Порядок проведения работы

Выдается шифр задания, включающий букву и четыре цифры, например, А-3564. Согласно шифру по табл.4.1 определяют исходные данные. Буква шифра определяет тип механизма:

Первая цифра – основные параметры.

Вторая цифра – размах толкателя.

Третья цифра – закон движения толкателя.

Четвертая цифра – циклограмму.

Исходные данные и все расчеты записываются в бланк отчета.

По заданному закону движения толкателя вычисляется таблица значений перемещений толкателя в функции угла поворота кулачка. При этом расчетная формула разбивается по колонкам табл.2 бланка отчета так, чтобы каждой колонке соответствовала одна вычислительная операция. Расчет делается только для участка прямого хода через 10 угла поворота. Для обратного хода перемещения симметричны. По данным, взятым из таблицы, вычерчивается диаграмма перемещений толкателя и на установке – профиль кулачка.

Задание к лабораторной работе № 4

1. Схемы и основные данные кулачковых механизмов.

Табл.4.1

Основные параметры			Размер толкателя		Основные параметры			Ход толкателя
Nвар	А, мм	L, мм	Nвар		Nвар	В, мм	l, мм	Nвар	S, мм
1 2 3 4 5 6	70 75 80 80 85 90	40 40 45 60 62 69	1 2 3 4 5 6	30 32 34 36 38 40	1 2 3 4 5 6	20 20 25 25 30 30	20 25 15 25 20 30	1 2 3 4 5 6	30 35 40 40 45 45

2. Законы движений толкателей.

Табл.4.2

№	Диаграмма ускорения	Для типа А	Для типа B
1
2
3		,	,
4
5		,	,

3. Циклограмма.

Табл.4.3

№ варианта	Прямой ход 1	Выстой 2	Обратный ход 3	Выстой 4
1 2 3 4 5 6 7 8	100 120 100 120 100 120 120 100	80 100 120 80 80 60 40 40	100 120 100 120 100 120 120 100	100 20 40 40 80 60 80 120

Часть II

Лабораторные работы

по разделу

“Детали машин”

Лабораторная работа № 3

СИЛОВЫЕ ЗАВИСИМОСТИ В ЗАТЯНУТОМ БОЛТОВОМ СОЕДИНЕНИИ

Цель работы. Опытным путем определение зависимости между осевой силой затяжки и моментом завинчивания нагруженного внешней нагрузкой болтового соединения.

Теоретическая часть

При завинчивании на гайку действует момент Т_зав, создаваемый ключом. Момент Т_зав идет на преодоление моментов: момент сил в резьбе Т_р: на опорном торце головки винта или гайки Т_т.

Т_зав = Т_р + Т_т , (1)

Момент сил в резьбе. Момент сил в резьбе определяют, рассматривая гайку, как ползун, поднимающийся по виткам резьбы как по наклонной плоскости с углом y, равному углу подъёма винтовой резьбы (рис.1.1). По известной теореме механики, учитывающей силы трения, ползун находится в равновесии, если равнодействующая системы внешних сил отклонена от нормали n-n , на угол трения j (рис.1.1).

Используя известные геометрические зависимости (рис.1.1), получаем:

F_t = F  tg (y + j) , (2)

А момент в резьбе

Т_р = F_t  d₂ / 2 = 0,5 F  d₂  tg (y + j) , (3)

где d₂ – средний диаметр резьбы;

y – угол подъема резьбы;

j – первичный угол в резьбе треугольного профиля, соответствующий приведенному коэффициенту трения,

j = arctg ¦_пр : ¦_пр = ¦ / cos (a / 2) , (4)

¦ – коэффициент трения на поверхности резьбы болта и гайки при:

a=60° : ¦_пр = 1,15 ¦ , (5)

Момент трения на торце гайки.

Т_т = F  ¦  D_ср / 2 , (6)

где ¦ – коэффициент трения на торце гайки.

D_ср = (D₁ + d_отв) / 2 , (7)

где D₁ – наружный диаметр опорной поверхности гайки;

d_отв – внутренний диаметр опорной поверхности гайки;

D_ср – средний диаметр опорной кольцевой поверхности гайки (рис.1.2).

В итоге получаем следующую расчетную зависимость между моментом завинчивания и силой затяжки с учетом сил трения.

Т_зав = 0,5 F  d₂  [ tg (y + j) + ¦  (D_ср / d₂) ] , (8)

Условие самоторможения без учета трения на торце гайки:

tg (j - y) > 0 или y < j.

Способы контроля силы затяжки резьбовых соединений. Контроль величины силы затяжки может осуществляться одним из следующих способов:

1. Ключами или механическими гайковертами предельного момента, при превышении которого происходит разобщение головок ключа (гайковерта) и болта (гайки).

2. Динамометрическим ключом с упругой рукояткой, замеряющий прогиб, который пропорционален моменту завинчивания. Недостаток этого способа связан с нестабильностью коэффициента трения и плотности резьбы.

3. С помощью заранее тарированных упругих шайб одноразового использования, которые при расчетной силе затяжки распрямляются и становятся жесткими.

4. Путем замера угла поворота гайки на рассчитанную заранее величину от положения упора её торца в поверхность соединяемой детали.

5. Измерения удлинения болта: способ наиболее точный, но и наиболее сложный.

В лабораторной работе момент завинчивания замеряется динамометрическим ключом, а осевая сила затяжки – по деформации специальной динамометрической пружины.