По рис. 7 настольно-сверлильного станка1: 1. Описать каждую деталь и дать общее описание станка. 2. Сделать общий вид, необходимые расчеты и рабочие чертежи станка. 3. Разработать технологию изготовления деталей. Технические условия: 1. Максимальный диаметр сверления 5 мм. 2. Число скоростей — одна. 3. Приводной шкив и ремень должны быть надежно ограждены. 4. Предусмотреть возможность натяжения ремня. 5. Рабочий ход шпинделя 100 мм. 6. Точность изготовления деталей по 2 классу. 7. Чистота обработки деталей по 6 классу. 
Archives for ноября, 2008
Любые материалы, как говорилось уже не раз, сопротивляются внешнему воздействию. Конечно, нет материала, который мог бы сопротивляться вечно, но при каких значениях силы наступит поломка, какие силы и при каком расположении в пространстве погубят деталь? Поведение материалов под действием различных сил можно предсказать, если положить в основу расчета формулы и выводы инженерной науки — сопротивления материалов (в студенческом обиходе — сопромат). Эта наука изучает вопросы прочности и долговечности материалов и конструкций, а потому нужна каждому инженеру. Потому что инженер должен так рассчитать свое изделие, чтобы оно было прочным, способным сопротивляться разрушению. Для каждого элемента своей конструкции инженер, руководствуясь сопроматом, подбирает необходимый материал, рассчитывает оптимальные размеры с учетом полной надежности и наименьшего веса. Для этого ему необходимо выяснить характер воздействия внешних сил на конструкцию, возникающие в конструкции деформации и внутренние напряжения, выбрать необходимый запас прочности и на основании расчета получающихся вариантов назначить каждой детали конструкции свои определенные размеры и сечения.
Под действием внешних сил элементы конструкции и вся она целиком в большей или меньшей степени изменяют свою форму и размеры. Это изменение формы и размеров называется деформацией. Основные типы деформаций (рис. 15). 1. Растяжение (А) или сжатие (Б) — его испытывают цепи, канаты, тросы, колонны, элементы в фермах (мостов). 2. Перерезывание (В) — ему подвержены болты, винты, заклепки. 3. Кручение (Г) — возникает при работе валов. 4. Изгиб (Д) — ему подвергаются различные балки. Деформации разделяются на упругие и остаточные. Упругими деформациями называются такие, которые появляются под влиянием внешних сил и исчезают после того, как эти силы перестают действовать. После того как внешняя сила, вызвавшая упругую деформацию, прекращает свое действие, деформированный элемент восстанавливает свою первоначальную форму и размеры. Этот вид деформации всем хорошо знаком на примере дверной пружины. Чем шире открываешь дверь, тем сильнее растягивается пружина, а Рис. 15. Основные типы деформаций. 
как только дверь отпустишь, пружина сожмется до первоначальной длины: дверь закроется со стуком. Упругая деформация материала возможна только до определенного предела. Если величина нагрузки превысит этот предел, то после «разгрузки» элемент (изделие) своей первоначальной формы полностью не восстановит, а так и останется деформированным. Примером служит та же пружина: повесишь на нее груз потяжелее, она вытянется, но уже не сожмется после снятия груза. Эта деформация и называется остаточной. 
Максимальное напряжение, при котором начинается разрушение материала, называется пределом прочности, или временным сопротивлением материала. Предельное напряжение, при котором деформированный элемент после снятия деформирующего усилия восстанавливает свою первоначальную форму, называется пределом упругости. Превышение предела упругости вызывает остаточную деформацию. В тех случаях, когда конструкция должна сохранять свою форму неизменной, необходимо рассчитать размеры каждого элемента так, чтобы его деформация под действием нагрузки не превышала предела упругости. Выбирая материал и размеры того или иного элемента конструкции, необходимо учитывать, чтобы возникающие при работе напряжения были меньше тех, при которых материал разрушается или получает остаточные деформации. Иначе говоря, деформации всегда должны быть упругими а напряжение — меньше предела упругости материала, из которого элементы конструкции изготовлены.
Инерцией тела называют его свойство сохранять состояние покоя или прямолинейного и равномерного движения. Любому изменению скорости тело оказывает сопротивление. Это сопротивление обычно называют силой инерции. Она зависит только от массы тела. Чтобы привести в движение тело, находящееся в покое, например снаряд, вложенный в ствол орудия, необходимо приложить силу. В стволе ее создают пороховые газы. Они давят на снаряд только до тех пор, пока он движется внутри ствола. В это время снаряд, обладая инерцией, противодействует газам. Взаимодействие газов со снарядом прекращается, как только он вылетит из ствола. Однако благодаря инерции снаряд продолжает лететь до тех пор, пока его не остановят силы сопротивления среды. В данном случае инерция проявляется двояко: во время движения снаряда внутри ствола она противодействует его разгону до необходимой скорости, после же вылета из ствола именно благодаря инерции снаряд летит, преодолевая сопротивление среды. С силами инерции мы встречаемся и на транспорте: когда автомобиль трогается с места или разгоняется, водителя и пассажиров инерцией прижимает к сиденью, а когда перед движущейся машиной возникает неожиданное препятствие и водитель резко тормозит или сворачивает в сторону, силы инерции стаскивают пассажиров с сидений или прижимают к боковой стенке кузова. А если стенку убрать, то инерция способна вообще вышвырнуть пассажира из кузова. В школьной мастерской силы инерции особенно заметны при работе строгального станка: в конце хода ползуна, когда меняется направление его движения, происходит удар, который сотрясает и станок и даже его фундамент. При этом ослабевают соединения деталей, усиленно срабатываются детали кулисного механизма. Большой износ деталей может привести к их поломке. В этом случае ползун слетит с направляющих. Поэтому правила техники безопасности предписывают во время работы стоять только сбоку от станка. При работе токарного станка вибрация, вызванная силами инерции, особенно ощутима при обработке крупных несимметричных деталей, устанавливаемых на планшайбе. В этих случаях необходимо применять уравновешивающие контргрузы. При современном уровне развития техники в быстроходных машинах силы инерции в десятки и сотни раз превышают вес движущихся деталей. Эти силы создают дополнительные нагрузки на детали, дополнительные силы трения, вибрацию машин и фундаментов. Известно немало случаев, когда от действия центробежных сил ломались отдельные детали машин, разлетались маховики, диски турбин, шлифовальные круги. Поэтому детали, подвергающиеся действию значительных сил инерции, необходимо усиливать. Но делать это нужно не путем увеличения сечения деталей, что приведет к увеличению их массы (а значит, и сил инерции тоже), а путем применения более прочных материалов и придания деталям такой формы, которая наиболее рациональна с точки зрения расположения массы по отношению к оси вращения. Примером правильного выбора формы служит колесо центробежного компрессора авиационного двигателя и шкив ведущего вала фрикционного пресса (рис. 9). Колесо компрессора делает большое число оборотов, и потому большую часть массы колеса располагают ближе к оси вращения. Фрикционному прессу приходится преодолевать сопротивление металла. Для этого нужна большая сила. Ее получают, используя инерцию приводного шкива ведущего вала пресса. Конструкция шкива такова, что большая часть массы расположена на максимально возможном удалении от оси вращения. Пока вал вращается вхолостую, двигатель сравнительно небольшой мощности разгоняет шкив, имеющий значительную массу. Во время рабочего хода пресса сопротивление деформируемого металла тормозит вращение шкива и возникающие при этом силы инерции прибавляются к силе, развиваемой двигателем, помогая ему справиться с «упрямым» материалом. Если понаблюдать за работой пресса, то по изменению числа оборотов шкива видно, как возрастает при холостом ходе и уменьшается в момент прессования сила инерции. 
На рисунке 10 изображен маятник Максвелла, который служит для демонстрации перехода потенциальной энергии в кинетическую и наоборот. Задание № 8. Не меняя массы диска, изменить его форму так,чтобы максимально увеличить период колебаний маятника.
