МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Кафедра «Детали машин»
Контрольная работа
Дисциплина: Детали машин
2007г.
Задача №3
Определить диаметр шпильки станочного прихвата по данным
F=6,5кН, a=160mm b=130mm
Недостающими данными задаться.
Составим расчетную схему и определим необходимую силу затяжки
∑Ма=0;
F(
а+в) – Р*в=0 Р = 
= 14500 Н
Расчет шпильки на совместное растяжение и кручение ведут как расчет на простое растяжение, увеличив заданную силу затяжки в 1,3 раз.
[P] = 1,3P = 1,3 *14500 = 18850 H
Примем
материал шпильки – сталь 30, затяжка
неконтролирующая, 
=260
Мпа, коэффициент запаса [S]
= 4. Допускаемое напряжение: [σ]
=
= 
= 65 МПа
Диаметр
внутренней резьбы: d1
=
= 
= 19.21 mm.
Задача №4
Рассчитать
клиноременную передачу. Мощность на
ведущем валу 
= 7 кВт,
угловая
скорость ведущего шкива 
=150
рад/c
, и угловая скорость ведомого шкива 
=
48 рад/c.
Расстоянием между центрами шкивов, а
также режимом работы передачи задаться
частота
вращения ведущего (меньшего) шкива
=
= 
об/мин
Передаточное
отношение u
= 
Скольжение ремня ε = 0,015.
-
По номограмме на рис. 7.3 в зависимости от частоты вращения меньшего шкива
(в
нашем случае 
= 1432 об/мин; и передаваемой мощности P=
7кВт) принимаем сечение клинового ремня
-
Вращающий момент
.
-
Диаметр меньшего шкива по формуле (7.25):
По
табл. 7.8 принимаем 
=125мм
-
Диаметр большего шкива
по формуле (7.3)
мм
Принимаем
мм – стандартное значение
-
Уточняем передаточные отношение
-
Межосевое расстояние
следует принять в интервале 
мм
мм
Где
мм (высота сечения ремня по табл. 7.7).
Принимаем
предварительно близкое значение 
мм
-
Расчётная длина ремня по формуле (7.7)
Ближайшее значение по стандарту (см. табл. 7.7) L=1700 мм
-
Уточненное значение межосевого расстояния
с учётом стандартной длины ремня L
Где
-
Угол обхвата меньшего шкива по формуле (7.28)
-
Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи, по табл. 7.10: для привода к ленточному конвейеру при односменной работе
-
Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня по табл. 7.9:
для
ремня сечения А при длине L=1700mm
коэффициент 
-
Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата
коэффициент 
-
Коэффициент, учитывающий число ремней в передаче: предполагая, что число ремней в передаче будет от 4 до 6, примем коэффициент
-
Число ремней в передаче по формуле (7.29)
где
-
мощность, передаваемая одним клиновым
ремнем, кВт (см. табл. 7.8); для ремня
сечения А при длине L=125
mm
и u>3
мощность 
=2,19
кВт
принимаем z=4
-
Натяжение ветви клинового ремня по формуле (7.30)
где
скорость V=
м/c;
-
коэффициент, учитывающий влияние
центробежных сил 
;
для ремня сечения коэффициент 
-
Давление на валы по формуле (7.31)
-
Ширина шкивов
(по табл. 7.12)
Долговечность
ремня 
где
-
при постоянной нагрузке.
Задача № 5
Рассчитать зубчатые передачи редуктора привода ленточного транспортера.
Кинематический расчёт
Общие передаточное число редуктора
Передаточное число I ступени
тогда передаточное число II
ступени
Угловые скорости валов:
Крутящие моменты на валах
Расчёт цилиндрической прямозубой передачи 1-й ступени
Исходные данные
Крутящий
момент на валу колеса Т=504*
Н*мм.
Частота
вращения шестерни п=735 
Передаточное число передачи u=4,0
Выбираем материалы зубчатых колёс. Для шестерни сталь 45, термообработка-улучшение, твердость НВ 230, для колеса - сталь 45, улучшение НВ 200
Допускаемые контактные напряжения материалов шестерни и колеса:
– коэффициент долговечности. 
- коэффициент безопасности
В
качестве расчётного принимаем 
Примем коэффициент ширины колеса
Ψba=0,25 b и коэффициент Khβ=1,15
Межосевое расстояние из условия контактной выносливости по ф. (3.7)
мм
где
- для прямозубой передачи.
Принимаем
по ГОСТ 2185-66 ближайшее значение межосевого
расстояния 
Принимаем по ГОСТ 9563-60 стандартное значение m=3mm
Число
зубьев шестерни 
Принимаем
,
тогда число зубьев колеса 
Фактическое
передаточное число 
Основные размеры шестерни и колеса
Диаметры делительные
шестерни:
колёса:
проверка:
Диаметры вершин зубьёв
Диаметры впадин зубьев
Ширина
колеса 
ширина шестерни 
Коэффициент
ширины шестерни по диаметру 
Окружающая скорость колёс
Степень
точности передачи: для прямозубых колёс
при скорости 3,5 
следует принять 8-ю степень точности.
Коэффициент нагрузки
По
табл. 3.5 при 
твердость HB<350
и не симметрична расположении колёс
коэффициент 
По
табл. 3.4 для прямозубых колёс коэффициент
По
табл. 3.6 для прямозубых колёс при скорости
< 5 
коэффициент 
Таким
образом, 
Проверяем контактные напряжения по формуле (3.6):
Что
менее 
Условие прочности выполнено.
Силы, действующие в зацеплении:
Радиальная
Осевая
Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба [формула(3.25)]
Коэффициент
нагрузки 
.
По
таблице 3.7 при 
твёрдость НВ<350 не симметричном
расположении колёс коэффициент 
По
табл. 3.8 для прямозубых колёс 8-й степени-
точности и скорости до 8
коэффициент 
Таким
образом, 
Коэффициент
Допускаемое напряжение при проверке на изгиб определяют по формуле (3.24):
По табл. 3.9 для стали 45 улучшенной предел выносливости при отнулевом цикле изгиба
Для
шестерни
Для
колеса 
Коэффициент
безопасности 
По
табл. 3.9 
для степени 45 улучшенный коэффициент
для поковок и штамповок. Следовательно,
Допускаемые напряжения:
для шестерни
для колеса
Проверку
на изгиб следует проводить для того
зубчатого колеса, для которого отношение
меньше.
Найдём эти отношения:
для
шестерни 
для
колеса 
Проверку
на изгиб проводим для колеса 
Условие прочности выполнено.
Расчёт цилиндрической прямозубой передачи 2-й ступени
Исходные данные
Крутящий
момент на валу колеса T=1568*
Частота
вращения шестерни п=184 
Передаточное число передачи u=3,2
Материалы зубчатых колёс и допускаемые контактные напряжения материалов шестерни и колеса такие же, как для 1-й ступени:
В
качестве расчетного принимаем [
]=428
МПа. Примем коэффициент ширины колеса
Межосевое расстояние из условия контактной выносливости по ф. (3.7)
Где
-для
прямозубой передачи.
Принимаем
по ГОСТ 2185-66 ближайшее значение межосевого
расстояния 
Модуль
m=(0,01…0,02)
Принимаем по ГОСТ 9563-60 стандартное значение m=5мм
Число
зубьев шестерни 
Принимаем
,
тогда число зубьев колеса 
Фактическое
передаточное число u=
Основные размеры шестерни и колеса
Диаметры делительные:
шестерни:
колеса:
Проверка:
Диаметры вершин зубьёв
Диаметры впадин зубьев
Ширина
колеса 
ширина шестерни 
Коэффициент
ширины шестерни по диаметру 
Окружная скорость колёс
Степень
точности передачи: для прямозубых колес
при скорости 1,6 
следует принять 8-ю степень точности.
Коэффициент нагрузки
По
табл. 3.5 при 
твердости НВ<350 и не симметричном
расположении колёс коэффициент 
По
табл. 3.4 для прямозубых колёс коэффициент
По
табл. Для прямозубых колёс при скорости
25 
коэффициент 
Таким
образом, 
Проверяем контактные напряжения по формуле (3.6)
что
менее 
условие прочности выполнено .
Силы, действующие в зацеплении:
окружная
радиальная
осевая
проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба [формула (3.25)]:
Коэффициент
нагрузки 
По
табл. 3.7 
твердость 
и
не симметричном расположении колёс
коэффициент 
По
табл. 3.8 для прямозубых колёс 8-й степени-
точности и скорости до 3 
Коэффициент
Таким
образом,
Коэффициенты
Допускаемое напряжение при проверке на изгиб определяют по формуле (3.24):
Проверку
изгиба следует проводить для того
зубчатого колеса, для которого отношение
меньше.
Найдём эти отношения:
для
шестерни 
для
колеса 
Проверку на изгиб проводим на колеса [формула (3.25)]:
Условие прочности выполнено.