Добавил:
Rife_User
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Му к лаб работам по Деталям машин
.pdf
Федер альное го сударственное бю дже тное обра зовател ьное учр еж дени е вы сшего
про фессионального образования
«М осков ский госуд арствен ный университет путей сообщ ения»
Инстит ут транспортной техни ки и систем управления
Каф едра «Маш ин оведение, проектирование, стандартизация и сертифи кация »
Детали машин и основы конструирования
М етоди чес кие ук аза ния к ла бор ато рны м работ ам
М оск ва - 2015
Федер аль ное го суд арст вен ное бю дж етное образ ова тел ьно е у чреж дение вы сшего
пр офес сиона льн ого обра зован ия
«М оск овски й го судар ств ен ный ун иве рси тет п уте й со общ ени я»
Инс титут тран спо ртн ой т ехник и и си сте м упра влен ия
Ка фед ра «М аш ин ове ден ие, проек тирован ие , ста нд артиз ация и серт иф ика ция»
Детали машин и основы конструирования
Рек омен дов ано реда кци онн о-изд атель ски м с овет ом у нив ерс ите та в качестве
метод иче ски х у каза ний
дл я сту ден тов сп еци аль нос тей «Ва гоны», «Л око мот ивы », «Теп лоэ нер гет ика »,
«Р обо тот ехн ик а», «С тр оит ель но-дор ожн ые ма шин ы»
Москва - 2015
УДК 621.8
Д 38
Лог ин В.В., Фили мон ов В.М ., Ю рзиков Г.Е ., А нд рее в П.А . Дет али машин и основ ы
конструи ро вани я: М ето диче ски е ук аз ан ия к лаб орато рны м раб ота м. — М.: М ГУПС
(МИ ИТ О, 2 0 1 5 .- 4 5 с ., илл.
М ето диче ски е ук азан ия соде ржат цели, по ряд ок вы пол нени я лаб орато рны х ра бот и
расч етные за вис имос ти дл я с опу тст вую щи х расчетов пр имен ите льн о к дета лям ма шин и
основ ам ко нстру ирова ния .
© М ГУПС (М ИИ Т). 20 15
СОДЕРЖАНИЕ
Ла боратор ная раб ота №1
ИСП ЫТ АНИЕ С О Е ДИНЕНИЯ С ГАРА НТ ИРОВАННЫ М НА Т Я ГО М ДЕ ТА ЛЕ Й
ТИ ПА «В АЛ -В ТУ ЛК А »
.............................
!
................................
.
..........................................................................4
Ла боратор ная раб ота №2
ИССЛЕД ОВ АНИЕ К ЛЕ ММ ОВ ОГО С ОЕДИНЕНИЯ С О СТУПИЦЕЙ, ИМЕЮ Щ ЕЙ
П Р О РЕ ЗЬ..............................................................................................................................................
..
......................
10
Ла боратор ная р або та № 3
АНАЛИ З З УБЧА ТО ГО М ЕХ АН ИЗМ А........................................................................................................ 15
Ла боратор ная р або та № 4
ИСП ЫТ АН И Е П ОД Ш ИП НИ КО В К АЧ ЕН ИЯ ..........................................................................................19
Ла боратор ная р або та № 5
ИС ПЫ ТАН ИЕ ПО ДШ ИП НИ КА С К О ЛЬЖ ЕН ИЯ
.........
.
.................
.
.........................
.
..........................
23
Ла боратор ная р або та Хаб
ОПР ЕДЕЛ ЕНИЕ КО ЭФФ И Ц ИЕНТА ТР ЕНИ Я В РЕЗЬБ Е И НА ТО РЦ Е Г АЙ К И
...............
28
Ла борат орная рабо та № 1
ИСП ЫТ АНИЕ БО ЛТО ВО ГО СО ЕДИНЕ НИ Я, РАБО ТА ЮЩ ЕГО Н А СД В И Г
.....................
34
Ла бораторна я раб ота >Га8
АНА Л ИЗ Ч ЕРВ ЯЧ Н О ГО РЕ ДУ К Т ОР А.......................................................................................................39
ПРИЛ О ЖЕ НИ Я......................................................................................................................................................... 43
СП ИС ОК ИС ПОЛЬЗ УЕМО Й Л ИТ ЕР А ТУРЫ ...........................................................................................4 5
3
Лабораторная работа № 1
ИСПЫТА Н ИЕ СОЕДИН ЕНИЯ С Г АРАНТИРОВАННЫМ НАТЯГОМ
ДЕТАЛЕЙ ТИПА «ВАЛ-ВТУЛКА»
В соединениях с гарантированным натягом (ГОСТ 25347-82)
сопрягаемый размер вала всегда больш е размера отверстия. Эти соединения
получили широкое применение на практике благодаря своей простоте и
компактности, возм ожностям передачи больших усилий и хорошем у
восприятию динамических нагрузок. На железнодорожном транспорте они
применяются, например, при сопряжении бандажей, центров и осей
колесных пар, а также при посадке шестерен и фланцев на валы редукторов и
др.
1 Цель работы. Сравнение расчетных и экспериментальны х усилий
запрессовки F„ и F , (Н) выпрессовки, а также определение соответствую щ их
этим усилиям коэфф ициентов трения)„ и f„.
2 Расчетные зависимости. Усилия, передаваемые соединением с
гарантированным натягом, определяются величиной натяга, возникающего в
сопряжении вала, имеющ его действительный диаметр di и отверстия,
имею щего действительный диаметр £)/,при этом измеренный натяг: N u = (dr
м к м .
Расчетный натяг Np отличается от измеренного на величину' и-поправку
на шероховатость сопрягаемых поверхностей Np= N u-u,
где и - 1, 2 (R2i+ RZ2), мкм,
RZ1,RZ2 ~ вы соты неровностей поверхностей вала и отверстия, мкм .
Нормальное давление р, возникающее на сопряженных поверхностях с
гарантированным натягом, определяют по формуле Лямэ:
р = N „ * 10 ~3/( С ,/ Е +C J E 2)d, Н/мм2 (МПа),
где С, = (d] + D })/(d \ -
Сг = ( d f+ D \) / ( d \ -D ])+ (d22+D * )/(d\ ~D2)+ f i 2,
где С , и С j - безразмерные коэффициенты;
D=d - номинальный диаметр соединения, мм \
d,- наруж ный диаметр вала, мм;
D /- диаметр внутреннего отверстия полого вала, м м ( для сплош ного
вала D i = 0);
d2 - наружны й диаметр втулки, мм;
D 2 -внутренний диаметр втулки, мм;
4
/гi, p i - коэффициенты Пуассона для материалов вала и втулки (см.
табл.1);
Е, Е 2 - модули упругости материала вала и втулки, Н/м м 2 (М Па)(см.
табл. 1.1).
Таб л и ц а!. 1 - Характеристика упругих свойств некоторых материалов
Материал
М
Е, Н /м м 2 (МПа)
Сталь
0,3
2.15*10"
Чугун
0,25
(1,2+ 1,4)*105
Бронза
0,33
■
(1,1+1.2)* 105
При запрессовке вала во втулку и выпрессовке его из нее необходимо
приложить соответственно усилия:
F„ =/„, picdl,; F . = f'p n dl,
где I, - длина сопрягаемой поверхности, мм .
Из последних выражений при известных из эксперимента значениях
усилий F„ и F , определяем величины коэффициентов трения при запрессовке
и выпрессовке:
/„ - FJp ndl, ; /, = FJpnd I,.
При отсутствии опытных данных можно принимать следующие
значения этих величин:
/„ ~ f e = 0,08+0,15 ( при отсутствии смазки);
fn ~ /« = 0,05+0,1 (со смазкой).
3 Схема экспериментальной установки Экспериментальная часть
лабораторной работы выполняется на ручном винтовом прессе ДМ-30
(рис. 1.1).
5
1. Основание установки
2. Цилиндрические стойки
3. Динамометрическая
пружина
4. Индикатор многооборотиый
с ценой деления 1мкм.
5. Траверса
6. Большой маховик
7. Ползун
8. Плунжер
9. Сменное приспособление
(стакан)
10. Стол подвижный
11. Малый маховик
Винтовой пресс состоит из основания 1 и траверсы 5, соединенных
цилиндрическими стойками 2. На траверсе установлен винтовой механизм,
обеспечивающий осевое перемещение п олзуна 7 при помощи маховика 6. На
основании 1 смонтирован подвижный стол 10. Вертикальное перемещение
стола 10 осуществляют путем вращения маховика 11. Зубчато-червячный
редуктор, установленный внутри основания 1, образует вращение маховика
11 в поступательное движение стола 10 и обеспечивает перемещение стола
на 1мм при вращении маховика 11 на 100 оборотов. Такое передаточное
отношение позволяет осуществить весьма плавное нагружение. М аховик 6
вызывающий перемещение ползуна 7 применяется для осуществления
быстрых перемещений и предварительного сравнительно грубого
нагружения.
На ползуне 7 закреплена динамометрическая пружина 3 с
индикатором 4. Усилие, создаваемое м ежду ползуном 7 и плунжером 8
замеряют индикатором 4. Исследуемое соединение с натягом устанавливают
в приспособление 9. Это приспособление (рис. 1.2) состоит из вала 1, втулки
2, сменного кольца 3, втулки-подставки 4 и линейки 5.
Рис. 1.1 С хема пресса ДМ-30
6
1.Вал
2.Втулка
3.Сменное кольцо
4. Втулка-подставка
5. Линейка
Рис. 1.2 Схема приспособления дл я нагружения соединения с
гарантированным натягом
Динамометрическая пружина 3 имеет калибровочную (нагрузочную)
характеристику, представленную на рисунке 1.3. А нализ характеристики
показывает, что меж ду деформацией и усилием существует линейная
зависимость, выраженная формулой F - ЗОК, Н, где К - показания
индикатора пресса, мкм.
К, и ки
900
80 0
ТОО
60 0
50 0
40 0
30 0
300
1 00
К
------
-------
-------
--------------
-------
-------
-----
^
О 40 00 8000 120 00 14 000 70 000 740 00 2SOOO fT f t
Рис. 1.3 График калибровки динамометрической пружины пресса ДМ -30
7
4 Порядок выполнения работы
4.1 Вычерчивается схема обмера соединения и производится обмер
сопрягаемых поверхностей валика и втулки согласно схеме (рис. 1.4) в трех
сечениях (1-1, 2-2, 3-3) и двух взаимно перпендикулярных направлениях для
каждого сечения (А-А, Б-Б). П олученные шесть значений размеров валика
складывают и вычисляю т средне-арифметическое значение размера dj,
которое заносят в таблицу журнала лабораторных работ. Аналогично
вычисляют среднее значение внутреннего диаметра втулки £>/. Измерения
производят индикаторной скобой и индикаторным нутромером.
Штангенциркулем измеряю т другие геоме трические размеры (£>/ d i Г).
А
Рис. 1.4 Схема обмера соединения
4.2 Устанавливают параметры шероховатости путем измерения их с
помощью профилом етра. Полученные значения R, t и R-2 заносят в таблицу
журнала лабораторных работ.
4.3 Подсчитывают измеренный натяг N u и расчетный натяг Np.
4.5 Определяют коэффициенты радиальной податливости С/ и С 2 и
нормальное давление р .
4.6 Для определения эксперим ентальных значений усилий запрессовки
F„ и выпрессовки Fe втулку 3 (см. рис. 1.2) с заложенной в нее хвостовой
частью вала 2 устанавливают на подставку 4, и вращением верхнего
маховика пресса производят запрессовку вала во втулку на 4мм. Глубину
запрессовки отмечают визуально по линейке 5. Затем, вращая нижний
маховик, замеряют по индикатору усилие запрессовки на глубину 4мм. Для
этого следят за перемещением стрелки и фиксируют ее максимальное
показание в момент, когда стрелка остановится и начнет перемещаться в
обратном направлении. Обратное перемещение стрелки происходит
вследствие относительного сдвига валика во втулке, так как при движении
коэффициент трения меньше, чем з покое. Д алее при помощи верхнего
маховика вал запрессовывают еще на 4мм. Аналогично замер усилия
запрессовки производят через каждые 4мм перемещения валика во втулку на
всей длине сопряжения.
Результаты измерения заносят в таблицу журнала,
8
4.7 При экспериментальном определении усилий выпрессовки
соединение вал-втулка устанавливают в перевернутом виде и процесс
выпрессовки осуществляют аналогично процессу запрессовки. Результаты
измерений заносят в таблицу журнала. По полученным данным строят
графики экспериментальных зависимостей усилий запрессовки F„ и
выпрессовки Fa от длины соединения /.
4.8 По табличным данным журнала лабораторных работ подсчитывают
экспериментальные значения коэффициентов трения f„ и f„ и определяют
их средние величины. Сравнивают экспериментальные значения
коэффициентов со справочными.
5 Выводы в ви д е ответов на следующие в о п р о с ы :
1) В каком соотношении находятся коэффициенты трения при
запрессовке и выпрессовке?
2) Какова степень совпадения справочных и экспериментальных
значений коэффициентов трения и причины их расхождения?
Соседние файлы в предмете Детали машин и основы конструирования