Файл: Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и практических работ учебной дисциплины детали машин для специальности.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 319
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
наибольшему диаметру колеса, d =m · z.
В – ширина подшипника, выбираем в зависимости от размера d П по справочнику.
Выходной вал:
L1 – длина участка вала под муфту или шкив, L1 = (1,2…1,5) · d в ;
L2 – длина участка вала под уплотнение (манжету) с крышкой и подшипником, L2 = 1,25· d П + В.
В – ширина подшипника, выбираем в зависимости от размера d П по справочнику.
L3 - расстояние между внутренними торцами подшипников, L3 = lст + 8.
lст - ширина ступицы, lст = (1,2…1,5) · d в
Рисунок 2 - Входной вал. Шестерня выполнена за одно целое с валом
Рисунок 3 - Выходной вал.
Диаметры ступеней валов после вычисления округляют в ближайшую сторону до стандартных величин: 10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 50; 53; 56; 60; 63; 67; 71; 75; 80; 85; 90; 95; 104; 105; 110; 120; 125; 130; 140; 150; 160; 170 и далее через 10мм.
Диаметры концов входного и выходного валов согласуют с диаметрами отверстий устанавливаемых на них деталей (шкива, звездочки, полумуфты).
Рекомендуемые высоты заплечиков и размеры фасок в таблице №1
Таблица1 - Рекомендуемые высоты заплечиков и размеры фасок
Пример. Рассчитать основные размеры тихоходного и быстроходного валов, если крутящий момент быстроходного вала ТБ = 51,2 Нм; крутящий момент тихоходного вала ТТ= 221,7 Нм; модуль зацепления m = 2,5; число зубьев шестерни z1 =20. По полученным данным вычертить тихоходный и быстроходный валы.
1. Расчет основных размеров валов.
Определяем диаметр входного (быстроходного) вала по формуле №1 и диаметры других участков по формулам №3:
dВ ≥ (7…8) ·
= (7…8) · 
=24,02…27,86мм;
принимаем dВ =25мм;
назначаем dП =30мм; dБП =25мм.
Определяем диаметр выходного вала по формуле
dВ ≥ (5…6) ·
=(5…6) · 
= 30,25….36,3мм ;
принимаем dВ =36мм;
назначаем dП =40мм; dБП =35мм; dК =50мм.
2. Определение размеров других участков валов.
Входной вал:
L1 – длина участка вала под муфту или шкив, L1 = (1,1…1,5) · d в ;
L1 = (1,1…1,5) · 25 = 27,5…37,5мм; принимаем L1 =40мм.
L2 – длина участка вала под уплотнение (манжету) с крышкой и подшипником, L2 = 2 · d П ;
L2 = 2 · 30= 60мм.
L3 - расстояние между внутренними торцами подшипников, это расстояние конструктивно чаще всего принимается равным d2 – делительному или наибольшему диаметру колеса, d =2,5 · 20 = 50мм. L3 = 50мм.
В – ширина подшипника, выбираем в зависимости от размера d П =40мм,
шариковый радиальный однорядный подшипник легкой серии №206 , В=16мм.
Выходной вал:
L1 – длина участка вала под муфту или шкив, L1 = (1,2…1,5) · d в ;
L1 = (1,2…1,5) · 36 = 43,2…54мм; принимаем L1 =54мм.
L2 – длина участка вала под уплотнение (манжету) с крышкой и подшипником, L2 = 2 · d П ;
L2 = 1,25· d П + В = 1,25· 40 + 18 = 68мм.
В – ширина подшипника, выбираем в зависимости от размера d П =40мм,
шариковый радиальный однорядный подшипник легкой серии №208, В=18мм.
L3 - расстояние между внутренними торцами подшипников.
L3 = lст + 8.
lст - ширина ступицы, lст = (1,2…1,5) · d в, lст = (1,2…1,5) · 36= 43,2…54мм. , принимаем l ст = 54мм.
L3 = 54 + 8=62мм.
5.Задания для выполнения работы
Рассчитать основные размеры тихоходного и быстроходного валов, если крутящий момент быстроходного вала ТБ; крутящий момент тихоходного вала ТТ; модуль зацепления m; число зубьев шестерни z1. По полученным данным вычертить тихоходный и быстроходный валы.
исходные данные взять в таблице 2.
Таблица 2- Исходные данные
продолжение таблицы 2
6.Контрольные вопросы:
1. В чем разница между валом и осью и какие деформации испытывают вал и ось при работе?
2. Что называют цапфой, шипом, шейкой и пятой?
3. Каковы основные критерии работоспособности валов и осей и какими параметрами их оценивают?
7.Литература
Основные источники:
1. Детали машин. Краткий курс, практические занятия и тестовые задания: Учебное пособие / В.П. Олофинская. - 3-e изд., испр. и доп. - М.: Форум, 2014. - 240 с.
2. Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для сред.проф. образования /Л.И. Вереина. – 11-е изд., стер. – М.: ИЦ Академия, 2015. – 224 с.
Дополнительные источники:
1.Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для сред.проф. образования /Л.И. Вереина, М.М. Краснов. – М.: ИЦ Академия, 2017. – 352 с.
2.Опарин И.С. Основы технической механики: учебник для сред.проф. образования. – М.: ИЦ Академия, 2014. – 144 с.
Интернет-ресурсы:
1.Детали машин: электронный учебный курс для студентов очного и заочного обучения. [Электронный ресурс]. URL: http://www.detalmach.ru (дата обращения 09.01.2018)
Практическая работа №10
2 часа
РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
1.Цель урока, его воспитательные и развивающие задачи
Научиться рассчитывать подшипники кпачения.
2. Обеспечивающие средства:
2.1. Методическое руководство по выполнению работы.
3. Требования к отчету
4. Технология работы:
4.1. Внимательно изучите методические указания, предложенный теоретический материал.
4.2. Проведите необходимые расчеты по методике представленной ниже.
4.3.В соответствие с полученными расчетами, вычертите подшипник в масштабе 1:1, обозначьте диаметры и длины.
4.4. Сделайте выводы о проделанной работе.
4.5. Ответить на контрольные вопросы.
Теоретический материал
При проектировании подшипники качения не рассчитывают, а подбирают по каталогу (см. [1] стр.497, табл.19.18-19.26) в зависимости от диаметра вала; величины, направления и характера нагрузки; назначения узла; угловой скорости вращающегося кольца; требуемой долговечности подшипника.
Подбор подшипников практически сводится к следующей схеме:
- на основании эскизной компоновки составляют расчетную схему вала и определяют реакции опор подшипников;
- определяют результирующие осевые нагрузки подшипников;
- вычисляют отношение осевой нагрузки к радиальной Fа / Fr;
- основным критерием для выбора подшипника служит его динамическая грузоподъемность Сr,
Сr ≤ [Со]; (65)
где: Сr – расчетная динамическая грузоподъемность;
[Сr] – допускаемая динамическая грузоподъемность, выбирается из табл. 19.18 в зависимости от типа подшипника.
Сr = F
; (66)
где: n - частота вращения вала;
L h – ресурс работы узла;
F - эквивалентная нагрузка.
F = (X ·V · Fr + Y · Fа) ·Kb; (67)
где: Fr , Fа - радиальная и осевая нагрузки на подшипник;
Kb - коэффициент безопасности, учитывает характер нагрузки;
Kb =1; при спокойной нагрузке;
Kb = 1,3…1,5; при нагрузке с умеренными толчками и незначительными колебаниями;
Kb = 2,5 ….3; при работе с сильными ударами;
V - коэффициент вращения;
V = 1; при вращающемся внутреннем кольце;
V = 1,2; при вращающемся наружном кольце;
X, Y - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, выбираются по каталогу на подшипники (см. [1] стр.134, табл.6.1.). Для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников при выборе и предварительно определяют отношение осевой нагрузки к статической
Fа /С о (68)
где: р - показатель степени;
р = 3 - для шариковых подшипников;
р = 10/3 – для роликовых подшипников;
Если в результате расчета условие С r≤ [Сr] не выполняется, то, не меняя посадочного размера вала, назначают подшипник другого типоразмера (серии) или меняют тип подшипника (шариковый на роликовый) и расчет повторяют.
Рассчитываем подшипники на ведущем валу
Рисунок 1. Расчетная схема подшипников на ведущем валу
Ft = 3265,3H; Fr =1227,8Н; Fa = 751H; b1 =80мм; dП = 40 мм;
Реакции опор:
в плоскости x
Rx1 = Rx2 = Ft / 2 = 3265,3 / 2 = 1632,65H;
в плоскости y
Ry1 =
В – ширина подшипника, выбираем в зависимости от размера d П по справочнику.
Выходной вал:
L1 – длина участка вала под муфту или шкив, L1 = (1,2…1,5) · d в ;
L2 – длина участка вала под уплотнение (манжету) с крышкой и подшипником, L2 = 1,25· d П + В.
В – ширина подшипника, выбираем в зависимости от размера d П по справочнику.
L3 - расстояние между внутренними торцами подшипников, L3 = lст + 8.
lст - ширина ступицы, lст = (1,2…1,5) · d в
Рисунок 2 - Входной вал. Шестерня выполнена за одно целое с валом
Рисунок 3 - Выходной вал.
Диаметры ступеней валов после вычисления округляют в ближайшую сторону до стандартных величин: 10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 50; 53; 56; 60; 63; 67; 71; 75; 80; 85; 90; 95; 104; 105; 110; 120; 125; 130; 140; 150; 160; 170 и далее через 10мм.
Диаметры концов входного и выходного валов согласуют с диаметрами отверстий устанавливаемых на них деталей (шкива, звездочки, полумуфты).
Рекомендуемые высоты заплечиков и размеры фасок в таблице №1
Таблица1 - Рекомендуемые высоты заплечиков и размеры фасок
| d | 17-22 | 24-30 | 32-38 | 40-44 | 45-50 | 52-58 | 60-65 | 67-75 | 80-85 | 90-95 |
| t цил | 3 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 4 | 4,5 | 4,6 | 5,1 | 5,6 | 5,6 |
| t кон | 1,5 | 1,8 | 2,0 | 2,3 | 2,3 | 2,5 | 2,7 | 2,7 | 2,7 | 2,9 |
| r | 1,5 | 2 | 2,5 | 2,5 | 3 | 3 | 3,5 | 3,5 | 4 | 4 |
| f | 1 | 1 | 1,2 | 1,2 | 1,6 | 2 | 2 | 2,5 | 2.5 | 3 |
Пример. Рассчитать основные размеры тихоходного и быстроходного валов, если крутящий момент быстроходного вала ТБ = 51,2 Нм; крутящий момент тихоходного вала ТТ= 221,7 Нм; модуль зацепления m = 2,5; число зубьев шестерни z1 =20. По полученным данным вычертить тихоходный и быстроходный валы.
1. Расчет основных размеров валов.
Определяем диаметр входного (быстроходного) вала по формуле №1 и диаметры других участков по формулам №3:
dВ ≥ (7…8) ·
= (7…8) · =24,02…27,86мм; принимаем dВ =25мм;
назначаем dП =30мм; dБП =25мм.
Определяем диаметр выходного вала по формуле
dВ ≥ (5…6) ·
=(5…6) · = 30,25….36,3мм ; принимаем dВ =36мм;
назначаем dП =40мм; dБП =35мм; dК =50мм.
2. Определение размеров других участков валов.
Входной вал:
L1 – длина участка вала под муфту или шкив, L1 = (1,1…1,5) · d в ;
L1 = (1,1…1,5) · 25 = 27,5…37,5мм; принимаем L1 =40мм.
L2 – длина участка вала под уплотнение (манжету) с крышкой и подшипником, L2 = 2 · d П ;
L2 = 2 · 30= 60мм.
L3 - расстояние между внутренними торцами подшипников, это расстояние конструктивно чаще всего принимается равным d2 – делительному или наибольшему диаметру колеса, d =2,5 · 20 = 50мм. L3 = 50мм.
В – ширина подшипника, выбираем в зависимости от размера d П =40мм,
шариковый радиальный однорядный подшипник легкой серии №206 , В=16мм.
Выходной вал:
L1 – длина участка вала под муфту или шкив, L1 = (1,2…1,5) · d в ;
L1 = (1,2…1,5) · 36 = 43,2…54мм; принимаем L1 =54мм.
L2 – длина участка вала под уплотнение (манжету) с крышкой и подшипником, L2 = 2 · d П ;
L2 = 1,25· d П + В = 1,25· 40 + 18 = 68мм.
В – ширина подшипника, выбираем в зависимости от размера d П =40мм,
шариковый радиальный однорядный подшипник легкой серии №208, В=18мм.
L3 - расстояние между внутренними торцами подшипников.
L3 = lст + 8.
lст - ширина ступицы, lст = (1,2…1,5) · d в, lст = (1,2…1,5) · 36= 43,2…54мм. , принимаем l ст = 54мм.
L3 = 54 + 8=62мм.
5.Задания для выполнения работы
Рассчитать основные размеры тихоходного и быстроходного валов, если крутящий момент быстроходного вала ТБ; крутящий момент тихоходного вала ТТ; модуль зацепления m; число зубьев шестерни z1. По полученным данным вычертить тихоходный и быстроходный валы.
исходные данные взять в таблице 2.
Таблица 2- Исходные данные
| № варианта | ТБ , Нм | ТТ , Нм | m, мм | z1 |
| 1 | 53,4 | 218,6 | 2 | 20 |
| 2 | 48,9 | 199,4 | 2,5 | 22 |
| 3 | 50,6 | 182,3 | 1.25 | 24 |
| 4 | 52,2 | 197,3 | 3 | 25 |
| 5 | 49,6 | 198,5 | 4 | 32 |
| 6 | 48,8 | 199,7 | 1,75 | 30 |
продолжение таблицы 2
| 7 | 53,2 | 201,4 | 2,25 | 34 |
| 8 | 54,1 | 203,9 | 2,75 | 33 |
| 9 | 51,9 | 213,5 | 3,5 | 28 |
| 10 | 50,6 | 214,2 | 4,5 | 20 |
| 11 | 49,2 | 209,6 | 2 | 22 |
| 12 | 48,3 | 218,6 | 2,5 | 26 |
| 13 | 53,6 | 209,8 | 1,25 | 23 |
| 14 | 52,4 | 212,5 | 3 | 25 |
| 15 | 51,7 | 217,9 | 1,75 | 21 |
6.Контрольные вопросы:
1. В чем разница между валом и осью и какие деформации испытывают вал и ось при работе?
2. Что называют цапфой, шипом, шейкой и пятой?
3. Каковы основные критерии работоспособности валов и осей и какими параметрами их оценивают?
7.Литература
Основные источники:
1. Детали машин. Краткий курс, практические занятия и тестовые задания: Учебное пособие / В.П. Олофинская. - 3-e изд., испр. и доп. - М.: Форум, 2014. - 240 с.
2. Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для сред.проф. образования /Л.И. Вереина. – 11-е изд., стер. – М.: ИЦ Академия, 2015. – 224 с.
Дополнительные источники:
1.Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для сред.проф. образования /Л.И. Вереина, М.М. Краснов. – М.: ИЦ Академия, 2017. – 352 с.
2.Опарин И.С. Основы технической механики: учебник для сред.проф. образования. – М.: ИЦ Академия, 2014. – 144 с.
Интернет-ресурсы:
1.Детали машин: электронный учебный курс для студентов очного и заочного обучения. [Электронный ресурс]. URL: http://www.detalmach.ru (дата обращения 09.01.2018)
Практическая работа №10
2 часа
РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
1.Цель урока, его воспитательные и развивающие задачи
Научиться рассчитывать подшипники кпачения.
2. Обеспечивающие средства:
2.1. Методическое руководство по выполнению работы.
3. Требования к отчету
-
Номер практической работы, тема, цель работы. -
Выполнить задание в соответствии с методическими указаниями. -
Подготовить ответы на вопросы в устной форме.
4. Технология работы:
4.1. Внимательно изучите методические указания, предложенный теоретический материал.
4.2. Проведите необходимые расчеты по методике представленной ниже.
4.3.В соответствие с полученными расчетами, вычертите подшипник в масштабе 1:1, обозначьте диаметры и длины.
4.4. Сделайте выводы о проделанной работе.
4.5. Ответить на контрольные вопросы.
Теоретический материал
При проектировании подшипники качения не рассчитывают, а подбирают по каталогу (см. [1] стр.497, табл.19.18-19.26) в зависимости от диаметра вала; величины, направления и характера нагрузки; назначения узла; угловой скорости вращающегося кольца; требуемой долговечности подшипника.
Подбор подшипников практически сводится к следующей схеме:
- на основании эскизной компоновки составляют расчетную схему вала и определяют реакции опор подшипников;
- определяют результирующие осевые нагрузки подшипников;
- вычисляют отношение осевой нагрузки к радиальной Fа / Fr;
- основным критерием для выбора подшипника служит его динамическая грузоподъемность Сr,
Сr ≤ [Со]; (65)
где: Сr – расчетная динамическая грузоподъемность;
[Сr] – допускаемая динамическая грузоподъемность, выбирается из табл. 19.18 в зависимости от типа подшипника.
Сr = F
; (66) где: n - частота вращения вала;
L h – ресурс работы узла;
F - эквивалентная нагрузка.
F = (X ·V · Fr + Y · Fа) ·Kb; (67)
где: Fr , Fа - радиальная и осевая нагрузки на подшипник;
Kb - коэффициент безопасности, учитывает характер нагрузки;
Kb =1; при спокойной нагрузке;
Kb = 1,3…1,5; при нагрузке с умеренными толчками и незначительными колебаниями;
Kb = 2,5 ….3; при работе с сильными ударами;
V - коэффициент вращения;
V = 1; при вращающемся внутреннем кольце;
V = 1,2; при вращающемся наружном кольце;
X, Y - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, выбираются по каталогу на подшипники (см. [1] стр.134, табл.6.1.). Для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников при выборе и предварительно определяют отношение осевой нагрузки к статической
Fа /С о (68)
где: р - показатель степени;
р = 3 - для шариковых подшипников;
р = 10/3 – для роликовых подшипников;
Если в результате расчета условие С r≤ [Сr] не выполняется, то, не меняя посадочного размера вала, назначают подшипник другого типоразмера (серии) или меняют тип подшипника (шариковый на роликовый) и расчет повторяют.
Рассчитываем подшипники на ведущем валу
Рисунок 1. Расчетная схема подшипников на ведущем валу
Ft = 3265,3H; Fr =1227,8Н; Fa = 751H; b1 =80мм; dП = 40 мм;
Реакции опор:
в плоскости x
Rx1 = Rx2 = Ft / 2 = 3265,3 / 2 = 1632,65H;
в плоскости y
Ry1 =