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

Детали машин / Детали машин заочн

.pdf
Скачиваний:
28
Добавлен:
13.05.2015
Размер:
442.36 Кб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

« ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ »

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

КПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

ИВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ « ДЕТАЛИ МАШИН » ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ 290700 И 290800

Издание третье, дополненное

Ижевск

2006

1

УДК 621.81

Составитель Л.Е. Шейнман, канд. техн. наук, доцент

Методические указания к проведению практических занятий и выполнению контрольных работ по дисциплине «Детали машин» для специальностей 290700 и 290800. − Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2006. − 36 с.

Издание третье, дополненное

Методические указания предназначены для студентов дневного и заочного отделений теплотехнического факультета (специальности 290700 и 290800), изучающих указанную дисциплину.

Шейнман Л.Е, составление, 2006

Издательство ИжГТУ, 2006

2

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания содержат материалы трех комплексных заданий по «Деталям машин». Цель выполнения этих заданий - дать студенту начальные навыки конструирования простейших механизмов и деталей, с которыми он может столкнуться в процессе инженерной деятельности.

Указания могут использоваться как в процессе проведения аудиторных практических занятий, так и при самостоятельной работе студента заочного отделения − при выполнении контрольных работ.

Лекционный курс по данной дисциплине, как и курс «Сопротивление материалов», на котором она базируется, весьма невелик; поэтому некоторые расчеты, выполняемые по данным указаниям, приведены в упрощенном виде (в частности, это относится к расчету валов, расчету фланцевого соединения с упругой прокладкой и т.д.).

Студенту, выполняющему контрольную работу, нужно придерживаться некоторых общих правил выполнения подобных расчетов:

1.Не следует увлекаться большим количеством знаков при подстановке численных значений в расчетные формулы, так как эти формулы − приближенные. Достаточна точность в три значащих цифры (третья цифра округляется).

2.Все расчеты выполняются в системе СИ. Это означает, что все длины в формулы подставляются в м, время − в с, силы − в Н, давления − в Па (а не в МПа) и т.д.

3.При оформлении пояснительной записки необходимо перед применением каждой формулы комментировать свои действия, например: ”Определяем число витков резьбы из условия износостойкости: ”.

Если какое-либо число берется из таблицы Приложения, необходимо указать № таблицы.

Затем приводится применяемая формула в буквенном виде, ставится знак равенства и записывается та же формула, где вместо букв подставлены численные значения всех величин (их размерность при этом не указывается). Далее снова ставится знак равенства и приводится результат вычислений с размерностью этого результата в системе СИ.

Если требуется перевести результат из м в мм, из Па в МПа и т.д., то еще раз ставится знак равенства и приводится новое значение результата с новой размерностью.

4.Титульный лист пояснительной записки оформляется, как показано на следующей странице.

5.Перед каждым заданием указывается его номер, № варианта, приводится расчетная схема, имеющаяся в начале каждого задания, и выписываются все исходные данные. Если в задании имеются дополнительные схемы, они также приводятся в записке (по тексту).

3

Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение «Ижевский государственный технический университет»

Кафедра «Теплоснабжение, отопление, вентиляция и кондиционирование»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по курсу «Детали машин»

Выполнил: студент группы 5-11-1

Иванов И.И.

Принял: ст. преподаватель

Сидоров П.П.

Ижевск , 2006 г.

4

1. ЗАДАНИЕ № 1 РАСЧЕТ ВИНТОВОГО ДОМКРАТА

1.1.Исходные данные

Рис.1. Схема винтового домкрата

Рассчитать основные элементы грузового домкрата и определить размер ходового винта 1, гайки 2 и рукоятки 3 (см. рис.1) при условии, что он приводится в действие одним человеком. Трением в сферической опоре пренебречь. Проверить ходовой винт на устойчивость, а резьбу − на самоторможение.

Коэффициент трения f принять равным: сталь - чугун 0,15; сталь - бронза 0,12; сталь - сталь 0,18.

Диаметр D2 выбрать из соотношения: D2= d +10 мм.

Исходные данные взять из табл.1. Здесь значком * отмечена сталь закаленная.

Все окончательные размеры любых деталей машин даются в мм.

5

Таблица 1

Варианты исходных данных к заданию № 1

 

 

Варианты исходных данных к заданию № 1

Таблица 1

 

 

 

Тип

G,

hmax,

Материал

Материал

Материал

 

резьбы

кН

мм

детали 1

детали 2

детали 3

1

2

3

4

5

6

7

1

Трап.

17,8

200

Сталь 40ХФА*

БрО3Ц12С5

Ст1кп

2

Упорн.

11,5

350

Сталь 45

СЧ15

Ст3кп

3

Трап.

5,6

300

Сталь 35

БрОНФ

Ст4сп

4

Упорн.

12,6

400

Сталь 40

БрО4Ц7С5

Ст3сп

5

Трап.

13,8

250

Сталь 50Х*

Сталь 10

Ст2пс

6

Упорн.

6,3

180

Сталь 45

СЧ10

Ст5пс

7

Трап.

7,1

550

Сталь 50

БрО5Ц5С5

Ст1кп

8

Упорн.

10,2

300

Сталь 35

СЧ18

Ст3кп

9

Трап.

16,6

420

Сталь 35Х*

Сталь 15

Ст4пс

10

Упорн.

12,5

350

Сталь 40

БрО8Ц4

Ст5сп

11

Трап.

9,9

450

Сталь 45

СЧ20

Ст3сп

12

Упорн.

4,3

500

Сталь 50

СЧ21

Ст2пс

13

Трап.

8,5

650

Сталь 30

БрО10Ц10

Ст1кп

14

Упорн.

14,1

320

Сталь 30ХМА*

БрО6Ц6С3

Ст2пс

15

Трап.

3,7

540

Сталь 35

СЧ10

Ст4кп

16

Упорн.

9,2

480

Сталь 40

СЧ15

Ст1кп

17

Трап.

8,1

310

Сталь 45

БрО10Ф1

Ст5пс

18

Упорн.

12,7

470

Сталь 30ХГС*

Сталь 20

Ст2пс

19

Трап.

15,2

220

Сталь 20ХГСА*

Сталь 10

Ст4кп

20

Упорн.

4,6

560

Сталь 50

БрОНФ

Ст3кп

21

Трап.

7,4

370

Сталь 30

СЧ18

Ст3сп

22

Упорн.

13,5

290

Сталь 45ХН*

Сталь 10

Ст5пс

23

Трап.

5,9

400

Сталь 35

БрА9Ж4

Ст4пс

24

Упорн.

16,3

330

Сталь 50ХН*

Сталь 15

Ст3кп

25

Трап.

10,4

460

Сталь 40

СЧ24

Ст1кп

26

Упорн.

6,6

500

Сталь 45

БрО3Ц12С5

Ст2пс

27

Трап.

11.1

440

Сталь 50

СЧ25

Ст5сп

28

Упорн.

9,7

290

Сталь 30

СЧ10

Ст4пс

29

Трап.

12,9

200

Сталь 30ХНЗА*

БрО4Ц7С5

Ст2пс

30

Упорн.

7,7

550

Сталь 45

СЧ15

Ст3сп

6

Продолжение таблицы 1

1

2

3

4

5

6

7

31

Трап.

21,5

400

Сталь 40Х*

БрО3Ц12С5

Ст1кп

32

Упорн.

15,2

250

Сталь 50

СЧ10

Ст1пс

33

Трап.

13,6

360

Сталь 45

БрО4Ц7С5

Ст2кп

34

Упорн.

8,1

500

Сталь 35Х*

БрО5Ц5С5

Ст1сп

35

Трап.

14,5

650

Сталь 50Х*

СЧ24

Ст2пс

36

Упорн.

23,8

320

Сталь 40ХФА*

БрО8Ц4

Ст2сп

37

Трап.

12,3

1000

Сталь 35

БрО10Ц10

Ст3кп

38

Упорн.

9,5

720

Сталь 40

СЧ18

Ст3пс

39

Трап.

25,4

520

Сталь 30

БрО6Ц6С3

Ст3сп

40

Упорн.

11,6

470

Сталь 45

СЧ21

Ст4кп

41

Трап.

16,4

250

Сталь 50

БрО10Ф1

Ст4пс

42

Упорн.

22,5

390

Сталь 35ХМ*

БрОНФ

Ст4сп

43

Трап.

10.2

1100

Сталь 50ХН*

СЧ15

Сталь 10

44

Упорн.

24,1

600

Сталь 30ХМА*

БрО8Ц4

Сталь 15

45

Трап.

30,0

550

Сталь 45ХН*

БрА9Ж4

Сталь 20

46

Упорн.

17,6

485

Сталь 40

СЧ30

Ст1кп

47

Трап.

12,4

364

Сталь 50

БрО10Ф1

Ст4кп

48

Упорн.

15,7

820

Сталь 45

СЧ18

Ст3пс

49

Трап.

20,0

615

Сталь 35

БрО4Ц7С5

Ст1сп

50

Упорн.

14,2

740

Сталь 30

СЧ35

Ст4пс

1.2.Методика расчета

Расчет производится в следующей последовательности.

1.Задаются запасом прочности S и определяют допускаемые напряжения для материала ходового винта, гайки и рукоятки по формулам (4.1) или (4.2) раздела 4.1 Приложения, в зависимости от того, является материал хрупким или пластичным.

2.Определяют внутренний диаметр винта dвн , исходя только из обеспечения

прочности его стержня на сжатие:

dвн

1,3 4G

.

 

 

π σ

(1.1)

3.Так как винт подвергается сжатию, при достаточно большой длине его выступающей части (если hmax 4dвн) он может разрушиться за счет потери устойчивости значительно раньше, чем от чистого сжатия. Поэтому необходимо

7

проверить условие hmax 4dвн и, если оно выполняется, произвести проверку на устойчивость. Для этого применяется формула Эйлера для критической силы Fкр , при которой еще не теряется устойчивость:

F

 

π2EJ

.

 

(1.2)

 

кр

 

l2nу

 

 

Здесь E − модуль упругости (для сталей Е = 2,1 105

МПа =2,1 1011 Па);

l − приведенная длина выступающей части стержня (l = 2hmax);

 

 

 

 

d4

J − момент инерции сечения стержня (J

 

вн

) ;

 

 

64

ny − запас устойчивости (его принимают равным 2,5...4).

Формула (1.2) дана только для сведения; рассчитывать по ней ничего не нужно.

Из формулы (1.2), приняв Fкр = G, можно получить:

 

 

 

64G l2n

y

0,25

 

d

вн

 

 

 

 

.

(1.3)

 

3

 

 

 

 

π

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислив новое значение dвн из условия устойчивости по формуле (1.3), необходимо сравнить его со значением dвн, полученным по формуле (1.1). Выбрав из этих двух значений большее, из таблиц 4.4 или 4.5 Приложения выбирают такое минимальное значение наружного (основного) диаметра резьбы, при котором табличное значение ее внутреннего диаметра не меньше вычисленного по формуле (1.3). Выбрав резьбу, выписывают ее обозначение по ГОСТ и все размеры, данные в таблице.

9. Для определения размеров рукоятки вначале необходимо вычислить величину момента Mкр, необходимого для поворота ходового винта:

Mкр

G

 

dcp

tg(ψ ).

(1.12)

2

Принять ψ = 3о, φ = 6 о.

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Определяется необходимая длина рукоятки Lp:

 

L

Mкр

 

.

 

(1.13)

T

 

 

p

 

 

 

 

Здесь T − усилие на рукоятке (принимается равным 200 Н).

Полученная из (1.13) длина рукоятки округляется до целых мм. Если она получилась меньше 150 мм, принимается Lр= 150 мм .

10. Определяется диаметр рукоятки из условия ее прочности на изгиб в сечении с − с (см.рис.1.1):

и

 

M

и

 

T(Lp D2

/2)

σи

.

(1.14)

 

 

0,1dр3

 

 

 

Wи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

Отсюда

 

 

1

 

T(Lp D2 /2) 3

 

dр

 

.

(1.15)

0,1σи

 

 

 

Значение σи определяется по Приложению, разд. 4.1. Полученное из (1.15) значение диаметра рукоятки округляется

до целых мм в большую сторону.

9

2. ЗАДАНИЕ № 2 РАСЧЕТ ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

ТРУБОПРОВОДОВ С УПРУГОЙ ПРОКЛАДКОЙ 2.1.Исходные данные

Таблица 2 Варианты исходных данных к заданию № 2 z - число болтов, pp- рабочее давление

d,

z

b,

lB ,

Материал

Материал

pp ,

 

мм

 

мм

мм

прокладки

болтов

МПа

1

80

8

15

60

Резина

Сталь 30

2,5

2

100

12

25

75

Резина

Сталь 35

4,0

3

150

12

20

65

Резина

Сталь 45

1,6

4

200

18

30

90

Резина

Сталь 40

3,5

5

250

18

18

85

Резина

Сталь 30

5,0

6

300

24

40

76

Резина

Сталь 45

7,0

7

400

24

35

80

Резина

Сталь 35

3,0

8

50

4

12

45

Паронит

Сталь 35

5,0

9

125

12

20

65

Паронит

Сталь 45

3,0

10

175

16

25

75

Паронит

Сталь 30

2,5

11

225

18

30

82

Паронит

Сталь 35

6,0

12

150

12

10

60

Паронит

Сталь 40

4,6

13

200

18

35

88

Паронит

Сталь 45

10,0

14

300

20

15

110

Паронит

Сталь 45

12,5

15

500

24

25

100

Паронит

Сталь 30

3,5

16

50

4

8

50

Фторопласт 4

Сталь 30

2,0

17

70

6

10

48

Фторопласт 4

Сталь 35

1,6

18

80

10

8

55

Фторопласт 4

Сталь 35

3,0

19

60

6

12

68

Фторопласт 4

Сталь 30

6,0

20

55

6

15

80

Фторопласт 4

Сталь 35

10,0

21

65

6

12

90

Фторопласт 4

Сталь 45

8,0

22

75

8

10

70

Фторопласт 4

Сталь 30

4,5

23

200

16

12

90

Фибра

Сталь 30

2,0

24

150

12

15

60

Фибра

Сталь 35

3,0

25

125

10

20

55

Фибра

Сталь 40

6,0

26

100

8

25

70

Фибра

Сталь 45

5,0

27

70

6

16

50

Фибра

Сталь 30

4,0

28

175

18

35

65

Фибра

Сталь 45

7,5

29

250

20

30

72

Фибра

Сталь 40

2,5

30

350

24

32

90

Фибра

Сталь 35

3,5

10

Соседние файлы в папке Детали машин