Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3595

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
08.01.2021
Размер:
598.87 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

ДЕТАЛИ МАШИН И ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫЕ УСТРОЙСТВА

Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 35.03.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

Воронеж 2018

2

УДК 621.81+621.86

Детали машин и подъемно-транспортные устройства [Электронный ресурс]: методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 35.03.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств / В. В. Ткачев, П. Н. Щеблыкин, Р. Г. Боровиков, Н.А. Бородин, А.В. Князев; Министерство образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2018. – 28 с.

Печатается по решению учебно-методической комиссии по направлению «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол №3 от 19 ноября 2018 г.)

Рецензент: заведующий кафедрой эксплуатации транспортных и технологических машин ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», доктор технических наук Е.В. Пухов

3

Введение

Целью практических работ по дисциплине «Детали машин и подъемнотранспортные устройства» является закрепление полученных теоретических знаний и применение их при проведении конкретных расчетов механических передач и отдельных узлов.

Расчет необходимо производить с соблюдением следующей методики:

-внимательно прочитать условие задания;

-определиться с тем, какие исходные величины или параметры даны, что они собой представляют;

-выяснить какие параметры или величины требуется рассчитать, а какие выбрать из справочных материалов;

-понять, какие дополнительные исходные данные можно получить из справочных материалов;

-большое внимание обращать на единицы измерения всех величин, фигурирующих в задании;

-понять алгоритм решения данной задачи (при необходимости построить схему или проанализировать формулы, используемые при решении);

Темы занятий предполагают выполнение заданий, согласно варианту. При необходимости получения дополнительных сведений или значе-

ний каких-либо величин студент может использовать литературные источники, указанные в библиографическом списке.

4

ТЕМА № 1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

Механический привод – устройство, предназначенное для передачи мощности от источника движения к рабочим органам машины.

Вбольшинстве случаев привод изменяет параметры движения (как правило, угловую скорость уменьшает, а вращающий момент увеличивает).

Вприводах находят применение передачи трением (ременные, фрикционные) и зацеплением (зубчатые, червячные, цепные, винтовые).

Задание 1. Определить общий КПД привода по формуле:

0 1 2 ... i nm ,

где 1 , 2 ... i – КПД передач и муфт, входящих в привод и перечисленных в

порядке от быстроходного вала к выходному (табл. 1.1).n – КПД одной пары подшипников;

m – число пар подшипников.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.1

Тип передачи или

 

КПД передачи

 

Рекомендуемое

устройства

 

или устройства

 

передаточное

 

 

 

 

 

 

 

 

число

 

 

закрытой

открытой

 

 

Зубчатая цилиндрическая

 

0,96…0,98

0,93…0,98

 

2,5…6,3

Зубчатая коническая

 

0,95…0,97

0,91…0,93

 

2…4

Червячная передача при

 

0,7…0,8

 

28…80

червяке однозаходном Z1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

двухзаходном Z1

2

0,75…0,85

 

15…28

четырехзаходном Z1

4

0,8…0,9

 

8…15

Цепная передача

 

0,95…0,97

0,92…0,93

 

1,5…5

Ременная передача

 

 

 

 

0,94…0,97

 

2…4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Одна пара подшипников

 

 

 

 

 

0,99…0,995

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Муфта

 

 

 

 

 

0,98…0,99

 

 

 

 

 

 

 

Задание 2.Определить расчетную мощность электродвигателя:

 

 

P /

 

P3

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дв

o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Р3 – мощность на выходном валу привода, кВт (табл.1.2).

5

Таблица 1.2

Величины

 

 

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3

 

4

5

 

6

 

7

 

8

9

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р3, кВт.

4

4,5

 

5

 

5,5

6

 

6,5

 

7

 

7,5

8

8,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п3 мин. -1

62

74

 

83

 

96

100

 

113

 

127

137

150

160

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зная потребную мощность

Рдв/

по табл. 1.3 следует выбрать электро-

двигатель необходимой мощности Р

дв

так, чтобы

Р

Р /

и записать его дан-

 

 

 

 

 

 

 

 

дв

 

дв

 

 

 

 

ные: обозначение по ГОСТу, номинальную мощность, частоту вращения. Для приводов общего назначения предпочтительны двигатели с факти-

ческой частотой вращения nc = 1000 и 1500 мин – 1, как имеющие больший рабочий ресурс по сравнению с быстрооборотными двигателями (nc ≥ 3000 мин - 1) и меньшие габариты и массу по сравнению с двигателями, имеющими nc < 1000 мин – 1.

 

 

 

 

Таблица 1.3

Мощность,

Фактические частоты вращения электродвигателя, мин – 1

кВт

 

 

 

 

 

2880

1440

960

720

 

Типоразмер

Типоразмер

Типоразмер

Типоразмер

 

двигателя

двигателя

двигателя

двигателя

 

 

 

 

 

0,55

4А63В2УЗ

4А71А4УЗ

4А71В6УЗ

4А80В8УЗ

0,75

4А71А2УЗ

4А7В4УЗ

4А80А6УЗ

4А90LА8УЗ

1,1

4А71В2УЗ

4А80А4УЗ

4А80В6УЗ

4А90L88УЗ

1,5

4А80А2УЗ

4А80В4УЗ

4А90L6УЗ

4А100L8УЗ

2,2

4А80В2УЗ

4А90L4УЗ

4А100L6УЗ

4А112МА8УЗ

3,0

4А90L2УЗ

4А100S4УЗ

4А112МА6УЗ

4А112МВ8УЗ

4,0

4А100S2УЗ

4А100L4УЗ

4А112МВ6УЗ

4А132S8УЗ

5,5

4А100L2УЗ

4А112М4УЗ

4А132S6УЗ

4А132М8УЗ

7,5

4А112М2УЗ

4А132S4УЗ

4А132М6УЗ

4А160S8УЗ

11,0

4А132М2УЗ

4А132М4УЗ

4А160S6УЗ

4А160М8УЗ

15,0

4А160S2УЗ

4А160S4УЗ

4А160М6УЗ

4А180М8УЗ

 

 

 

 

 

1 2 ...

6

Задание 3. Определить общее передаточное число привода по формуле:

u0 nnф ,

где nф и n – частота вращения электродвигателя и выходного вала привода, мин – 1

Произвести разбивку общего передаточного числа привода по ступеням таким образом , чтобы передаточные числа отдельных передач не выходили за пределы, рекомендуемые по табл. 1.1 и выполнялось условие

u0 u1u2 ...ui ,

где u1 , u2 ,...ui – передаточное число отдельных передач, перечисленных в порядке от быстроходного к тихоходному валу.

Задание 4. Определить частоты вращения всех валов привода:

n n

 

;

n

 

 

n1

; …;

n

 

 

ni 1

,

ф

2

 

i

 

1

 

 

 

u1

 

 

 

ui 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где n1 , n2 , …, ni – частоты вращения валов, перечисленных в порядке от бы-

строходного (первого) к тихоходному валу.

По полученным значениям n определить угловые скорости валов:

w n

30

Задание 5. Определить мощности, передаваемые каждым валом, по расчетной мощности электродвигателя Рдв/ с учетом потерь во всех передачах

и устройствах, предшествующих данному валу:

P Р /

...

i 1

,

i дв 1 2

 

 

где Pi мощность на i-м валу;

i 1 КПД передач и устройств, предшествующих i-му валу.

Задание 6. Определить вращающие моменты на всех валах механического привода по формуле:

T1 9550 Pn ,

где Р – передаваемая мощность, кВт; n – частота вращения вала, мин – 1.

7

ТЕМА № 2. РАСЧЕТ РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов и охватывающего их бесконечного ремня. Передача движения осуществляется за счет сил трения, возникающих между ремнем и шкивами.

Задание 1. Определить частоту вращения ведущего n1, об/мин и ведомого n2, об/мин шкивов, зная их угловые скорости (табл. 2.1):

 

 

 

n

30 1

,

n

30 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.1

Вариант

1

2

3

 

4

5

 

6

7

8

9

10

ω 2, рад/с

60

95

55

 

40

70

 

50

65

115

45

75

ω 1, рад/с

130

140

120

155

170

160

185

175

110

190

Задание 2. По заданным и рассчитанным значениям величин из предыдущего задания вычислить передаточное отношение ременной передачи:

i n1 n2

Из табл. 2.2 выбрать тип сечения ремня и его параметры: А, м2 – площадь сечения ремня; q, кг/м – масса 1 м ремня; lр, мм – расчетная длина ремня по нейтральному слою; h, мм – высота профиля в сечении ремня; b0, мм – максимальная ширина сечения ремня; bр, мм – ширина сечения в нейтральном слое; dmin, мм – минимальный диаметр ведущего шкива.

Таблица 2.2

Сечение

h, мм

b0, мм

bр, мм

lр, мм

dmin,

А, м2

q, кг/м

ремня

 

 

 

min – max

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

6

10

8,5

400 – 2500

63

47 · 10-6

0,06

А

8

13

11

560 – 4000

90

81 · 10-6

0,10

Б

10,5

17

14

800 – 6300

125

138 · 10-6

0,18

В

13,5

22

19

1800-9000

200

230 · 10-6

0,26

Г

19

32

27

3350-11200

315

476 · 10-6

0,34

Задание 3. Рассчитать скорость движения ремня V, м/с, и в зависимости от ее величины убедиться в правильности выбора типа сечения ремня по табл. 2.3:

V d1 n1 , 60000

где d1 – диаметр ведущего шкива, мм (см. табл. 2.2).

8

 

 

 

 

Таблица 2.3

Сечение

 

Скорость ремня, м/с

 

ремня

До 5 м/с

5 – 10 м/с

 

Свыше 10 м/с

О

*

*

 

*

А

*

*

 

*

Б

*

*

 

*

В

-

*

 

*

Г

-

*

 

*

Задание 4. Рассчитать диаметр ведомого шкива d2, мм, учитывая найденное в задании 2 передаточное отношение и величину выбранного диаметра ведущего шкива по табл. 2.2:

d2 d1 i

Задание 5. Найти по формуле расчетную длину ремня Lр, мм. Задаться межосевым расстоянием а, мм, учитывая следующие рекомендации:

i…

1

2

 

 

3

 

 

4

 

5

6

а, мм…

1,5 d2

1,2 d2

d2

0,95 d2

0,9 d2

0,85 d2

 

 

L

 

2 a 0.5 d

d

 

 

d1 d22

 

 

 

 

p

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

4a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принять длину ремня, согласно стандартному ряду: 400, 450, 500, 560,

630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 6000 мм.

Задание 6. Определить расчетную мощность Рр, кВт, передаваемую одним ремнем. Значения необходимых величин выбрать из табл. 2.4.

P po ca cl ci ,

p

cp

 

где Р0 – номинальная мощность, передаваемая одним ремнем, кВт; Сα – коэффициент угла обхвата выбирается в зависимости от угла

обхвата ремнем малого шкива 1 180 57 d2 d1 ;

a

Ср – коэффициент режима нагрузки выбирается в зависимости от условий работы передачи;

Сі – коэффициент передаточного отношения;

СL – коэффициент длины ремня выбирается в зависимости от величины длины ремня.

9

Таблица 2.4

 

 

О

1,3

 

1,33

1,35

1,37

 

1,38

1,4

1,5

1,5

1,55

1,6

Р0,

 

А

2,0

 

2,1

2,8

3,0

 

3,1

 

3,2

3,35

3,7

4,2

4,5

кВт

 

Б

3,15

 

3,45

3,65

3,85

 

4,2

 

4,4

4,6

 

4,8

5,0

5,2

 

 

В

5,0

 

5,5

6,0

6,2

 

6,5

 

6,8

7,2

7,5

8,5

8,7

 

 

Г

18,0

 

20,0

22,5

24,5

 

26,5

-

-

 

-

-

-

n1, об/мин

500

 

700

900

1000

 

1100

1300

1400

1500

1700

1900

Ср

 

1,1

 

1,1

1,2

1,2

 

1,3

 

1,3

1,4

1,4

1,5

1,5

Сα

 

0,98

0,95

 

0,92

0,89

0,86

 

0,82

0,78

0,73

0,68

0,62

0,56

α1 ,

 

170

160

 

150

140

130

 

120

 

110

100

90

80

70

град

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сі

 

1,07

 

1,09

1,1

1,12

 

1,25

1,13

1,135

1,14

1,14

1,14

i

 

1,2

 

1,4

1,6

1,8

 

2,0

 

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

 

 

О

0,82

 

 

1,09

 

1,3

 

-

 

 

-

 

 

-

СL

 

А

0,88

 

 

1,45

 

1,13

 

1,18

 

 

-

 

 

-

 

 

Б

0,83

 

 

0,98

 

1,07

 

1,12

 

 

1,19

 

1,22

 

 

В

0,81

 

 

0,95

 

0,99

 

1,05

 

 

1,16

 

1,19

 

 

Г

0,78

 

 

0,90

 

0,94

 

0,99

 

 

1,12

 

1,13

Lр, м

1

 

 

 

2

 

 

3

 

4

 

 

5

 

 

6

Задание 7. Вычислить число ремней в клиноременной передаче z, используя значение мощности Р, кВт электродвигателя (табл. 2.5), от которого передается вращение, и выбрав величины: Р0, кВт - мощности, передаваемой одним ремнем; Сα – коэффициент угла обхвата; Ср - коэффициента режима нагрузки (табл. 2.4).

 

 

 

Z

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P C

A

C

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.5

n1, об/мин

900

 

1100

 

 

1300

 

 

1500

1700

1900

Р, кВт

6,8

 

7,6

 

 

8,2

 

 

 

8,5

9,2

9,5

Задание 8. Определить усилие F, Н , действующее на вал:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F 2 o z A sin

1

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

где δ0 = 1,8 МПа – напряжение для одного ремня; А – площадь поперечного сечения ремня, м2 (из табл. 2.2);

α1 - угол обхвата ремнем ведущего шкива, град.

При уменьшении скорости возрастают сечение ремня и габариты, поэтому при проектировании ременной передачи в механическом приводе нецелесообразно размещать ее после редуктора.

10

ТЕМА № 3. РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек и надетой на них бесконечной цепи. Передача движения осуществляется за счет зацепления зубьев звездочек с шарнирами цепи.

Задание 1. Определить частоты вращения ведущей n1, об/мин, и ведомой звездочек n2, об/мин, используя их угловые скорости из табл. 3.1.

 

 

 

 

 

n

30 1

;

 

n

30 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.1

Вариант

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

 

6

7

8

 

9

10

ω 2, рад/с

40

 

50

 

30

 

42

 

70

 

35

28

50

 

40

30

ω 1, рад/с

101

 

96

 

105

 

99

 

114

108

115

127

132

136

Задание 2. Определить передаточное отношение цепной передачи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

n1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приняв минимально возможное значение числа зубьев ведущей звез-

дочки z1, рассчитать число зубьев ведомой звездочки z2 : Z1min

29 2 i

 

i…

1-2

 

2-3

 

 

 

3-4

 

 

 

 

4-5

 

5-6

 

более 6

Z1

30-27

 

27-25

 

 

 

25-23

23-21

21-17

17-15

Z2 Z1 i

Задание 3. Выбрать тип цепи и задаться ее параметрами (табл. 3.2):

рц, мм – шаг цепи; d, мм – диаметр валика; В, мм – длина втулки; [Рр], кВт – допускаемая мощность; [u], 1/сек – допускаемое число ударов цепи.

Таблица 3.2

 

Допус-

 

 

 

 

 

р], кВт,

 

Приводные роли-

каемое

 

 

 

 

при n1, об/мин

ковые цепи типа

число

рц, мм

d,

В,

 

 

 

 

 

ПР из ГОСТ 13568-

ударов

 

мм

мм

800

 

1000

1200

1600

75

[u],

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/сек

 

 

 

 

 

 

 

 

ПР-12,7 – 9000 – 2

60

12,7

3,66

5,80

2,06

 

2,42

2,72

3,20

ПР-12,7 – 18000 – 1

60

12,7

4,45

8,90

3,86

 

4,52

5,06

5,95

ПР-15,875 –

50

15,875

5,08

10,11

6,26

 

7,34

8,22

9,65

23000 – 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПР-19,05 – 32000

35

19,05

5,96

17,75

13,5

 

15,3

16,9

19,3

ПР-25,4 – 56700

30

25,4

7,95

22,61

30,7

 

34,7

38,3

43,8

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]