2059

2

УДК 621.79

Кроха, В. А. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. Раздел Основы обработки металлов резанием [Текст] :

методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 260100 (250401) – Лесоинженерное дело, 260200 (250403) – Технология деревообработки, 210200 (220301) – Автоматизация технологических процессов и производств (лесной комплекс) / В. А.. Кроха ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2008. – 24 с.

Печатается по решению учебно-методического совета

ГОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 8 от 16 апреля 2008 г.)

Рецензенты: д-р техн. наук, проф. А.О. Сафонов ст. преподаватель В.П. Миронов

Ответственный за выпуск заведующий кафедрой ТКМ канд. техн. наук, доц. А.Г. Высоцкий

Кроха Валентина Андреевна

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Раздел Основы обработки металлов резанием

Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальностей

260200 (250403) – Технология деревообработки,

260100 (250401) – Лесоинженерное дело,

210200 (220301) – Автоматизация технологических процессов и производств (лесной комплекс)

Подписано в печать 28.05.2008. Формат 60х84 /16. Объем 1,5 п. л. Усл. 1,4 п. л. Уч.-изд. л. 2,0. Тираж 300 экз. Заказ

ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» РИО ГОУ ВПО «ВГЛТА». 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8 Отпечатано в УОП ГОУ ВПО «ВГЛТА». 394613, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10

4

ВВЕДЕНИЕ

В методических указаниях представлены три лабораторные работы, относящиеся к разделу "Основы обработки металлов резанием".

Обработка резанием является одним из наиболее распространенных методов изготовления деталей во всех отраслях машиностроения и металлообработки, в том числе при изготовлении лесных машин и деревообрабатывающего оборудования.

Выполнение данных лабораторных работ позволит студентам ознакомиться с основными механизмами и передачами металлорежущих станков, устройством и принципом работы токарно-винторезных станков и основными видами работ, выполняемых на них, а также с условными графическими обозначениями элементов и механизмов металлорежущих станков в кинематических схемах.

5

1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № I МЕХАНИЗМЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Продолжительность работы - 4 ч

1.1. Цель работы

1.1.1.Ознакомиться с условными графическими обозначениями элементов и механизмов металлорежущих станков в кинематических схемах.

1.1.2.Изучить назначение основных передач и механизмов металлорежущих станков.

1.1.3.Изучить устройство и принцип действия основных передач и механизмов, применяемых в металлорежущих станках.

1.2. Лабораторное оснащение

1.2.1.Модели передач и механизмов: цилиндрическая пара, ременная передача, червячная передача, конус зубчатых колес с накидным зубчатым колесом, конус зубчатых колес с вытяжной шпонкой, реверсивный механизм из цилиндрических зубчатых колес, реверсивный механизм из конических зубчатых колес, кулисный механизм, механизм Левинсона.

1.2.2.Плакат с условными графическими обозначениями основных элементов и механизмов металлорежущих станков.

1.3. Задание

1.3.1.Разобраться с устройством и принципом действия моделей: а) зубчатой, червячной, винтовой и ременной передач;

б) механизмов конуса зубчатых колес с накидным зубчатым колесом и конуса зубчатых колес с вытяжной шпонкой, реверсивного механизма из цилиндрических зубчатых колес, реверсивного механизма из конических зубчатых колес, кулисного механизма;

1.3.2.Определить назначение каждого изучаемого механизма и передач.

1.3.3.Начертить кинематические схемы изучаемых моделей передач и механизмов (см п. 1.3.1.), используя условные графические обозначения, представленные в табл. 1.1.

1.4. Общие сведения 1.4.1. Передачи

Для осуществления работы на металлорежущем станке необходимо обеспечить передачу движения от источников движения (электродвигателя) к рабочим органам станка. Обычно привод станка представляет собой совокупность отдельных передач, обеспечивающих передачу движения (вращательного поступательного и возвратно-поступательного) к рабочим органам станка с заданной скоростью и в определенном направлении.

6

Таблица 1 Основные условные обозначения передач и механизмов металлорежущих станков

1.Вал, ось, шатун

2.Концы шпинделей центровых

патронных

3.Подшипники скольжения и качения на валу (без указания типа)

4.Подшипникскольжения радиальный

5.Подшипник качения радиальный

6.Муфты фрикционные конусная

дисковая

7.Муфты кулачковые: односторонняя

двухсторонняя

8.Соединение детали с валом: свободное без вращения

глухое

подвижное вдоль оси

посредством вытяжной шпонки

7

9.Ременные передачи плоским ремнем

клиновидным ремнем

10.Цепная передача

11.Зубчатые передачи:

цилиндрическими

колесами

коническими колесами

12.Червячная передача

13.Зубчатая реечная передача

14.Винтовая передача

8

Передача – это механизм, передающий движение от одного элемента к другому или преобразующий один вид движения в другой (например, вращательное в поступательное). Элемент передачи, передающий движение, называется ведущим, а элемент, получающий движение, – ведомым.

Основной характеристикой передач является передаточное отношение i , показывающее во сколько раз частота вращения ведомого элемента меньше (больше) частоты вращения ведущего элемента.

где nвм (n2)– частота вращения ведомого элемента, 1/мин;

nвед (n1)– частота вращения ведущего элемента, 1/мин.

Наибольшее применение получили передачи ременные, зубчатые, червячные, цепные, винтовые и реечные.

Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов, глухо посаженных на валах, и ремня (плоского, клиновидного или круглого). Ременные передачи осуществляются открытыми и перекрестными ремнями. В первом случае направление вращения ведущего шкива и ведомого совпадают, а во втором направлении вращения ведущего и ведомого шкивов противоположны.

Передаточное отношение ременной передачи

но поверхности шкивов (ηΡ =0,96–0,99).

Зубчатая передача содержит цилиндрические или конические зубчатые колеса, расположенные глухо на ведущем и ведомом валах.

Для зубчатых передач, осуществляемых цилиндрическими зубчатыми колесами, валы (ведущий и ведомый) расположены параллельно друг другу, а для осуществляемых коническими зубчатыми колесами осевые линии ведущего и ведомого валов пересекаются.

У зубчатых передач с цилиндрическими зубчатыми колесами ведущий и ведомый валы вращаются в противоположных направлениях, для совпадения направления вращения этих валов между ними располагают промежуточное

где Ζ 1 , Ζ 2 – число зубьев ведущего и ведомого зубчатых колес.

9

Червячная передача осуществляется между червяком (винтом) и червячным зубчатым колесом. С ее помощью происходит резкое снижение частоты вращения ведомого вала, если ведущим является червяк; ведущий и ведомый валы скрещиваются. Передача является компактной, работает плавно и

Цепная передача выполняется роликовой или бесшумной цепью, соединяющей звездочки, закрепленные на ведомом и ведущих валах. Ведущий и ведомый валы расположены параллельно друг другу, и направления вращения их совпадают.

где Ζ1 , Ζ2 – число зубьев ведущей и ведомой звездочек.

Винтовая передача осуществляет преобразование вращательного движения винта в поступательное движение гайки. Винтовые передачи применяют в механизмах подач суппорта токарного станка, стола фрезерного станка и др.

Перемещение гайки в осевом направлении за I оборот ходового винта определяется по уравнению

го движения в поступательное и состоит из реечного зубчатого колеса или червяка и зубчатой рейки.

где n – число оборотов зубчатого колеса; Ζ – число зубьев зубчатого колеса;

m – модуль зубчатого колеса и рейки.

1.4.2. Механизмы

В металлорежущих станках наиболее часто встречаются следующие механизмы: конус зубчатых колес с накидным зубчатым колесом, конус зубчатых

10

колес с вытяжной шпонкой, реверсивный из цилиндрических зубчатых колес, реверсивный из конических зубчатых колес и кулисный.

1.4.3. Кинематические схемы

Кинематические схемы металлорежущих станков (прессов, автомобилей и любых других машин) представляют собой условные графические изображения всех механизмов и передач, посредством которых передается движение от его источника к исполнительным органам станка. По кинематическим схемам судят о принципе работы станка (машины).

Общее передаточное отношение совокупности передач и механизмов,

1.5. Порядок выполнения работы

1.5.1.Ознакомиться с условными графическими обозначениями отдельных элементов, передач и механизмов металлорежущих станков.

1.5.2.Разобраться в устройстве и принципе действия ременной, зубчатой, червячной и винтовой передач.

1.5.3.Определить по выданным моделям название и назначение механиз-

мов.

1.5.4.Изучить устройство и принцип действия механизмов: а) цилиндрическая пара; б) конус зубчатых колес с накидным зубчатым колесом;

в) конус зубчатых колес с вытяжной шпонкой; г) реверсивный из цилиндрических зубчатых колес; д) реверсивный из конических зубчатых колес; е) кулисный.

1.5.5. Пользуясь табл. 1.1 и моделями, вычертить кинематические схемы механизмов, указанных в п. 1.5.4. На каждой кинематической схеме сделать обозначение валов и зубчатых колес и указать направление вращения ведущих и ведомых звеньев. Возле кинематической схемы каждого механизма привести формулу для расчета передаточного отношения механизма для изображенного на схеме варианта его работы, а также указать название механизма и его назначение.

Пример оформления выполненного задания приведен в табл. 1.2