контрольная детали машин
.doc«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
(МИИТ)
Контрольная работа № 1
по дисциплине «Детали машин»
Выполнил: студентка Холопова Е.П.
1230-п/ЭЖс-1461
Проверил: Маштаков А.П.
Саратов 2014г.
Задача №1
Дано - схема механизма 1.
W1=30 рад/с; ϕ= 600
lAB=0,15 м; lBC=0,30 м; lCD=0,35 м
-
Структурный анализ.
-
Построение схемы механизма.
-
Масштаб построения.
Kl=lAB/AB= 0,15/50=0,003м/мм,
Где АВ=50 отрезок на схеме соответствующий длине звена АВ.
-
Число звеньев и кинематических пар механизма.
Число звеньев- 4:
3 подвижных звена на схеме 1, 2, 3;
1 неподвижное звено 0- стойка.
Число кинематических пар- 4.
-
Определение степени подвижности механизма и выделение структурной группы Ассура.
По формуле Чебышева[1, с.16]
W=3n- 2PH-PВ=3*3-2*4-0=1,
где n=3- число подвижных звеньев;
PH=4- число низших кинематических пар;
PВ=0- число высших кинематических пар.
W=1- означает, что для работы механизма достаточно задать закон движения только одному звену- звену 1, которое является входным, т. е. ведущим. При этом законы движения остальных звеньев будут вполне определенными и однозначными.
Разложение механизма на группы Ассура.
Разложение начинают с наиболее простой и более удаленной от ведущего звена группы.
Простейшая группа Ассура – сочетание двух звеньев и трех кинематических пар.
Такая группа для данного механизма звенья 2 и 3 и три кинематические пары: две вращательные: В (звенья 1 и 2); С (звенья 2 и 3) и одна поступательная С (звенья 3 и 0).
Эта группа Ассура 2 класса 2 порядка.
Оставшаяся часть механизма звено АВ и кинематическая пара А (0-1) имеет степень подвижности W=1 и относится к механизмам 1 класса.
-
Кинематический анализ механизма.
Построение плана скоростей для точек механизма.
-
Скорость точки В.
ϑВ=w1*lAB=30*0,15=45 м/с
векторϑВ˔АВ
-
Масштаб плана скоростей.
Кϑ=ϑВ/(РϑВ)=4,5/45=0,1 м/с/мм,
Где Рϑ – полюс плана- выбран произвольно (РϑВ)= 45 мм- отрезок соответствующий ϑВ.
2.1.3 скорость точки С.
векторϑС= вектор ϑВ + вектор ϑС/В,
где ϑС/В- относительная скорость точкиС при вращении вокруг точки В; вектор ϑС/В˔СВ.
На плане скоростей из точки «в» проводим прямую перпендикулярную ВС, а из Рϑпрямую и ОХ, в пересечении получим точку «с».
Значение скоростей.
ϑС/В=(вс)*Кϑ=27*0,1=2,7 м/с
ϑС=(Рϑс)*Кϑ=26*0,1=2,6м/с
2.1.4 Угловая скорость звена 2.
W2= ϑС/В/lBC=2,7/0.3=9 рад/с
2.1.5 Скорость точки D .
На основании свойств подобия.
(cd)=(bc)* lDC/lDC=27*0,35/0,3=32 мм
На плане скоростей откладываем отрезок (cd). Точку «d» соединяем с Рϑ
ϑD=(Рϑd)*Кϑ=50*0,1=5 м/с
2.1.6 Скорости точек центров тяжести S1, S2,S3.
Точки центров тяжести расположены на середине длин соответствующих звеньев.
Используя свойства подобия получим:
ϑС1=(Рϑ*S1)* Кϑ=22,5*0,1=2,25 м/с
ϑС2=(Рϑ*S2)* Кϑ=36*0,1=3,6 м/с
ϑС3=ϑС=2.6 м/с
-
Определение ускорений точек механизма.
-
Ускорение точки В:
-
Вектор aB=вектор аBn+ вектор aBt,
где нормальная составляющая ускорения
аBn=wl2*lAB=302*0,15=135 м/с2
вектор аBn параллелен AB
тангенциальная составляющая
aBt=0 при Е1=0
aB=аBn=135 м/с2
-
Масштаб плана ускорений
Ка=аВ/(Paв)=135/67,5=2 м/с2/мм,
где Pa- полюс плана ускорений- произвольно выбранный.
(Paв)=67,5 мм- принятого отрезок соответствующий ускорению точки В.
-
Ускорение точки С
Вектор аС=вектор аВ+вектор аС/Вn+вектор аС/Вt
Вектор аС/Вn=w22*lCB=92*0.3=24,3 м/с2
Вектор аС/Вn параллелен ВС
вектор аС/Вtперпендикулярен В.
(вn2)=аС/Вn/Ка=24,3/2=12 мм
(вn2)- отрезок соответствующий аС/Вn.
На плане ускорений откладываем отрезок (вn2).
Из точки «n2» проводим прямую перпендикулярную (вn2).
Из полюса Ра проводим прямую параллельную ОХ.
При пересечении получим точку «с».
Значение ускорений.
аС=(Paс)*Ка=48*2=96 м/с2
аС/Вt= (n2c)*Ка=57*2=114 м/с2
аС/В= (св))*Ка=59*2=118 м/с2
-
Угловое ускорение звена 2:
Е2=аС/Вt*lBC=114*0.3=34,2 рад/с2
-
Ускорение точкиDи точек центров тяжести S1, S2 и S3.
На основании свойств подобия
Отрезок (cd)=(сb)*lDS/lBS=59*0.35/0,3=69 мм.
На плане ускорений откладываем отрезок (cd), а точку «d» соединяем с Ра.
Тогда
аD=(Pad)*Ка=75*2=150 м/с2
аS1=(PaS1)*Ка=34*2=68 м/с2
аS2=(PaS2)*Ка=53*2=106 м/с2
аS3=ас=96 м/с2
Задача №3
Дано: Тормозной момент Т= 2000Нм; диаметр тормозного барабана D= 0,2 м.; размеры рычага а=0,4 м в= 0,8 м.; размер плеча тормоза l1= 0,6 м. l2= 0,6 м.
Расчетная схема тормозного устройства
1. Необходимая реакция тормозной колодки (1, с.34)
где f = 0,33 –коэффициент трения колодки о барабан.
2. Реакция тяги рычажной системы.
Расчетная схема рычажной системы
Уравнение моментов относительно опоры А
3. Сила натяжения тормозной ленты. Уравнение моментов относительно опоры В.
4. Необходимое количество заклёпок
где =8мм- диаметр заклёпки
мПа (1,с.12)- допустимое значение среза заклёпки.
5. Минимальная толщина тормозной ленты
где =320мПа (1,с.12)- допустимое напряжение сжатия.
Принимаем t=3мм.
6. Ширина тормозной ленты
где =160мПа- допустимое напряжение на разрыв;
=2 число заклёпок в поперечном сечении.
7. Необходимое тормозное усилие.
Уравнение моментов приводного рычага, схема 1.
Задача №4.
Дано: мощность ; частота вращения ; передаточное число ; угол наклона линии зуба .
Материал комс сталь ; допустимые контактные напряжения
Схема привода
-
Кинематические параметры привода.
-
Подбор электродвигателя.
-
требуемая мощность
-
-
где общий КПД привода
где - КПД ременной передачи;
- КПД зубчатой передачи;
- КПД пары подшипников;
-число пар подшипников.
1.1.2. требуемая частота вращения
где диапазон передаточных чисел ременной передачи
По принимаем электродвигатель 4А90L4У3; ; .
-
Передаточные числа элементов привода.
Передаточное число привода
Передаточное число ременной передачи
-
Частота вращения валов привода (об/мин).
Вал электродвигателя
Входной вал редуктора
Выходной вал редуктора
-
Мощности передаваемые валами (кВт)
-
Моменты на валах
-
Межосевое расстояние
где коэффициент зависящий от вида передачи -косозубая;
коэффициент учета неравномерности распределения нагрузки по ширине венца;
коэффициент учета распределения нагрузки между зубьями для косозубых колес.
-коэффициент ширина венца
Тогда
-
Геометрические параметры зубчатой передачи.
Модуль зацепления
Принимаем
Числа зубьев колес
Шестерни
Колесо
Уточнение угла наклона
Диаметры колес (мм)
делительные
Проверка:
Диаметры вершин зубьев
Диаметры впадин
Ширина: колеса
шестерни
-
Силы в зацеплении зубчатых колес.
Окружная
Радиальная
-стандартный угол зацепления
Осевая
-
Предварительный расчет валов
-
Входной вал редуктора. Диаметр выхода
-
где -допускаемое напряжение кручения.
Диаметр шейки вала под подшипник
-величина упорного бурта
Диаметр под упор подшипника
-
Выходной вал. Диаметр выхода
Диаметр под колесо
-
Подбор подшипников качения.
В качестве опор вагонов принимаем подшипники радиально-упорные шариковые. Для входного вала у которых диаметр внутреннего кольца , наружнего , ширина . Для выходного вала ; ;;
-
Разработка компоновочного эскиза.
Компоновочный эскиз выполняем на основе рассчитанных геометрических параметров редуктора.
Принятые зазоры.
- между торцами колес и внутренним контуром редуктора.
- между торцами подшипников и наружним контуром редуктора.
Длина выходных концов валов
Литература
-
Мицкевич В.Г. и др. Прикладная механика Н «РГОТУПС» 2008
-
Марченко С.М. и др. Прикладная механика Ростов на Дону «Феникс» 2006
-
Дунаев П.Ф., Леников О.П. Конструирование узлов и деталей машин Н «Академия» 2004