Волкова Сборник задач по курсу Детали 2007
.pdfФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
__________________
МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (государственный университет)
______________________________________________________
З.С. Волкова, Ю.А. Капралов, В.Р. Островский
СБОРНИК ЗАДАЧ ПО КУРСУ «ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ»
Рекомендовано УМО «Ядерные физика и технологии» в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений
Москва 2007
УДК 621.8(076) ББК 34.42я7 В67
Волкова З.С., Капралов Ю.А., Островский В.Р. Сборник задач по курсу «Детали машин и основы конструирования»: учебное пособие. М.: МИФИ, 2007. – 88 с.
Пособие охватывает практически все разделы курса «Детали машин и основы конструирования», читаемого в МИФИ по утвержденным программам. Содержит задачи и иллюстрации к ним, максимально приближенные к особенностям курса с учетом специализации. Использованы терминология и обозначения в соответствии с действующими стандартами и требованиями ЕСКД.
Предназначено для студентов дневных и вечерних факультетов.
Пособие подготовлено в рамках Инновационной образовательной программы.
Рецензент канд. техн. наук, доц. В.М .Щавелин
ISBN 978-5-7262-0842-8 |
© Московский инженерно-физический институт |
|
(государственный университет), 2007 |
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
1. |
КИНЕМАТИКА МЕХАНИЗМОВ.................................................. |
4 |
|
1.1. Определение передаточных отношений................................. |
4 |
|
1.2. Определение класса кинематических пар и расчет |
|
|
числа избыточных связей................................................................ |
7 |
2. |
ДОПУСКИ, ПОСАДКИ И ШЕРОХОВАТОСТЬ |
|
ПОВЕРХНОСТЕЙ .............................................................................. |
14 |
|
|
2.1. Определение величин зазоров, натягов и типов |
|
|
посадок в цилиндрических соединениях..................................... |
14 |
|
2.2. Отклонения размеров резьбовых и шпоночных |
|
|
соединений ..................................................................................... |
18 |
|
2.3.Оценка шероховатости поверхностей.................................... |
21 |
|
2.4. Расчет размерных цепей......................................................... |
23 |
|
2.5. Допуски формы и расположения поверхностей.................. |
26 |
3. |
СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ........................................................... |
28 |
4. |
МЕХАНИЗМЫ ПРИБОРОВ И УСТАНОВОК.......................... |
35 |
|
4.1. Зубчатые и червячные механизмы........................................ |
35 |
|
4.2. Фрикционные механизмы...................................................... |
39 |
|
4.3. Кулачковые механизмы.......................................................... |
42 |
|
4.4. Винтовые механизмы ............................................................. |
42 |
5. |
ВАЛЫ И ОСИ................................................................................ |
45 |
6. |
ОПОРЫ ВРАЩЕНИЯ.................................................................... |
50 |
|
6.1. Подшипники скольжения....................................................... |
50 |
|
6.2. Подшипники качения............................................................. |
50 |
7. |
УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ................................................................ |
56 |
8. |
КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ, КОРПУСОВ И |
|
МЕХАНИЗМОВ.................................................................................. |
58 |
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................. |
75 |
|
ПРИЛОЖЕНИЕ................................................................................... |
76 |
3
1.КИНЕМАТИКА МЕХАНИЗМОВ
1.1.Определение передаточных отношений
Задача 1.1. Найти передаточное отношение для кривошипноползунного механизма (рис. 1.1) и его зависимость от угла поворота кривошипа α, если 0 ≤ α ≤ 45о, LAB = 20 мм, LBC = 50 мм.
Задача 1.2. Определить передаточное отношение i1–3 и расстояния aO1O2 и aO2O3 между осями колес зубчатой передачи (рис. 1.2), если зубья всех колес имеют модуль m, а число зубьев колес равно z1, z2, z3 соответственно.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
m, мм |
0,1 |
0,12 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
0,6 |
1 |
1,5 |
2 |
3,5 |
z1 |
17 |
19 |
20 |
25 |
21 |
23 |
30 |
25 |
27 |
32 |
z2 |
21 |
23 |
30 |
30 |
42 |
33 |
45 |
50 |
35 |
46 |
z3 |
34 |
57 |
40 |
45 |
50 |
46 |
60 |
65 |
54 |
64 |
Рис. 1.1
Рис. 1.2
Задача 1.3. Определить передаточное отношение i1–Н планетарного редуктора с коническими колесами (рис. 1.3), если
число зубьев колес равно z1, z2, z2’, z3 соответственно (зубья всех колес имеют
один модуль).
Рис. 1.3
4
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
z1 |
60 |
70 |
65 |
75 |
75 |
80 |
80 |
85 |
90 |
95 |
z2 |
40 |
44 |
50 |
40 |
50 |
60 |
48 |
50 |
40 |
50 |
z2’ |
20 |
22 |
25 |
20 |
25 |
30 |
24 |
25 |
20 |
25 |
z3 |
20 |
22 |
25 |
20 |
25 |
30 |
24 |
25 |
20 |
25 |
Задача 1.4. Определить передаточное отношение i1–4 зубчатой передачи (рис. 1.4) при числе зубьев z1, z2, z2’, z3, z3’, z4.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
z1 |
16 |
17 |
20 |
22 |
24 |
36 |
40 |
46 |
50 |
69 |
z2 |
48 |
34 |
30 |
44 |
72 |
72 |
30 |
69 |
25 |
23 |
z2’ |
20 |
21 |
45 |
27 |
18 |
32 |
26 |
19 |
49 |
38 |
z3 |
40 |
63 |
30 |
36 |
45 |
24 |
52 |
57 |
35 |
57 |
z3’ |
17 |
18 |
33 |
21 |
20 |
65 |
55 |
27 |
31 |
34 |
z4 |
34 |
45 |
55 |
63 |
50 |
55 |
75 |
45 |
62 |
51 |
Задача 1.5. Определить передаточное отношение i1–3 и расстояние aO1O2 между осями колес зубчатой передачи (рис. 1.5), если зубья всех колес имеют модуль m, а число зубьев равно z1, z2, z3 соответственно.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
m, мм |
5 |
5,5 |
4 |
4,5 |
3 |
2,5 |
2 |
3,5 |
1,5 |
1 |
z1 |
36 |
28 |
30 |
25 |
24 |
22 |
40 |
35 |
32 |
20 |
z2 |
36 |
42 |
40 |
25 |
36 |
44 |
26 |
25 |
48 |
30 |
z3 |
108 |
84 |
120 |
100 |
100 |
110 |
98 |
84 |
112 |
84 |
Рис. 1.4 |
Рис. 1.5 |
5
Задача 1.6. Определить передаточное отношение i1–Н редуктора (рис. 1.6) при числе зубьев колес z1, z2, z3.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
z1 |
60 |
60 |
65 |
65 |
70 |
70 |
75 |
75 |
80 |
80 |
z2 |
32 |
34 |
36 |
38 |
38 |
40 |
40 |
42 |
42 |
45 |
z3 |
30 |
32 |
39 |
34 |
36 |
38 |
36 |
32 |
30 |
35 |
Задача 1.7. Определить передаточное отношение i1–Н редуктора (рис. 1.7) при числе зубьев колес z1, z2, z2’, z3.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
z1 |
24 |
20 |
33 |
18 |
41 |
19 |
37 |
43 |
60 |
36 |
z2 |
36 |
47 |
27 |
35 |
22 |
64 |
45 |
27 |
27 |
55 |
z2’ |
12 |
17 |
21 |
29 |
35 |
26 |
20 |
21 |
42 |
19 |
z3 |
48 |
50 |
39 |
24 |
29 |
57 |
62 |
49 |
45 |
72 |
Рис. 1.6 |
Рис. 1.7 |
Задача 1.8. Определить передаточное отношение i1–4 редуктора с планетарной ступенью (рис. 1.8) при числе зубьев колес z1, z2, z3, z3’, z4, z5.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
z1 |
70 |
22 |
21 |
19 |
40 |
36 |
21 |
37 |
27 |
31 |
z2 |
70 |
33 |
42 |
57 |
20 |
72 |
63 |
37 |
54 |
31 |
z3 |
45 |
20 |
25 |
30 |
35 |
19 |
21 |
23 |
37 |
41 |
z3’ |
48 |
44 |
35 |
36 |
58 |
26 |
62 |
52 |
48 |
53 |
z4 |
72 |
36 |
40 |
24 |
23 |
49 |
41 |
30 |
44 |
21 |
z5 |
75 |
60 |
50 |
30 |
46 |
56 |
82 |
45 |
55 |
33 |
6
Задача 1.9. Определить передаточное отношение i1–4 редуктора винта вентилятора с переменным шагом (рис. 1.9) при числе зубьев
z1 = 14, z2 = 34, z2’ = 33, z3 = 23, z3’ = 11, z4 = 150, z5 = 84, z6 = 25, z6’ = = 22, z7 = z7’ = 87, z8 = z8’ = 22, z9 = z9’ = 84, z10 = 29, z11 = 50, число заходов червяка z10’ = 1.
Рис. 1.8
Рис. 1.9
1.2. Определение класса кинематических пар и расчет числа избыточных связей
Задача 1.10. Определить число поступательных и вращательных степеней свободы и класс кинематических пар, образованных звеньями 1 и 2 и изображенных на рис. 1.10–1.21, для случаев проскальзывания звеньев и отсутствия проскальзывания.
Задача 1.11. Определить число поступательных и вращательных степеней свободы и класс кинематических пар, образованных звеньями 1 и 2 и изображенных на рис. 1.10–1.21, в плоскости OYZ, для случаев проскальзывания звеньев и отсутствия проскальзывания.
7
Рис. 1.10
Рис. 1.11
Рис. 1.12 |
Рис. 1.13 |
Рис. 1.14 |
Рис. 1.15 |
8
Рис. 1.16 |
Рис. 1.17 |
Рис. 1.18 |
Рис. 1.19 |
|
Рис. 1.20 |
Рис. 1.21 |
|
9
Задача 1.12. Определить число подвижных звеньев n, число Pi и классы кинематических пар i, число подвижностей W и число избыточных связей q механизмов, изображенных на рис. 1.22–1.26:
Рис. 1.22: Клиновая двухдисковая задвижка с шаровым элементом. Схема в закрытом положении.
Рис. 1.23: Шиберный шаровой затвор. Схема в закрытом положении.
Рис. 1.24: Шаровой затвор. Схема.
Рис. 1.25: Конический затвор с шаровым шарниром. Схема в закрытом положении.
Рис. 1.26: Тарельчатый затвор (посадка штифтового соединения с минимальным зазором). Схема в закрытом положении.
Рис. 1.22
10