Рекомендации к решению задачи № 2

1. Условие прочности вала τmax = │M_k │_max/W_p ≤ [τ]

где: r_max- максимальное напряжение в опасном сечении вала;

│M_k │_max - абсолютная величина крутящего момента в опасном сечении;

W_p - полярный момент сопротивления сечения вала

W_p = πD³/16 (1-c⁴) ≈ 0,2 D³(1-c⁴), c = d/D

На рис. 2. обозначено d = d₁, D = d

Наружный диаметр вала из условия прочности

D ≥

внутренний диаметр вала d = cD_и

2. Угол закручивания на участке вала длиной /_i,

J_p - полярный момент инерции

Для вала круглого сплошного сечения с = 0.

3. Относительный угол закручивания на участке вала i

Условие жесткости

4. Наружный диаметр вала из условия жесткости

5. Определяем О для сплошного сечения вала (с = 0) Внутренний диаметр вала d = сD (для вала с отверстием).

ЗАДАЧА № 3

Для схемы нагружения стальной балки заданного двутаврового сечения (рис.3):

- построить эпюры поперечных сил и моментов, выраженные через q, F или M;

- определить величины заданных внешних нагрузок (q, F и M) из условия σ_max=[σ].

Величины, необходимые для решения задачи, даны в таблице 3

Таблица 3

№ п/п	№ схемы	F/ qa	M/qa	[σ]	a, м	№ двутавра по сортименту
		1,0	0,4		1,0
		0,75	0,35		1,0
		0,5	0,2		1,1
		2,0	0,25		1,1
		2,5	0,3		1,2
		0,8	0,15		1,2	18а
		0,9	0,16		0,9
		1,1	0,1		0,8	20а
		1,2	0,14		0,9
		1,4	0,18		1,0

Рис. 3

Рекомендации к решению задачи № 3

1. Определяем опорные реакции.

2. Балку разбиваем на участки. Для участков нагружения балки в общем виде определяем поперечные силы и изгибающие моменты.

3. Строим эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.

4. Определяем опасное сечение.

5. Из условия прочности определяем

(1)

- изгибающий момент в опасном сечении, W_z - осевой момент сопротивления (берется из таблиц)

(2)

Имея выражения для [М], определяем численные значения внешних нагрузок q, F или М.

Задача № 4

Задание 4.1

Спроектировать привод к месильной машине, состоящий из электродвигателя 1, упругой муфты 2, редуктора с косозубыми цилиндрическими колесами 3 и цепной передачи с втулочно-роликовой цепью 4. Кинематическая схема привода показана на рис. 1. Мощность на рабочем валу машины Р_т, частота вращения рабочего вала n_т и синхронная частота вращения двигателя n_с приведены в таблице исходных данных.

Исходные данные	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
РТ, кВт	2,0	2,3	2,5	.0	3,5	4,1	4,7	5,5	6,5	8,0
nт, об/мин
nс. об/мин

Рис. 4.1

Задание4.2

Спроектировать привод к охлаждающей машине, состоящий из электродвигателя 1, упругой муфты 2, редуктора с коническими зубчатыми колесами 3 и цепной передачи с втулочно-роликовой цепью 4. Кинематическая схема привода показана на рис. 2. Мощность на рабочем валу машины Р_Т. частота вращения рабочего валаn_т и синхронная частота вращения двигателяn_Cприведены в таблице исходных данных.

Исходные данные	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
РТ, кВт	6,4	5,5	4,7	3,8	3,4	2,8	2,5	2,1	1,5	1,2
nT, об/мин
nC, об/мин

Рис.4.2

Задание4.3

Спроектировать привод месильной машины с горизонтальным валом и многокрыльчатыми лопастями, состоящий из электродвигателя 1, упругой муфты 2, червячного редуктора с нижним расположением червяка 3 и клиноременной передачи 4. Кинематическая схема привода показана на рис. 3. Мощность на рабочем валу машины Р_Т, частота вращения рабочего вала n_T и синхронная частота вращения двигателя n_с приведены в таблице исходных данных.

Исходные данные	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
РТ, кВт	4,8	3,5	3,2	2,8	2,5	2,0	1,9	1,7	1,4	1,2
nT, об/мин
nC, об/мин

Рис. 4.3

Задание4.4

Спроектировать привод к смесителю с двумя горизонтальными валами, состоящий из электродвигателя 1, упругой муфты 2, червячного редуктора 3 и открытой цилиндрической зубчатой передачи 4. Кинематическая схема привода показана на рис. 4. Мощность на рабочем валу машины Р_Т, частота вращения рабочего валаn_T и синхронная частота вращения двигателя n_C приведены в таблице исходных данных.

Исходные данные	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
РТ, кВт	8,0	7,4	7,0	6,3	5,9	5,5	5,0	4,6	4,1	3,7
nT, об/мин
nC, об/мин

Рис.4.4

Задание 4.5

Спроектировать привод к месильной машине, состоящий из электродвигателя 1, клиноременной передачи 2, редуктора с коническими зубчатыми колесами 3 и муфты 4. Кинематическая схема привода показана на рис. 5. Мощность на рабочем валу машиныР_Т, частота вращения рабочего валаn_T исинхронная частота вращения двигателяn_C приведены в таблице исходных данных.

Исходные данные	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
РТ, кВт	4,8	4,0	3,5	3,0	2,5	2,3	1,9	1,6	1,3	1,1
nT, об/мин
nC, об/мин

Рис. 4.5

Задание4.6

Спроектировать привод к охлаждающей машине, состоящий из электродвигателя 1, муфты 2, редуктора с косозубыми цилиндрическими колесами 3 и плоскоременной передачи 4. Кинематическая схема привода показана на рис.6. Мощность на рабочем валу машиныР_Т, частота вращения рабочего вала n_T и синхронная частота вращения двигателя n_C приведены в таблице исходных данных.

Исходные данные	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
РТ, кВт	6,4	5,5	4,9	4,1	3,6	3,0	2,6	2,1	1,5	1,1
nT, об/мин
nC, об/мин

Рис. 4.6

Задание 4.7

Спроектировать привод к месильной машине, состоящий из электродвигателя 1, упругой муфты 2, червячного редуктора с нижним расположением червяка 3 и цепной передачи с втулочно-роликовой цепью 4. Кинематическая схема привода показана на рис.7. Мощность на рабочем валу машиныР_Т, частота вращения рабочего валаn_T и синхронная частота вращения двигателя n_C приведены в таблице исходных данных.

Исходные данные	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
РТ, кВт	4,6	4,9	3,6	3,1	2,4	2,0	1,6	1,2	0,9	0,7
nT, об/мин
nC, об/мин

Рис.4.7

Задание4.8

Спроектировать привод к месильной машине, состоящий из электродвигателя 1, клиноременной передачи 2, редуктора с коническими зубчатыми колесами 3 и упругой муфты 4. Кинематическая схема привода показана на рис. 8. Мощность на рабочем валу машины Р_Т, частота вращения рабочего валаn_T исинхронная частота вращения двигателя n_C приведены в таблице исходных данных.

Исходные данные	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
РТ, кВт	7,9	7,3	6,9	6,2	5,9	5,3	4,9	4,4	3,8	3,3
nT, об/мин
nC, об/мин

Рис.4.8

Задание 4.9

Спроектировать привод месильной машины с горизонтальным валом и многокрыльчатыми лопастями, состоящий изэлектродвигателя 1, клиноременной передачи 2, редуктора с косозубыми цилиндрическими колесами 3 и упругой муфты 4. Кинематическая схема привода показана на рис. 9. Мощность на рабочем валу машины Р_Т, частота вращения рабочего вала n_T и синхронная частота вращения двигателя n_C приведены в таблице исходных данных.

Исходные данные	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
РТ, кВт	1,9	2,7	3,4	4,1	4,9	5,1	6,3	6,0	6,7	5,8
nT, об/мин
nC, об/мин

Рис. 4.9

Задание 4.10

Спроектировать привод к смесителю с двумя горизонтальными валами, состоящий из электродвигателя 1, муфты 2, редуктора с коническими зубчатыми колесами 3 и плоскоременной передачи 4. Кинематическая схема привода показана на рис. 10. Мощность на рабочем валу машины Р_Т, частота вращения рабочего вала n_T и синхронная частота вращения двигателя n_C приведены в таблице исходных данных.

Исходные данные	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
РТ, кВт	6,4	5,6	4,8	4,1	3,5	2,9	2,4	1,9	1,4	1,0
nT, об/мин		80
nC, об/мин

Рис.4.10

Рекомендации по выполнению задачи №4

Постановка задачи.

При выполнении расчетнно-графической работы необходимо определить облик привода технологической машины: выбрать электродвигатель, определить передаточные числа ступеней привода, разработать эскизную компоновку редуктора, выбрать муфту.

Правило выбора варианта материала

Студент выбирает задание по таблице 1, исходные данные – в соответствии с таблицей к заданию.

Таблица №1

Последняя цифра шифра.
Задание
Твердость зубьев колеса	НВ	НВ	НВ	НВ	HRC	HRC	HRC	HRC	*	*

Примечание:

200 НВ соответствует стали 45, улучшенной; 245 НВ – стали 40Х, улучшенной; 45HRC – стали 40Х, закаленной; 50HRC – стали 40ХН, закаленной.

* - материал червяка-сталь 45 с закалкой 45HRC, материал венца червячного колеса при скорости скольжения менее 5 м/с – бронза БрА9ЖЗЛ, при скорости скольжения 5м/а и выше – бронза Бр010Ф1.

Контрольная работа должна содержать пояснительную записку и графическую часть.

Пояснительная записка включает титульный лист, лист задания и расчеты, подтверждающие работоспособность привода и его составных частей.

Расчетная часть включает ответы на следующие вопросы:

Определение потребной мощности электродвигателя и подбор его по каталогу.

Определение передаточного числа привода и разбивка его по ступеням передачи. Определение частот вращения и угловых скоростей

Определение мощности и вращающего момента для каждого вала привода.

Расчет основных конструктивных параметров редуктора:

Проектный расчет зубчатой передачи с определением межосевого расстояния, модуля и числа зубьев, основных размеров колес.

Проектный расчет валов и разработка их конструкции.

Подбор шпонок и проверка прочности шпоночных соединений.

Подбор подшипников.

Определение конструктивных размеров шестерни и колеса.

Выполнение предварительной компоновки.

Список использованной литературы.

Оглавление.

Графическая часть должна содержать компоновочный чертеж редуктора в одной проекции (вид сверху со снятой крышкой) в масштабе 1:1, достаточно полно раскрывающий его конструкцию; номера составных частей редуктора; габаритные и присоединительные размеры; техническую характеристику редуктора.

Чертеж выполняется на одном листе формата А1 или А2 в соответствии с ГОСТ 2.102-68.

К чертежу должен быть приложен лист спецификации.

Контрольные вопросы

Контрольные вопросы к разделу ТММ

1. Дайте определение машины, механизма, звена, кинематической пары, кинематической цепи, входного и выходного звеньев.

2. Дайте определение плоского и пространственного механизмов.

3. Назовите основные типы кинематических пар механизмов.

4. По каким признакам классифицируются кинематические пары?

5. Каковы достоинства и недостатки низших и высших кинемати­ческих пар?

6. Объясните физический смысл коэффициентов в формулах для определения степени свободы механизма. Запишите формулы для определения степени свободы пространственного и плоского механиз­мов.

7. Какие механизмы относятся к рычажным? Приведите примеры рычажных механизмов.

8. Назовите типы механизмов для передачи вращательного движения.

9.Поясните принцип действия зубчатой передачи, ее достоинства и недостатки.

10. Перечислите основные виды фрикционных передач, их достоинства и недостатки.

11. Назовите типы ременных передач, их достоинства и недостатки.

12. Сформулируйте задачи кинематического анализа и синтеза механизмов.

13. Назовите основные методы кинематического анализа механизмов.

14. Как по уравнениям движения звеньев механизма определяют скорости и ускорения?

15. Как построить диаграмму перемещения звена механизма?

16. Принцип построения диаграммы скорости по известной диаграмме пере­мещения?

17. Определите суть метода исследования построением плана скорос­тей (ускорений). Каков порядок решения задачи, порядок построения планов скоростей (ускорений)? Проиллюстрируйте примером.

18. Как следует определять скорость (ускорение) третьей точки зве­на при известных векторах скоростей (ускорений) двух других точек звена? Проиллюстрируйте на примере.

19. Что понимается под передаточным отношением зубчатой передачи?

20. Как определяется передаточное число зубчатой пары, ступенча­того зубчатого механизма, планетарного механизма?

21. Принцип построения плана линейных скоростей зубчатого меха­низм. Проиллюстрируйте на примере.

22. Построение плана угловых скоростей звеньев зубчатого меха­низма. Проиллюстрируйте на примере.

23. Определение передаточного отношений зубчатого механизма по плану угловых скоростей.

24. Какая кинематическая, цепь является кинематически определимой?

25. Применение понятия групп Ассура при кинематическом исследовании. В чем преимущество этого способа исследования?

26.Основные задачи динамического анализа.

27.Приведите примеры действующих на звено сил.

28. Какие силы называются движущими, какие - силами сопротивления?

29. Как определяются силы и моменты сил инерции, их модуль и на­правление?

30. Основные задачи силового анализа.

31. Какая кинематическая цепь является статически определимой?

32.Основной порядок действий при силовом анализе.

33.В чем заключается принцип Даламбера?

34.Определите суть метода исследования построением плана сил.

35. Что является причиной неравномерности движения механизма?

36. В чем заключается физический смысл приведения сил (моментов), масс (моментов инерции)?

37. Исходя из каких условий определяются приведенная сила (момент) и приведенная масса (момент инерции)?

38. От чего зависят приведенная сила и приведенный момент: от скорости звена приведения или от положения механизма?

39. Какую форму записи уравнений движения механизма рационально применять, если сила сопротивления является функцией положения механизма?

40. Изменяется ли кинетическая энергия рычажного механизма за цикл и внутри цикла установившегося движения?

41. Дайте определение понятия "коэффициент неравномерности дви­жения звена".

42. Какими методами может быть определен коэффициент неравномер­ности движения?

43. Какие применяются методы решения уравнений динамики?

44. Как оценивается КПД при последовательном и параллельном сое­динении механизмов?

Контрольные вопросы к разделу Сопротивление материалов

1.Что понимают под прочностью, жесткостью, устойчивостью и выносливостью?

2. Какие гипотезы положены в основу расчетных методов СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ?

3. В чем суть принципа суперпозиции?

4. Какие материалы называют однородными и изотропными?

5.Что называют напряжениями?

6.Какие различают типы простейших деформаций?

7. Как формулируется закон Гука для однородного изотопного тела?

8. Какие механические свойства материалов используются при расчетах на прочность, жесткость, устойчивость и выносливость?

9. Что такое КЗП?

10. Какие Вы знаете теории (гипотезы) прочности?

11.Что такое критическая сила?

12.Какие нагрузки называют циклическими?

13. В чем суть явления механической усталости?

14. Как проявляется эффект концентрации напряжении при циклическом нагружении?

15.От каких факторов зависит величина коэффициента запаса циклической прочности?

16. Как обеспечить надежность и минимальную материалоемкость элемента конструкции?

Контрольные вопросы к разделу Детали машин

1. Что понимают под работоспособностью и надежностью деталей машин?

2.Каковы основные критерии работоспособности?

3.Какие конструкционные материалы используют в современном машиностроении?

4.Какие этапы включает процесс проектирования?

5. Для чего необходимы механические передачи?

6.По каким признакам классифицируют передачи?

7.Какие виды передач получили наибольшее распространение и каковы их основные характеристики?

8.Что такое передаточное отношение?

9. Каковы области применения передач типа «винт-гайка»?

10. Какие различают виды зубчатых колес и каковы области их применения?

11. Каковы главные достоинства зубчатых передач по сравнению с другими механическими передачами?

12. Почему наибольшее распространение получили зубчатые передачи с эвольвентным профилем боковых поверхностей зубьев?

13.Что такое шаг и модуль зубчатого колеса?

14. Как определяют длительный диаметр зубчатого колеса?

15. Как вычисляют диаметры вершин и впадин рабочего венца зубчатого колеса?

16. По каким причинам зубчатые передачи выходят из строя?

17.Какие критерии лежат в основе расчетов зубчатых передач?

18.Как осуществляется смазывание зубчатых передач?

19.Какой алгоритм используют при расчетах зубчатых передач?

20. Какими достоинствами и недостатками обладают червячные передачи по сравнению с зубчатыми?

21.Из каких материалов изготавливают червяки и червячные колеса?

22. Каковы причины выхода из строя и критерии работоспособности червячных передач?

23. Как определяют КПД червячной передачи?

24. Как выполняют тепловой расчет червячной передачи?

25. Какие используют способы охлаждения червячных передач?

26. Как осуществляют смазывание червячных передач?

27.Какой алгоритм применяют для расчета червячных передач?

28. Для чего предназначены редукторы?

29.Каковы достоинства и недостатки ременных передач?

30. Какие виды ременных передач различают и каковы области их использования?

31.За счет каких факторов происходит потеря мощности в ременной передач? Чему равен ее КПД?

32. Как выполняют расчеты плоских и клиновых ремней по тяговой способности?

33. Какова методика расчета плоско- и клиноременных передач?

34.Из каких материалов изготавливают ремни и шкивы?

35. Какие бывают цепи?

36. По каким критериям проводят расчеты цепных передач?

37. Чем отличаются цепные передачи от ременных и что между ними общего?

38. Чем оси отличаются от валов?

39.Какими бывают валы по конструктивному исполнению?

40. Как проводят расчеты валов и осей?

41. Как проводят проверочный расчет валов на выносливость?

42. Каковы области применения подшипников скольжения?

43. Как устроены подшипники скольжения?

44. Как определяют основные размеры подшипников скольжения?

45. Из каких деталей состоят подшипники качения?

46. Какими достоинствами и недостатками обладают подшипники качения по сравнению с подшипниками скольжения?

47. Какие различают подшипники качения в зависимости от формы тел качения и характера воспринимаемой нагрузки?

48. Какие существуют серии подшипников качения?

49. Как подбирают подшипники качения и определяют их резус?

50.Как устроены втулочная и фланцевая муфты? Какова область их применения? Как выполняют их проверочный расчет?

51.Какие различают виды упругих муфт? Каковы области их применения? Как проводят их расчет?

52.Как устроены и где применяются предохранительные муфты?

53.Какие виды сварки получили наибольшее распространение?

54.Какие различают типы сварных швов?

55.Как проводят расчет сварных швов различных типов?

56.Какими преимуществами обладают сварные соединения по сравнению с заклепочными?

57.В каких случаях применяют соединения с натягом?

58.Какими преимуществами и недостатками обладают соединения с натягом по сравнению со шпоночными и шлицевыми?

59.Какие различают типы шпонок?

60.Каковы области применения шпонок различных типов?

61.Как определяют размеры шпонок?

62.Как проводят расчет призматических и сегментных шпонок?

63.В чем состоят преимущества шлицевых соединений по сравнению со шпоночными?

64.Какие различают типы резьб?

65.Какие различают виды метрической резьбы?

66.Каковы геометрические параметры резьбы?

67.Какие используются резьбовые элементы крепежа и каковы области их применения?

68.В каких случаях применяют шпильки и винты вместо болтов?

69.Как выполняют расчет резьбовых соединений на прочность?

Рекомендуемая литература

Дата добавления: 2014-12-08