Раздел 5. Методические материалы и рекомендации для

лабораторных и практических занятий

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.

«Определение величины допускаемых нагрузок на швы сварных соединений».

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

По натурным образцам научиться определять виды сварных швов, их параметры, допускаемые нагрузки при различных схемах нагружения, а также составлять сбо­рочные чертежи сварных конструкций.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

Выполняется эскиз сварного соединения с натуры, на котором указываются виды нагружения(растягивающая или сжимающая силы, крутящий или изгибаю­щий моменты)

2. Определяется вид сварного шва, место расположения и вид опасного сечения при данной схеме нагружения, размеры опасного сечения, катет и длина швов.

Сила, приложенная на расстоянии L от сварного шва, создает изгибающий мо­мент Мизг = FхL, под действием которого шов может разрушиться в сечении m-m.

3. По справочной литературе определяются необходимые для данной схемы на­гружения допускаемые напряжения в зависимости от материала деталей сварного соединения.

4. Определяются расчетом допускаемые нагрузки [F].

5. Составляется сборочный чертеж и спецификация конструкции

РАСЧЕТНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ:

а) при растяжении

где А - площадь опасного сечения

б) при действии изгибающего момента

где W — момент сопротивления опасного сечения изгибу.

в) при нагружении крутящим моментом

, где W_Kp - момент сопротивления опасного сечения кручению

г) при сдвиге и срезе:

где А - площадь опасного сечения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.

«Изучение приводных цепей».

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Изучение конструкций цепей, принципа их работы, определение параметров, расчет и подбор цепей для приводов машин.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРИВОДНЫХ ЦЕПЯХ.

1. Основными типами современных приводных цепей являются шарнирные ро­ликовые, втулочные и зубчатые цепи. Цепи изготовляются одно- и многорядные. Они стандартизованы и изготовляются специализированными заводами. Главными характеристиками цепи являются шаг, ширина и разрушающая нагрузка.

Рис.1

Роликовая цепь изображена на рис. 1:

а) однорядная б) двухрядная

Здесь валик 3 запрессован в отверстие внешнего звена 2, а втулка 4 в отверстие внутреннего звена 1 . Втулка на валике и ролик 5 на втулке могут свободно повора­чиваться. Зацепление цепи с зубом звездочки 6 происходит через ролик. Примене­ние втулки позволяет распределить нагрузку по всей длине валика и этим умень­шить износ шарнира.

Перекатывание ролика по зубу звездочки частично заменяет трение скольжения, трением качения, что снижает износ зубьев. Роликовые цепи применяют при окруж­ных скоростях до 20 м/с. Наряду с однорядными, изготовляют двух-, трех и четырех­рядные цепи. Многорядные цепи позволяют увеличить нагрузку почти пропорцио­нально числу рядов. Втулочные цепи по конструкции аналогичны роликовым, но у них нет ролика «5». Вследствие этого износ цепи и звездочек увеличивается, но снижается масса и стоимость цепи.

Для изготовления пластин цепей рекомендуется применять стали: 45; 45Х; и др., для валиков, вкладышей и роликов, стали 15, 20, 20Х и др. Детали шарниров цепей в большинстве случаев цементируют, что повышает их износостойкость.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЁТНОЙ НАГРУЗКИ.

В соответствии с нормами Гостехнадзора цепи рассчитываются только на разрыв, влияние же изгиба учитывается понижением допускаемого напряжения при расче­тах:

где S_p - расчетная разрушающая нагрузка в кгс;

- диаметр втулки в см;

- допускаемое напряжение на разрыв, берется равным 200 - 250 кгс/см².

2. Ушко внутренней пластины на растяжение (упрощенная формула):

h - ширина пластины, см;

- диаметр втулки, см;

- толщина внутренней пластины, см;

- допускаемое напряжение на растяжение = 600 кгс/см

3. Наружные пластины на смятие:

d - диаметр валика, см;

∆₁- толщина наружной пластины, см;

- допускаемое напряжение на смятие = 900 кгс/см²

4. Валик на срез:

d - диаметр валика, см

- допускаемое напряжение на срез = 400 кгс/см²

5. Шарнир на износ;

Р - удельное давление в шарнире цепи, кгс/см²

dm - диаметр шарнира цепи;

В_вн - ширина цепи между внутренними пластинками, см;

[Р] - допускаемое удельное давление, принимается равным 250 кгс/см²;

ВЫБОР ЦЕПЕЙ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА И РАЗМЕРОВ.

При проектировании приводов тип и размеры цепи выбираются по ГОСТу, для этого по заданной рабочей (расчетной) нагрузке S_p, определяют разрушающую на­грузку.

где П - коэффициент запаса прочности цепи.

Запас прочности цепи выбирают в зависимости от условий (режима) работы и конструкции цепи. Значения П приведены в таблице:

полученной величине разрушающей нагрузки определяют тип цепи.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ РАБОТЫ.

В лаборатории имеются цепи различных типов. Каждый студент, получив обра­зец должен сделать следующее:

1. Определить тип цепи.

2. Вычертить эскиз элементов цепи со всеми необходимыми сечениями и разме­рами.

3. По результатам замеров образца произвести необходимые расчеты и опреде­лить разрушающую нагрузку.

4. По полученным данным произвести подбор цепи по ГОСТу и записать ее ус­ловное обозначение.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3.

«Изучение зубчатых редукторов и определение основных

параметров по на­турным образцам».

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

изучение конструкции, принципа работы редукторов, назначение его деталей, составление кинематической схемы конкретного редуктора, определение парамет­ров початых нар по замерам и расчету. Изучение конструкции валов и подшипников и способы их соединения, определение посадок и зазоров.

Общие сведения о редукторах и основы теории.

Зубчатые передачи, используемые в качестве самостоятельных агрегатов для из­менения угловых скоростей и моментов вращения, называются редукторами. Редук­тор - это понижающая передача, т.е. у редуктора угловая скорость вращения веду­щего вала больше угловой скорости ведомою вала на общее передаточное число ре­дуктора. В зависимости от схемы и типа пере дачи, редукторы подразделяются на од­но- и многоступенчатые цилиндрические прямозубые, цилиндрические косозубые; конические, червячные и комбинированные.

Пример обозначения редуктора по ГОСТ 214226-75:

ЦУ - 200 - 2,5 - 12У2 - цилиндрический горизонтальный одноступенчатый уз­кий с межосевым расстоянием 200 мм, передаточным числом 2,5, вариант сборки 12. климатическое исполнение для умеренного типа климата, категория размещения 2.

Пример обозначения редуктора по ГОСТ 20758-75:

Ц2У - 200 - 12КУ2 - цилиндрический горизонтальный двухступенчатый узкий с межосевым расстоянием тихоходной ступени 200 мм, номинальным передаточным числом 25, вариантом сборки 12, коническим конном выходного вала, климатиче­ского исполнения «У» и категории размещения 2

Ц2У — 200 — 25 - 12МУ2 - то же, но с концом выходного вала в виде части зубча­той муфты.

Ц2У - 200 - 25 - 14АУ2 - то же, но с концом тихоходного вала для присоедине­ния приборов управления, автоматики и вариантом сборки 14

Ц2У — 200 — 25 — 16ПУ2 - то же, с полным валом и вариантом сборки 16.

Пример обозначения коническо-цилиндрических редукторов (ТУ24-9-286-72):

КЦ1 - 200 - II - 2ЦУ2 - горизонтальный двухступенчатый с исполнением по пе­редаточному числу И, вариант сборки 2, с цилиндрическим концом тихоходного ва­ла, климатическою исполнения У и категории размещения 2.

Пример обозначения редуктора но ГОСТ 13563-68:

РЧУ -160-40-4-2-1- редуктор червячный универсальный с межосевым расстоянием 160 мм, передаточным числом 40, выполненным но схеме сборки 4, ис­полнение 2 по расположению червячной пары (с верхним червяком), исполнение I по способу крепления (без лап).

РЧУ - 160 - 40 - 1 - 2 - то же, но с нижним червяком и лапами.

Примеры обозначения элементов редукторов на кинематических схемах:

Подшипник Вал Цилиндрическое прямозубое колесо Цилиндрическое косозубое колесо Коническое прямозубое колесо Червячный вал Червячное колесо

Цилиндрический прямозубый редуктор Конический прямозубый редуктор Червячный редуктор

Обозначение вариантов сборки редукторов / ГОСТ 20373 -74 /

Оборудование и инструменты для выполнения работ:

Натурные модели редукторов, инструменты для разборки и сборки, штангенциркуль, масштабная линейка, штатнгензубомер, щуп.

Порядок выполнения работы.

1. Изучить конструкцию корпуса и назначение деталей, наметить план разборки редуктора. Провести внешний осмотр и установить вариант вариант сборки редуктора по

ГОСТ 20373-74.

2. При разборке редуктора вначале освободить крышку от соединительных болтов, снять крышку и крышки подшипниковых узлов. Ознакомиться с внутренним устройством редуктора. Указать способ смазки зубчатых колес и подшипников. Снять валы редуктора с деталями и подшипниками установленными на них.

3. Составить и вычертить в масштабе кинематическую схему редуктора.

4. Путем замеров и расчетов, определить основные размеры и параметры зубчатого зацепления. Геометрические параметры зубчатого колеса в буквенном обозначении показать на чертеже колеса, выполненном в произвольном масштабе. Результаты замеров и расчетов свести в таблицу, (см. Пример выполнения л.р.).

5. По полученным данным составить характеристику редуктора, сравнить с параметрами других однотипных редукторов по ГОСТу.

6. Составить схему сборки, произвести сборку до установки крышки. Проверить качество / плавность хода/ зацепление колес, установить крышку и закрепить ее болтами.

Приложения.

1. Некоторые справочные данные.

1.1. Межосевое расстояние и модуль цилиндрических зубчатых передач.

Межосевое расстояние а_W, округляют до ближайшего значения по СТ СЭВ 229-75 /в мм/:

1 ряд 40, 50, 63, 80, 100, 125,160, 206, 315, 400, 500, 630, 800, 1000;

2 ряд 71, 90, 112, 140, 180, 224, 280, 355, 450, 560, 710, 900.

Модуль m выбирается в интервале (0,01 0,02) а^ по СТ СЭВ 310-76 в мм.

1 ряд: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25.

2 ряд: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11; 14; 18; 22.

1.2. Номинальные передаточные числа цилиндрических зубчатых передач /по СТ СЭВ 221-75/.

1 ряд:1,00 1,25 1,60 2,00 2,50 3,15 4,00 5,00 6,30 10,00 12,50.

2 ряд: 1,12 1,40 1,80 2,24 2,80 3,55 4,50 5,60 7,10 8,00 9,00 11,20. двухступенчатых: 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 25,0 31,5 40 60 трехступенчатых: 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400

Примечание: окончательно устанавливаемое после выбора чисел зубьев колес передаточное число не должно отличаться от номинального более, чем на 2,5% при и < 4,5 и при и > 4,5.

1.3. Модули «т» цилиндрических червячных передач в мм по ГОСТ 196.72-74

1 ряд: 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8 10 12,5 16 20

2 ряд: 3 3,5 6,0 7,0 12

1.4. Коэффициенты диаметра червяка q 1ряд:8, 10,12,5 16 20 25.

2 ряд: 7,1 9 11,2 14 18 22.

1.5. Передаточные отношения червячных передач по ГОСТ 2144-66 8, 10, 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80

ЛИТЕРАТУРА:

1. Иванов М.Н. «Детали машин» М.: Высшая школа, 1984г.

2. Иванов М.Н. «Детали машин. Курсовое проектирование» М.: Высшая школа, 1984г.

3. Анурьев В.И. «Справочник конструктора машиностроителя» М. Машиностроение, 1982г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3.1.

«Цилиндрическая прямозубая передача».

1. Цилиндрическая прямозубая передача состоит из пары цилиндрических зуб­чатых прямозубых колес, у которых зубья располагаются по образующей делитель­ного цилиндра. Основные преимущества зубчатых передач: высокая нагрузочная способность, малые габариты, большая долговечность и надежность работы, посто­янство передаточного отношения и др. Вследствии этого зубчатые передачи широ­ко распространены во всех отраслях машиностроения. Из всех разновидностей зубчатых передач наибольшее распространение имеют передачи с цилиндрическими колесами.

2. Геометрические параметры цилиндрического прямозубого зубчатого колеса.

Рис1.

3. Таблица основных параметров редуктора

.