951
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
Детали машин и основы конструирования
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 260200 – ТЕХНОЛОГИЯ ДЕРЕВООБРАБОТКИ
Воронеж 2002
УДК 621.01
Карамышев В.Р. Детали машин и основы конструирования: Методические указания и контрольные задания для студентов заочного обучения специальности 260200 – Технология деревообработки. – Воронеж: ВГЛТА, 2002.
– 21с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА
Рецензент: канд. техн. наук, проф. Макеев В.Н.
1. УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
По курсу «Детали машин и основы конструирования» для студентов заочного обучения специальности 260200 – Технология деревообработки учебным планом предусмотрено выполнение 2-х контрольных работ. Контрольные работы включают несколько задач, которые приведены в разделе «Задачи к контрольным заданиям». Первая контрольная работа включает три задачи (1, 2, 3), вторая – две задачи (4, 5).
Контрольные задания состоят из 10 групп, задачи каждой группы даны в 10 вариантах. Номер группы задач и номер варианта находятся по 2-м последним цифрам шифра студента: по последней цифре шифра берётся номер задания, по предпоследней – номер варианта. Например, студент, имеющий шифр 20832, должен выполнять контрольные работы по 2-й группе задач 3- го варианта. Если шифр имеет последнюю цифру нуль, то студент выполняет задачи 10-й группы. Если предпоследняя цифра шифра является нулём, вариант каждой задачи будет 10-й.
Задачи решаются на отдельных сброшюрованных листах (можно в тетради), для замечаний рецензента оставляют поля. Вначале необходимо переписать условие задачи, привести схему, затем привести решение задачи. Решение каждой задачи должно быть выполнено в определённой последовательности с необходимыми пояснениями. Все вычисления производить в системе едениц «СИ». Необходимые эскизы выполняются карандашом в масштабе по ГОСТам на чертежи.
В конце каждой контрольной работы указывается литература, которой пользовался студент при решении задач.
Контрольные работы могут быть выполнены с использованием ЭВМ. Выполненные работы высылаются в учебное заведение на рецензиро-
вание. Небрежно оформленные контрольные работы рассматриваться не будут.
Литература Для выполнения контрольных работ может быть использована сле-
дующая литература.
1.Иванов М.Н. Детали машин. – М.: Высшая школа, 2000. – 383 с.
2.Гузенков П.Г. Детали машин. – М.: Высшая школа, 1982. – 351 с.
3.Карамышев В.Р. Расчёт передач зацеплением / В.Р. Карамышев, В.А. Тройнин, Г.П. Землянухина. – Воронеж: ВЛТИ, 1994. – 124 с.
4.Чернавский С.А. Проектирование механических передач / С.А. Черавский, Г.М. Ицкович, В.А. Киселёв и др. – М.: Машиностроение, 1984. – 560 с.
5.Романов М.Я. Сборник задач по деталям машин / М.Я. Романов, В.А. Константинов, Н.А. Покровский. – М.: машиностроение, 1984. – 240 с.
6.Кузьмин А.В. Расчёт деталей машин / А.В. Кузьмин, И.М. Чернин, Б.С. Козинцов. – М.: Высшая школа, 1986. – 400 с.
7.Детали машин в примерах и задачах / Под общей ред. С.М. Башеева.
–Минск.: Высшая школа, 1970. – 488 с.
8.Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – М.: Высшая школа, 2000. – 447 с.
9.Детали машин: Атлас конструкций / Под общ. ред. Д.Н.Решетова. – М.: Машиностроение, 1992. – 352 с.
2. ЗАДАЧИ К КОНТРОЛЬНЫМ ЗАДАНИЯМ
1-я группа задач
1. Рассчитать сварное соединение, крепящее опорный швеллер к стальной плите (рис. 1). Материал электрода и метод сварки назначить самостоятельно. Данные для расчёта приведены в табл. 1.
Таблица 1
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
F, кН |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
l, мм |
900 |
950 |
1000 |
1050 |
1100 |
650 |
700 |
750 |
800 |
850 |
α, рад |
π/3 |
π/6 |
π/4 |
π/3 |
π/6 |
π/6 |
π/4 |
π/3 |
π/6 |
π/4 |
2. Рассчитать болты дисковой муфты (рис. 2). Передаваемая муфтой мощность Р, угловая скорость муфты ω, диаметр центров болтов D и число болтов z приведены в табл. 2. Материал половин муфты – чугун.
Таблица 2
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Р, кВт |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
ω, рад/с |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
D, мм |
250 |
260 |
270 |
280 |
290 |
200 |
210 |
220 |
230 |
240 |
z, шт. |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
Задачу решить в двух вариантах: 1) болты поставлены в отверстиях с зазором; 2) болты точно пригнаны к отверстиям.
3. Рассчитать клиноремённую передачу (рис. 3). Мощность на ведущем валу Р1, угловая скорость ведущего шкива ω1 и угловая скорость ведомого шкива ω2 приведены в табл. 3.
Таблица 3
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Р1, кВт |
7 |
8 |
7 |
8 |
7 |
6 |
7 |
6 |
7 |
6 |
ω1, рад/с |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
ω2, рад/с |
40 |
42 |
44 |
46 |
48 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
Расстоянием между центрами шкивов, а также режимом работы передачи задаться.
4. Рассчитать зубчатые передачи редуктора привода ленточного транспортёра (рис. 4). Мощность электродвигателя Р1, угловая скорость его ω1 и угловая скорость барабана ω3 приведены в табл. 4. Срок службы редуктора 28000 ч.
Таблица 4
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Р1, кВт |
8 |
8,5 |
9 |
9,5 |
10 |
5,5 |
6 |
6,5 |
7 |
7,5 |
ω1, рад/с |
100 |
77 |
77 |
77 |
77 |
150 |
150 |
150 |
100 |
100 |
ω3, рад/с |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
5. По данным задачи 4 рассчитать ведущий вал редуктора (рис. 4) и подобрать для него по ГОТСу подшипники качения. Расстояниями между подшипниками, а также между шестерней и подшипниками задаться. Привести рабочий эскиз вала (см. рис. 5).
2-я группа задач
1. Рассчитать сварное соединение, состоящее из серьги, блоков и швеллера (рис. 6), по данным таблицы 5.
Таблица 5
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
F, кН |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
h, мм |
300 |
300 |
350 |
400 |
400 |
200 |
200 |
250 |
250 |
250 |
δ, мм |
12 |
12 |
12 |
14 |
14 |
10 |
10 |
10 |
10 |
12 |
α, рад |
π/6 |
π/4 |
π/4 |
π/6 |
π/4 |
π/4 |
π/3 |
π/6 |
π/4 |
π/3 |
2. Рассчитать болты, соединяющие крышку с цилиндрическим сосудом для сжатого воздуха (рис. 7). Давление воздуха в цилиндре по манометру р, наружный диаметр центрирующего выступа и внутренний диаметр прокладки D1, наружный диаметр крышки фланца цилиндра и прокладки D приведены в табл. 6. Недостающими данными задаться.
Таблица 6
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
р, МПа |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
D1, мм |
390 |
400 |
410 |
420 |
430 |
340 |
350 |
360 |
370 |
380 |
D, мм |
520 |
530 |
540 |
550 |
560 |
470 |
480 |
490 |
500 |
510 |
3. Попробовать по ГОСТу неподвижное шлицевое соединение шестерен с валом (рис. 8) и проверить его на прочность. Диаметр вала d и передаваемый крутящий момент Т приведены в табл. 7.
Таблица 7
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
d, мм |
42 |
44 |
46 |
48 |
50 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
Т, Н·м |
320 |
340 |
360 |
380 |
400 |
220 |
240 |
260 |
280 |
300 |
4. Рассчитать колёса косозубо-прямозубого соосного редуктора (рис. 9). Мощность, на ведомом валу редуктора Р3 угловая скорость ведомого вала ω3 и передаточное число редуктора u приведены в табл. 8. Сроком службы зубчатых колёс задаться.
Таблица 8
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Р3, кВт |
15 |
16 |
17 |
18 |
20 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
ω3, рад/с |
5 |
7 |
7 |
6 |
6 |
5 |
5 |
6 |
6 |
5 |
u |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
5. По данным задачи 5 рассчитать промежуточный вал редуктора (рис. 9) и подобрать для него по ГОСТу подшипники качения. Расстоянием между зубчатыми колёсами и подшипниками задаться. Привести рабочий эскиз вала (см. рис. 5).
3-я группа задач
1. Рассчитать сварные швы, соединяющие зубчатый венец колеса с его диском и диск со ступицей (рис. 10). Передаваемая зубчатым колесом мощность Р, угловая скорость его ω и диаметр D и d приведены в табл. 9. Материал обода и ступицы – сталь 40, материал диска – сталь 15.
Таблица 9
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
10 |
Р1, кВт |
28 |
30 |
32 |
35 |
38 |
15 |
18 |
20 |
|
22 |
25 |
ω, рад/с |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
11 |
12 |
13 |
|
14 |
15 |
D, мм |
300 |
320 |
340 |
360 |
380 |
200 |
220 |
240 |
|
260 |
280 |
d, мм |
85 |
90 |
95 |
100 |
105 |
60 |
65 |
70 |
|
75 |
80 |
2. Определить диаметр шпильки станочного прихвата (рис. 11) по дан- |
|||||||||||
ным табл. 10. недостающими данными задаться. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
||
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
10 |
F, кН |
6 |
6,1 |
6,2 |
6,3, |
6,5 |
5,5 |
5,6 |
5,7 |
|
5,8 |
5,9 |
a, мм |
120 |
130 |
140 |
150 |
160 |
120 |
120 |
140 |
|
150 |
160 |
b, мм |
110 |
115 |
120 |
125 |
130 |
110 |
115 |
120 |
|
125 |
130 |
3. Рассчитать плоскоременную передачу с натяжным роликом (рис. 12). Мощность на ведущем шкиве Р1, угловая скорость его ω1 и угловая скорость ведомого шкива ω2 приведены в табл. 11. Режимом работы задаться.
Таблица 11
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Р1, кВт |
4,2 |
4,4 |
4,6 |
4,8 |
5 |
3,2 |
3,4 |
3,6 |
3,8 |
4 |
ω1, рад/с |
100 |
77 |
77 |
77 |
77 |
150 |
150 |
150 |
100 |
100 |
ω2, рад/с |
45 |
25 |
30 |
35 |
25 |
45 |
50 |
55 |
35 |
40 |
4. Рассчитать червячную передачу редуктора (рис. 13). Передаваемая червяком мощность Р1, угловая скорость его ω1 и передаточное число передачи u приведены в табл. 12. недостающими данными задаться. Срок службы передачи 20000 ч.
Таблица 12
Величина |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Р, кВт |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
ω1, рад/с |
100 |
150 |
150 |
150 |
150 |
77 |
77 |
77 |
100 |
100 |
u |
18 |
20 |
20 |
22 |
22 |
14 |
14 |
16 |
16 |
18 |