. Редуктор планетарный двухступенчатый
с двумя центральными колесами и двухвенцовыми
сателлитами ............................... 147
13.4. Редуктор планетарный двухступенчатый
с двумя центральными колесами и составными
сателлитами ........................................ 148
13.5. Редуктор планетарный äâóõñòóïåí÷àòûé.... 149
13.6. Редуктор планетарный с тремя центральными
колесами ............................................. 152
13.7. Редуктор планетарный с тремя центральными
колесами и торсионными валами .... 154
13.8. Редуктор планетарный цевочный ............. 156
13.9. Редуктор планетарный прецессионный ... 158
14. Волновые редукторы .............................................. 159
14.1. Редуктор волновой с кулачковым генератором
волн ..................................................... 160
14.2. Мотор-редуктор волновой с дисковым генератором
волн ............................................ 162
14.3. Редуктор волновой фланцевый с пневмодвигателем
...................................................... 164
14.4. Привод лебедки космического корабля ... 165
14.5. Мотор-редуктор волновой с дисковым
генератором волн и коротким гибким колесом
............................................................. 166
14.6. Зубчатые колеса волновых редукторов ..... 168
15. Коробки передач .................................................... 170
15.1. Варианты конструктивного исполнения
передвижных блоков зубчатых колес ......... 172
15.2. Способы переключения передвижных зубчатых
колес .................................................... 173
15.3. Сопряжения передвижных зубчатых колес
с механизмами управления ......................... 174
15.4. Приводы ползунов и вилок механизмов
управления ..................................................... 175
15.5. Оси, скалки, промежуточные валы механизмов
управления ...................................... 177
15.6. Рукоятки с фиксацией ............................... 179
15.7. Механизмы передвижения зубчатых колес
.................................................................. 181
15.8. Блокировочные устройства ........................ 185
15.9. Ручки ............................................................ 186
15.10. Ступицы рукояток .................................... 190
15.11. Стержни рукояток под шаровые ручки .... 191
15.12. Маховички .................................................. 192
398
16. Цепные передачи ................................................... 194
16.1. Цепи приводные ðîëèêîâûå....................... 195
16.2. Звездочки для приводных роликовых
цепей .............................................................. 196
16.3. Цепи тяговые разборные ........................... 197
16.4. Звездочки для тяговых разборных цепей ... 198
16.5. Цепи тяговые пластинчатые ...................... 199
16.6. Звездочки для тяговых пластинчатых
цепей ............................................................. 200
16.7. Звездочки натяжные .................................... 201
16.8. Ограждения и смазывание цепной передачи
................................................................ 202
17. Механизм винтEгайка ........................................... 203
17.1. Роликовый механизм винтEгайка качения
.................................................................. 206
17.2. Шариковый механизм винтEгайка качения
(ØÂÌ) .................................................... 212
17.3. Механизм винтEгайка скольжения ............ 217
18. Валы и оси ............................................................. 218
18.1. Основные виды валов и осей .................... 220
18.2. Концевые участки валов и осей ................. 221
18.3. Переходные участки валов и осей (галтели,
êàíàâêè, ôàñêè) ..................................... 222
18.4. Отверстия центровые ................................. 223
18.5. Способы крепления зубчатых колес, полумуфт
и шкивов на концевых участках
валов ............................................................... 224
18.6. Осевая фиксация зубчатых и червячных колес,
звездочек и шкивов на валах и осях .... 225
18.7. Входные (быстроходные) валы редукторов,
мотор-редукторов и коробок передач .... 226
18.8. Промежуточные валы зубчатых редукторов
.................................................................. 228
18.9. Выходные (òèõîõîäíûå) валы редукторов ... 229
18.10. Способы крепления осей .......................... 230
18.11. Валы приводные с барабанами ................ 231
18.12. Валы приводные с тяговыми звездочками
............................................................... 233
19. Подшипники скольжения ...................................... 234
19.1. Типы подшипников скольжения .............. 236
19.2. Втулки и вкладыши металлические подшипников
скольжения ................................. 237
19.3. Корпуса подшипников скольжения ......... 240
19.4. Втулки и вкладыши неметаллические подшипников
скольжения ................................ 242
19.5. Примеры применения подшипников скольжения
............................................................. 243
19.6. Шарнирные подшипники .......................... 246
19.7. Пример применения шарнирных подшипников
.............................................................. 247
20. Подшипники качения ............................................. 248
20.1. Подшипники шариковые радиальные однорядные
....................................................... 256
20.2. Подшипники радиальные сферические
двухрядные .................................................... 259
20.3. Подшипники шариковые радиально-упорные
................................................................. 261
20.4. Подшипники роликовые радиальные однорядные
....................................................... 263
20.5. Подшипники роликовые радиально-упорные
конические ............................................ 265
20.6. Подшипники óïîðíî-ðàäèàëüíûå.............. 268
20.7. Подшипники шариковые упорные ............ 269
20.8. Способы установки и закрепления подшипников
...................................................... 270
20.9. Установочные размеры и осевые зазоры
в подшипниках ............................................. 271
20.10. Кольца пружинные упорные наружные ... 272
20.11. Кольца пружинные упорные внутренние .. 273
Стр.399
20.12. Втулки закрепительные ............................ 274
20.13. Корпуса подшипников качения ............... 275
20.14. Крышки корпусов подшипников качения
................................................................. 277
20.15. Технические требования к деталям подшипниковых
узлов ....................................... 278
20.16. Расчет и выбор подшипников качения ... 279
21. Муфты приводов ................................................... 281
21.1. Муфты глухие .............................................. 284
21.2. Муфты компенсирующие жесткие ........... 285
21.3. Муфты компенсирующие упругие ............. 288
21.4. Муфты сцепные .......................................... 295
21.5. Муфты предохранительные ........................ 298
21.6. Муфты центробежные ................................. 301
21.7. Муфты обгонные ........................................ 303
21.8. Муфты комбинированные .......................... 305
22. Триботехника ......................................................... 317
22.1. Индустриальные масла ............................... 322
22.2. Трансмиссионные масла ............................ 323
22.3. Полужидкие смазочные материалы ........... 324
22.4. Антифрикционные пластичные смазочные
материалы ..................................................... 325
22.5. Выбор масла для смазывания зубчатых передач
общего назначения ............................ 327
22.6. Выбор смазывающего материала для различных
узлов трения ................................... 328
22.7. Уплотнения .................................................. 329
22.8. Плоские прокладки для герметизации неподвижных
соединений ............................... 330
22.9. Резиновые армированные манжеты для
валов ............................................................... 331
22.10. Примеры уплотнений подшипников качения
.............................................................. 332
22.11. Контактные уплотнительные шайбы ...... 333
22.12. Уплотнения торцовые ............................... 334
22.13. Лабиринтные уплотнения ........................ 335
22.14. Крышки смотровых (çàëèâíûõ) ëþ÷êîâ... 336
22.15. Герметики ................................................... 337
22.16. Маслоуказатели ......................................... 338
22.17. Масляные пробки ..................................... 339
22.18. Масленки ................................................... 340
22.19. Смазывание цилиндрических редукторов
.................................................................. 341
22.20. Смазывание соосных ìîòîð-ðåäóêòîðîâ... 342
22.21. Смазывание конических редукторов ....... 344
22.22. Смазывание планетарных редукторов ..... 345
22.23. Смазывание червячных редукторов и
опор ................................................................ 346
22.24. Смазывание цепных передач .................... 350
23. Конструктивные элементы литых деталей ........... 351
23.1. Справочные данные для конструирования
литых деталей ................................................ 353
23.2. Рекомендуемые размеры корпуса редуктора
................................................................ 354
23.3. Элементы корпуса редуктора .................... 355
23.4. Конструирование корпуса цилиндрического
редуктора .................................................. 357
23.5. Корпус цилиндрического двухступенчатого
редуктора .................................................. 359
23.6. Конструирование корпуса цилиндрического
двухступенчатого соосного редуктора .... 360
23.7. Конструирование корпуса коническо-цилиндрического
редуктора ............................. 361
23.8. Конструирование корпуса червячного ðåäóêòîðà............................................................
363
23.9. Конструирование крышки корпуса планетарного
редуктора ........................................ 367
23.10. Конструирование боковой крышки корпуса
................................................................. 368
23.11. Плита ........................................................... 369
24. Рабочие чертежи ................................................... 370
24.1. Указание на чертеже детали размеров,
обозначений баз, допусков расположения
и формы ........................................................ 375
24.2. Допуски формы и расположения поверхностей
валов ................................................... 376
24.3. Выбор допусков расположения .................. 377
24.4. Рабочий чертеж ступенчатого вала ............. 378
24.5. Рабочий чертеж шлицевого вала ................ 379
24.6. Основные размеры зубчатых колес, допуски
формы и расположения их поверхностей
............................................................. 380
24.7. Рабочий чертеж цилиндрического зубчатого
колеса .................................................... 381
24.8. Рабочий чертеж конического зубчатого
колеса ............................................................ 382
24.9. Рабочий чертеж червяка ............................. 383
24.10. Рабочий чертеж червячного колеса ........ 384
24.11. Допуски формы и расположения поверхностей
стаканов ............................................ 385
24.12. Допуски расположения поверхностей
крышек подшипников ................................ 386
24.13. Рабочие чертежи стакана и крышки подшипника
......................................................... 387
24.14. Рабочий чертеж шкива .............................. 388
24.15. Рабочий чертеж звездочки для роликовой
цепи ................................................................ 389
24.16. Рабочий чертеж звездочки для зубчатой
цепи ................................................................ 390
25. Пружины тарельчатые ........................................... 391
25.1. Пружины тарельчатые без опорных плоскостей
............................................................ 392
25.2. Пружины тарельчатые с опорными плоскостями
......................................................... 394
Список литературы ...................................................... 396
Стр.400