Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Кафедра технологии строительных материалов и изделий

Т.И.Шевцова

«МАШИНЫ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ»

Методические указания

к лабораторным работам

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

Оренбург 2012

УДК 691.621.926.37.002.5(07)

ББК 38.5

Ш 31

Рецензент – доцент, кандидат технических наук, В.И.Турчанинов

Шевцова, Т.И.

Ш31 Машины для технологического транспортирования строительных материалов: методические указания к лабораторным работам / Т.И.Шевцова; Оренбургский гос. ун-т - Оренбург: ОГУ, 2010. – 61с.

Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ студентами, обучающимися по программам высшего профессионального образования, направления 270800.62 Строительство, профиля подготовки – «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».

УДК 691.621.926.37.002.5(07)

ББК 38.5

©Шевцова Т.И., 2012

© ГОУ ВПО ОГУ, 2012

Содержание

1 Изучение конструкции и определение основных параметров фрикционной, ременной, цепной и зубчатой передач	4
2 Червячный редуктор. Изучение конструкции	26
3 Изучение конструкции подшипников качения и скольжения	36
4 Кинематические схемы передаточных механизмов	47
5 Ленточного конвейер, изучение устройства и определение основных параметров	63
6 Ковшовый элеватор, изучение устройства и определение основных параметров	75
7 Устройство и принцип действия винтового домкрата. Расчет усилий на рукоятке	84
Список использованных источников	88

Лабораторная работа №1 Изучение конструкции и определение основных параметров фрикционной, ременной, цепной и зубчатой передач

Продолжительность работы - 4 часа

Цель работы: Ознакомление с видами и конструктивными особенностями передач, приобретение навыков практического определения основных параметров передач.

Принадлежности:

1. Модели передач

2. Рулетка измерительная металлическая

3. Линейка измерительная длиной З00мм

4. Ключи гаечные

5. Угломер

Правила техники безопасности:

1. Модели, имеющие электрический привод, без разрешения преподавателя не включать.

2. Не производить измерений на работающих моделях.

3. Перед включением привода, убедиться в полной безопасности находящихся поблизости людей.

4. По окончании работы обесточить привод.

Последовательность выполнения работы:

1. Студенты изучают конструкции передач на моделях механического оборудования имеющихся в лаборатории

2. Каждый тип передачи схематично зарисовывают в тетрадь и описывают

3. Смотрят передачу в действии

4. Снимают необходимые параметры

5. Обрабатывают опытные данные

6. Оформляют отчёт и сдают работу

7. Убирают рабочее место

Общие положения:

Всякая машина состоит из двигательного, передаточного и исполнительного механизма. Наиболее общим для всех машин являются передаточные механизмы, которые предназначены для передачи механической энергии на расстоянии при помощи передач, валов, муфт и т.д.

Существует несколько типов передач:

Передачи трением - к ним относятся ремённые и фрикционные (рисунок 1а, 1г). В них энергия, передается за счет сил трения, вызываемых начальным натяжением ремня, или прижатием одного катка к другому.

Передачи зацеплением - зубчатые и цепные передачи (рисунок 1б, 1в, 1д, 1е), передающие энергию посредством взаимного зацепления зубьев.

Рисунок 1 - Виды передач

Фрикционные передачи служат для передачи вращающегося момента между близко расположенными валами при отсутствии жестких требований к постоянству передаточного числа в широком диапазоне мощностей до 300 квт.

Простейшая передача состоит из двух колес ведущего и ведомого, которые рабочими поверхностями соприкасаются между собой, вращение одного из колес преобразуется во вращение другого, под действием сил трения

Рисунок 2 - Схема фрикционной передачи

Для передачи окружной силы F_ТР фрикционной передачи тела качения должны быть прижаты одно к другому с силой Q

F_ТР = Q · μ ; (Н) (1)

где μ – коэффициент трения (0,2-0,3 )

D₁ – диаметр ведущего колеса, мм

D₂ – диаметр ведомого колеса, мм

F_тр – передаваемое окружное усилие, Н

Q – нормальное усилие прижатия тел качения, мм

Ремённые передачи применяют для передачи энергии между валами расположенными на большом расстоянии друг от друга с помощью ремня надетого на шкивы. Вращение ведущего шкива преобразуется во вращение ведомого благодаря трению, возникающему между ремнем и шкивом.

Рисунок 3 – Ременная передача

Величина силы трения между шкивом и ремнём, т.е. величина тягового усилия определяется как разность между силами S₁ и S₂ действующих в сбегающей и набегающей ветвях ремня.

F_ТР = S₁ - S₂ (Н) (2)

где S₁ и S₂ - силы приложенные к концам нити

Ременную передачу можно рассматривать как гибкую нить, огибающую цилиндр. Величина натяжения нити определяется по формуле:

₍₃₎

где μ - коэффициент трения между нитью и поверхностью цилиндра (0,2-0,3)

α - угол обхвата цилиндра нитью

Д ля передачи вращения при малом расстоянии между осями шкивов применяют клиноременные передачи (рисунок 4). Угол ψ =34-40⁰

1-шкив; 2-ремень

Рисунок 4 - Схема клиноремённой передачи

Для плоскоременных передач оптимальное расстояние между осями шкивов определяют по формуле:

А_опт = 2 · (D₁ + D₂), мм (4)

где D₁- диаметр ведущего шкива, мм

D₂ - диаметр ведомого шкива, мм.

Для клиноремённых передач величина А определяется

А_мin = 0,55 · (D₁ + D₂) + Н, мм (5)

где Н – высота сечения ремня, мм

Максимальное расстояние А выбирается в зависимости от диаметра большого шкива и передаточного числа.

Таблица 1 – Максимальное расстояние А

Передаточное число	1	2	3	4	5	6 и более
Максимальное расстояние А	1,5Dб	1,2Dб	1 Dб	0,95 Dб	0,9Dб	0,85Dб

Рисунок 5 – Схемы ременных передач

Зубчатые передачи относятся к группе передач зацепления. Простейшая зубчатая передача состоит из двух колёс с зубьями, посредством которых они сцепляются между собой. Вращение ведущего зубчатого колеса преобразуется во вращения ведомого колеса путём нажатия зубьев первого на зубья второго. Меньшее зубчатое колесо передачи называется шестерней, большее – колесом. Зубчатые передачи могут преобразовывать вращательное движение между валами с параллельными, пересекающимися и скрещивающимися осями. По форме различают цилиндрические, конические, фигурные и зубчатые колеса.

Рисунок 6 – Виды зубчатых передач

Цилиндрические колеса с прямыми, косыми и шевронными зубьями (а-г), конические колеса с прямыми и круговыми зубьями (е-з), тангенциальными зубьями (ж), цилиндрическое колесо и рейка (д)

Рисунок 7 – Разновидности зубчатых передач

Рисунок 8 - Схема зацепления зубчатых передач

Таблица 2 - Основные характеристики зубчатых колес

Характеристика	Обозначение	Формула	Значение
Модуль зацепления Шаг зубьев Число зубьев Высота головки зуба Высота ножки зуба Нормальная высота головки принята Высота ножки Высота зуба для нормального зацепления Диаметр делительной окружности Диаметр окружности выступов Диаметр окружности впадин Ширина рабочей часта колеса В, для прямозубых принимаетcя равной	m pt Z hа hf hа= m hf h d De Di B	m= pt/π hf= 1,25 m h= 2,25 m d = m·z De=d+2hа=m·z+2·m=m(z+2) Di = d – 2 hf =m·z–2,5m= (z – 2,5)m

Червячные передачи представляют собой винт (червяк) 1 (рисунок 9) обычно с трапециевидной резьбой, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом 2. Для увеличения контакта наружная поверхность червячного колеса делается вогнутой.

Рисунок 9 – Червячная передача

Цепные передачи используются для передачи вращения между валами находящимися на большом расстоянии друг от друга. Состоит она из двух цепных звездочек I и бесконечной цепи 2 (рисунок 10)

Рисунок 10 - Цепная передача

В цепных передачах применяются так называемые приводные, в основном втулочно-роликовые однорядные и многорядные цепи. Шаг цепи колеблется от 8 до 120 мм.

Рисунок 11 - Схема втулочно-роликовой цепи

Каждое звено такой цепи имеет ось I (рис.11) на которую напрессовываются пластины 2, образуя наружное звено, на ту же ось надевается по скользящей посадке втулка 3. на которую напрессовывается пластина 4, образуя внутреннее звено. На втулках насажены ролики 5 которые входят в зацепление со звездочками.

Существуют и другие конструкции цепей:

а – грузовая круглозвенная; б – грузовая пластинчатая шарнирная; в – тяговая втулочная; г – приводная роликовая однорядная; д – то же, двухрядная; е – приводная роликовая с изогнутыми пластинами; ж – приводная втулочная; з – приводная зубчатая с внутренними пластинами; и – приводная зубчатая с боковыми направляющими пластинами; к – приводная фасоннозвенная крючковая; л – приводная фасоннозвенная втулочно-штыревая

Рисунок 10 – Основные типы цепей

Конструкции звёздочек цепных передач во многом подобны конструкции зубчатых колёс.

Для нормальной работы передач необходимо, чтобы не было значительного провисания цепи под действием собственной тяжести. Величина натяжения S₂ выбирается в зависимости от веса, длины цепи q, расстояние между осями звёздочек А и прогиба ведомой ветви f:

₍₆₎

при горизонтальном расположении оси f = 0,02А

Расчёт передаточного числа

В каждой передаче элемент который передаёт мощность, называется ведущим, а элемент которому подается эта мощность ведомым. Чаще всего число оборотов ведущего элемента n₁ и ведомого элемента n₂ различно. Отношение этих чисел оборотов называется передаточным числом.

₍₇₎

Передачи могут быть понижающие ί>1; n₁>n₁ и повышающие, если ί<1 ; n₁< n₁ Понижающие передачи имеют наибольшее применение, так как число оборотов привода чаще бывает больше числа оборотов исполнительного органа.

Для фрикционной и ременной передачи передаточное число определяется по формуле:

₍₈₎

ξ – относительное скольжение зависят от материала фрикционных дисков и составляет 0,002-0,03;

ί – у фрикционных передач чепце всего составляет 5-7;

ί – у плоскоременных передач до 10, клиноременных до 15.

Для зубчатой передачи:

₍₉₎

z_k – число зубьев колеса

z_ш – число зубьев шестерни

ί – для цилиндрических прямозубых колёс до 10 , для конических до 5, для червячных до 80

Для червячной передачи:

₍₁₀₎

Z_r – число заходов червяка

Z_k – число зубьев колеса

ί –для червячных до 80

Для цепной передачи:

₍₁₁₎

Z₂ – количество зубьев ведомой звездочки;

Z₁ – количество зубьев ведущей звездочки;

D_1, D₂ – соответственно диаметры делительной окружности звёздочек

ί - обычно ≤8, в тихоходных достигает 15.

Контрольные вопросы по теме:

Фрикционные передачи

1. Из каких элементов состоит фрикционная передача?

2. Что такое пробуксовывание и когда оно возникает?

3. Достоинства и недостатки фрикционных передач.

4. Область применения фрикционных передач.

5. Как определяется передаточное число фрикционных передач?

6. Назовите основные требования, предъявляемые к материалу фрикционных передач.

7. Назовите разновидности бесступенчатых передач.

8. От чего зависит форма тел качения фрикционных передач?

9. Назовите современные тенденции развития фрикционных вариаторов.

10. Достоинства и недостатки фрикционных передач, работающих в масле и без смазочного материала.

Ременные передачи

1. Из каких элементов состоит ременная передача?

2. Достоинства и недостатки ременных передач.

3. Где получили наибольшее распространение ременные передачи?

5. Как классифицируются ременные передачи по форме сечения ремня?

6. Как классифицируются ремни в ременных передачах?

7. Из чего состоят хлопчатобумажные ремни?

8. Чем пропитывают шерстяные тканые ремни?

9. Достоинства бесконечных ремней.

10. Основные типы конструкций клиновых ремней.

11. Что такое корд ткань?

13. Из какого материала выполняют корд?

14. Основные виды зубчатых ремней.

15. Как определяется передаточное число в ременных передачах?

Цепные передачи

1. Из чего состоит цепная передача?

2. Достоинства и недостатки цепных передач.

3. Где получили наибольшее распространение цепные передачи?

4. Какие виды цепей используют в цепных передачах?

5. Сравните конструкции втулочной и втулочно-роликовой цепей.

6. Объясните конструкцию зубчатой цепи.

7. Какие существуют условия изготовления звездочек?

8. Какие материалы используют для изготовления звездочек?

9. Как определяется передаточное число в цепных передачах?

Зубчатые передачи

1. Почему зубчатые передачи получили широкое распространение?

2. Что представляют собой зубчатые передачи?

3. Из чего состоят зубчатые передачи?

4. Какие формы поверхностей используют для нарезки зубьев?

5. Классификация валов по взаимному расположению.

7. Классификация валов по относительному характеру движения.

8. Какую систему используют для преобразования вращательного движения в поступательное?

10. Чем определяется свойства зацепления?

11. Какие виды зацепления вы знаете?

12. Достоинства и недостатки косозубых зубчатых колёс.

13. Достоинства зубчатых передач.

14. Недостатки зубчатых передач.

15. Какое колесо называется шестерней?

16. Как определяется передаточное число?

17. Какие зубчатые передачи передают движение в другую плоскость?