Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный открытый университет

_______________________________________________________________

Кафедра «Детали машин»

ДЕТАЛИ МАШИН

И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

Лабораторные работы

Москва МГОУ

2011 год

АННОТАЦИЯ

В методическом пособии представлены лабораторные работы, соответствующие программе курса « Детали машин и основы конструирования » для студентов машиностроительных и механических специальностей МГОУ. При выполнении работ студенты получают представление о механических передачах вращательного движения, изучают их работу, область применения, определяют основные кинематические и геометрические параметры, а также способы изготовления и методы расчета на прочность отдельных деталей. Изучают конструкции и методы расчета применяемых подшипников качения и подшипниковых узлов для редукторов общемашиностроительного применения.

Детали машин и основы конструирования

Лабораторные работы

/ Авторы С.Л. Гафнер

Е.К. Коровин /

Мгоу, 2011 оглавление

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Анализ двухступенчатого цилиндрического редуктора

с косозубыми колесами 7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Анализ одноступенчатого червячного редуктора 11

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Анализ конструкций и расчет ременных передач 15

ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

Анализ конструкций подшипников качения и подшипниковых

опор для редукторов 19 ПРИЛОЖЕНИЕ 31

Введение

Настоящие лабораторные работы предназначены для студентов машинострои-тельных и механических специальностей МГОУ, изучающих дисциплину «Детали машин и основы конструирования». Количество выполняемых студентами лабораторных работ зависит от числа часов, отведенных в учебном плане на дисциплину. Так студенты дневного и вечернего отделений выполняют 4 лабораторные работы (№ 1 - 4). Студенты заочного отделения выполняют только две лабораторные работы (№ 1 и 2).

При выполнении лабораторных работ студенты должны разобраться в конструкции и области применения зубчатых, червячных и ременных передач вращательного действия, изучить конструкцию подшипников и подшипниковых узлов, систему смазки зубчатого зацепления и подшипников, установленных в опорах. Необходимо разобраться в последовательности сборки редуктора, применяемых при сборке посадках, способах регулировки качества зубчатого зацепления и зазоров в подшипниковых узлах.

При защите выполненных лабораторных работ необходимо уметь отвечать на контрольные вопросы, приведенные в конце каждой работы.

Основные понятия и определения

В лабораторной работе №1 изучают цилиндрический редуктор.

Механическими передачами (редукторами) называют устройства, предназначенные для преобразования значений скоростей, усилий и крутящих моментов при передаче энергии от двигателя к исполнительным органам машины.

В машиностроении наибольшее распространение находят следующие виды передач: зубчатые, червячные, ременные, фрикционные. При этом крутящий момент передается либо зацеплением (зубчатые, червячные, цепные, передачи), либо трением (ременные и фрикционные). Основными характеристиками механических передач являются передаваемая мощность, крутящий момент, величина передаточного отношения и значение КПД.

К основным соотношениям, характеризующим работу механических передач, относятся следующие :

1. Передаваемая мощность, которая равна: P = F_t V,

где P – [Вт], V – [м/c] - окружная скорость на колесе, F_t - [Н] – окружное усилие.

2. Передаваемый крутящий момент T = F_t d /2 или T = P / ,

где T - Нм, Р - Вт,  - рад / с.

3. Передаточное число в механических передачах определяется как отношение угловых скоростей или частот вращения ведущего и ведомого звеньев механизма u =  /  = n / n .

Передаточное число многоступенчатой передачи, состоящей из нескольких последовательно расположенных ступеней, определяется как произведение передаточных чисел всех ее ступеней u = u u ... u .

4. КПД одной ступени передачи определяют из соотношения  = Р / Р ,

а КПД многоступенчатой передачи равен  =   ...  ,

где  - кпд одной ступени, к – число ступеней механизма.

5. Линейная (окружная) скорость V точки тела, вращающегося с угловой

скоростью  : V =  d / 2 , где d / 2 - расстояние точки от оси вращения .

6. Угловая скорость , определяемая из соотношения  =  n / 30,

где n - частота вращения.

В лабораторной работе №2 изучают червячную передачу

Червячной называется передача, состоящая из червяка и червячного колеса, которые размещены на валах со скрещивающимися под прямым углом осями

(см. рисунок). Число заходов червяка может равняться Z₁ = 1... 4. Червячное колесо представляет собой косозубое колесо с вогнутым профилем зубьев, повторяющим профиль витков червяка. При этом угол наклона зубьев червячного колеса и угол подъема витков червяка являются одинаковыми. Достоинством червячных передач является возможность получения больших передаточных чисел на одной ступени, плавность и бесшумность в работе. К недостаткам относится довольно низкий КПД, который равен  = 0,7-0,9, высокие требования к точности изготовления, сборке и регулировке червячной передачи, высокая стоимость работ.

При изготовлении зубьев червячных колес чаще всего применяют бронзы

БРОФ 10-1, БРАЖ 9-4Л. Усилие взаимодействия между червяком и червячным колесом раскладывают на окружное - F_t , радиальное – F_r , осевое – F_a.

В лабораторной работе №3 изучают ременные передачи

Ременной называют передачу, в которой крутящий момент от ведущего к ведомому шкиву передается с помощью гибкого ремня. Усилие натяжения в ременной передаче создается с помощью специальных натяжных устройств.

В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи называют плоско- или клиноременные. При определении параметров ременных передач необходимо учитывать упругое скольжение ремней на шкивах. Значение коэффициента упругого скольжения равно  = 0,01...0,02. Передаточное отношение определяется по формуле u = d₂ / d₁ (1- ).

Усилие в ведущей ветви ремня F₁ больше усилия в ведомой ветви F₂, т.е. окружное усилие равно F_t = F₁ - F ₂ .

При выполнении лабораторной работы следует усвоить методику тягового расчета плоско- и клиноременных передач.

В лабораторной работе №4 изучают типы подшипников и конструкции

подшипниковых узлов

Подшипниковые узлы применяются в опорах вращающихся валов с целью обеспечения возможности свободного вращения вала с большой частотой.

Основными критериями работоспособности подшипника качения являются его динамическая С и статическая грузоподъемность Со.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1