мИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ф едеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики

Кафедра «Бытовые машины и приборы»

Г.В. Лепеш

В.В. Полянский

Детали машин

и основы конструирования

Практикум по лабораторным работам для студентов технических специальностей высших учебных заведений

Санкт-Петербург

2007

Одобрен на заседании кафедры БМП, протокол №4 от 24.04.2004 г.

Утвержден Методическим Советом ИСТС, протокол №8 от 02.05.2004 г.

Детали машин и основы конструирования. Практикум по лабораторным работам для студентов технических специальностей высших учебных заведений. – СПб.: Изд-во СПбГУСЭ, 2007. – 79 с.

Практикум предназначен для студентов высших учебных заведений, подготавливающих инженеров для проектирования и ремонта технических систем. В практикум включены методические указания к лабораторным работам, содержащие: цели работы, основные расчетные зависимости, необходимые для обработки экспериментальных данных, описания лабораторных установок, методики выполнения лабораторных работ, схемы обработки результатов исследований, порядок оформления отчетов.

В результате выполнения лабораторных работ студенты должны получить практические навыки в разборке и сборке типовых механизмов, в определении параметров деталей машин путем их замеров, а также в исследовании основных характеристик механизмов.

Подготовка к выполнению каждой лабораторной работы предусматривает изучение литературы в соответствии с рекомендованными списками.

Составители: д-р тех. наук, проф. Г.В. Лепеш;

канд. тех. наук, доц. В.И. Полянский

Рецензент: д-р тех. наук, проф. Г.В. Парантаев

 Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики

2007 г.

Содержание

Содержание 5

Лабораторная работа №1. Определение конструктивных особенностей зубчатого редуктора 6

Лабораторная работа №2. Разборка, определение основных параметров и сборка зубчатого редуктора 15

Лабораторная работа №3. Разборка, сборка и определение основных параметров червячного редуктора 25

Лабораторная работа №4. Определение допускаемых нагрузок на валы 35

Лабораторная работа №5. Определение основных параметров резьбового соединения 41

Лабораторная работа №6. Определение коэффициента трения в резьбе и на торце гайки 48

Лабораторная работа №7. Исследование болтового соединения, работающего на сдвиг 56

Лабораторная работа №8. Определение критической скорости вращения вала 67

Лабораторная работа №9. Испытание предохранительных муфт по предельному крутящему моменту 74

Рекомендуемая литература 81

Лабораторная работа №1. Определение конструктивных особенностей зубчатого редуктора

1.1. Цель работы

Ознакомление с конструкцией, составление кинематической схемы и определение передаточного числа редуктора.

1.2. Общие сведения

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач (или тех и других вместе), размещенных в отдельном корпусе, и служащий для передачи энергии от двигателя к рабочему органу. На рис. 1.1 приведены внешние виды некоторых зубчатых зацеплений.

а) б) в) г) д) е)

Рис.1.1. Зубчатые передачи:

а –г)) –цилиндрические; д) –коническая; е) – червячная; а)-прямозубая внешнего зацепления; б) – косозубая внешнего зацепления; в) – прямозубая внутреннего зацепления; г) – шевронная.

Если при передаче энергии происходит понижение частоты вращения и соответственно повышение крутящего момента, то механизм называется редуктором. Механизмы для повышения частоты вращения называются ускорителями или мультипликаторами.

Основными элементами редукторов являются литой корпус из чугуна или сварной стальной корпус, зубчатые колеса, входной (быстроходный), выходной (тихоходный) и промежуточный валы, подшипники и т.д.

Условные графические обозначения элементов редукторов в кинематических схемах регламентированы ГОСТ 2.770-68 и приведены в табл. 1.1.

Кинематическая схема редуктора – документ, на котором показаны в виде условных изображений или обозначений составные части редуктора и связи между ними (ГОСТ 2.102-68) (рис. 1.2).

Схема значительно упрощает изображение редуктора и облегчает изучение его устройства в тех случаях, когда нет необходимости в изображении конструкции деталей изделия.

Схемы выполняют без соблюдения масштаба, приближенно учитывая пространственное расположение входящих в нее элементов, компактно, но без ущерба для ясности и удобства их чтения.

На поле схемы помещают различные условные обозначения (например, , , и т.д., , и другие), номера позиций составных элементов схемы (например, 1, 2, 3…), текстовые пояснения условных обозначений и наименования позиций (например, - числе зубьев шестерни быстроходней ступени, - быстроходный вал, - тихоходный вал, 1 – основные корпуса редуктора).

Z₄

Z₁

Z₂

Z₃

Рис. 1.2. Кинематическая схема привода:

1-электродвигатель; 2-ременная передача; 3-редуктор двухступенчатый цилиндрический; 4 –цепная передача.

Таблица 1.1

Условные графические обозначения в схемах по ГОСТ 2.770-68 (извлечены)

Наименование	Обозначения
Вал
Вал на радиальном шариковом подшипнике
Вал на радиальном роликовом подшипнике
Вал на радиально - упорном роликовом подшипнике
Вал на подшипнике скольжения
Колесо с прямыми зубьями, жестко насаженные на вал
Передача зубчатая, цилиндрическая с внешним зацеплением, с косыми зубьями
Передача зубчатая коническая
Передача червячная с цилиндрическим червяком

Номера позиций указывают на полках линий – выносок, проводимых от изображения элемента схемы, вне контура схемы. Рекомендуется группировать номера в одну колонку или строчку, располагая их на одной линии в возрастном порядке.

Существует большое число разновидностей редукторов.

Кинематические схемы наиболее распространенных типов редукторов.

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам:

1) По типу передачи – цилиндрические зубчатые, конические зубчатые, червячные, коническо-цилиндрические зубчатые, червячно-цилиндрические и др.;

2) По числу ступеней – одно -, двух -, трехступенчатые и т.д.;

3) По относительному расположению валов в пространстве – горизонтальные и вертикальные;

4) По особенности кинематической схемы – развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т.д.

Зубчатые колеса могут иметь прямые, косые, круговые и шевронные зубья, червяки – цилиндрическую и глобоидальную форму.

Наибольшее распространение получили двухступенчатые редукторы с развернутой схемой, как наиболее простые по конструкции. Недостатком этих редукторов является повышенная неравномерность распределения нагрузки по длине зуба из-за несимметричного расположения колес относительно опор. Для улучшения условий работы зубчатых колес применяют редукторы с раздвоенной ступенью.

Соосные редукторы применяют для снижения длины корпуса редуктора.

При взаимно перпендикулярном расположении входного и выходного валов и незначительном передаточном числе используют одноступенчатые конические редукторы, при большом передаточном числе – конусно-цилиндрические редукторы.

Для реализации значительных передаточных чисел применяют одно-, двухступенчатые или комбинированные червячно-цилиндрические редукторы.

Одним из основных кинематических параметров редуктора является передаточное отношение (передаточное число ).

, (1.1)

где - частота вращения входного вала, об/мин.;

- частота вращения выходного вала, об/мин.

Для двухступенчатого редуктора

, (1.2)

где , - число зубьев шестерни (меньшее колесо в передаче) соответственно первой (быстроходной) и второй (тихоходный) ступеней;

, - число зубьев колеса (большее колесо в передаче) соответственно первой (быстроходной) и второй (тихоходной) ступеней.