Главная страница
Навигация по странице:

  • 2 ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНЫМ РАБОТАМ Первая группа задач

  • Рис. 9 Рис. 10

  • лрплбо. Контрольные задания по курсу детали машин


    Скачать 451.15 Kb.
    НазваниеКонтрольные задания по курсу детали машин
    Анкорлрплбо
    Дата11.08.2019
    Размер451.15 Kb.
    Формат файлаpdf
    Имя файлаvorobev.pdf
    ТипДокументы
    #85004

    Подборка по базе: Титульный лист для практического задания.docx, Титульный лист для практического задания (7).docx, Титульный лист для практического задания (7).docx, Титульный лист для практического задания.docx, (Логика) Задания для контрольных работ ЮР 2011.doc, Тесты по дисциплине Детали машин.docx, Андросов А.С., Салеев Е.П. Примеры и задачи по курсу Теория горе, Рекомендации к выполнению задания 1.docx, Титульный лист для практического задания.docx, Титульный лист для практического задания (2).docx.
    КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО КУРСУ ДЕТАЛИ МАШИН"
    ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ
    Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тамбовский государственный технический университет" КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО КУРСУ ДЕТАЛИ МАШИН" Методические указания для студентов заочного отделения специальностей 120100, 170500, 170600, 311300, 311900 Тамбов Издательство ТГТУ
    2005
    УДК 621.86.01
    ББК 34.42
    КР е цензе н т Доктор технических наук
    В.Ф. Першин Авторы- составители
    Ю.В. Воробьев, АД. Ковергин, ПА. Галкин
    , ГС. Баронин

    К 1 Контрольные задания по курсу "Детали машин метод. указ. / авт.-сост.: Ю.В. Воробьев, АД. Ковергин, ПА. Галкин, ГС. Баронин. – Тамбов Изд-во Тамб. гос. техн. унта, 2005. – 32 с. Даны основные положения оформления контрольной работы, задания, а также примеры выполнения типовых проектировочных расчетов. Предназначены для студентов заочного отделения специальностей 120100, 170500, 170600, 311300, 311900.
    УДК 621.86.01
    ББК 34.42 Тамбовский государственный технический университет
    (ТГТУ), 2005
    Учебное издание КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО КУРСУ ДЕТАЛИ МАШИН" Методические указания Авторы- составители ВОРОБЬЕВ Юрий Валентинович,
    КОВЕРГИН Алексей Дмитриевич,
    ГАЛКИН Павел Александрович,
    БАРОНИН Геннадий Сергеевич Редактор З.Г. Черно в а Инженер по компьютерному макетированию МН. Рыж ко в а Подписано к печати 15.04.2005. Формат 60
    ×
    84/16. Бумага газетная. Печать офсетная. Гарнитура Т New Roman. Объем 1,86 усл. печ. л 1,72 уч.-изд. л. Тираж 200 экз. С. 254
    Издательско-полиграфический центр Тамбовского государственного технического университета
    392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14
    ВВЕДЕНИЕ Решение контрольных задач по деталям машин развивает навыки самостоятельной и творческой работы студентов. Студент должен уметь
    • пользоваться справочной литературой, ГОСТами, а также графическими материалами
    • выбирать наиболее подходящие материалы для деталей машин и рационально их использовать
    • выполнять расчеты деталей, узлов и механизмов в машинах, пользуясь справочной литературой,
    ГОСТами и другой нормативной документацией В данном издании приведены основные принципы и правила проектирования машин и их деталей на примере приводов общего назначения, а также дана информация по выбору материалов деталей машин, методам расчета, оформлению чертежей. Задания на проектирование составлены на основе требований Государственного Стандарта, учебного плана и рабочей программы по деталям машин для студентов механических и машиностроительных специальностей вуза. В указаниях также приведены примеры проектирования, справочная информация и рекомендуемая литература.
    1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ Контрольная работа оформляется в соответствии с СТП ТГТУ 07–97 на стандартных листах бумаги формата А (210×297), пронумерованных и сшитых в тетрадях с плотной обложкой. Она может быть набрана на компьютере в MICROSOFT WORD (шрифт Times New Roman, кегль 12), а также может быть написана от руки. В состав контрольной работы входит титульный лист, решение задач, список использованных источников. Расчеты рекомендуется производить в единицах СИ. Достаточная точность машиностроительных расчетов для сил – в десятке чисел Н, для моментов – в десятых долях чисел Нм и для напряжений – в десятых долях чисел МПа. При технических расчетах следует брать
    π = 3,14; π
    2
    = 10; g = 10 мс
    π/32 =
    0,1;
    π/64 = 0,05; π/16 = 0,2 и т.д. Расчет рекомендуется писать в следующей форме сначала должна быть написана формула в буквах затем, без всяких алгебраических преобразований в цифрах после этого – результат вычисления. Расчет следует писать с достаточно ясными заголовками, в определенном порядке, с необходимым пояснительным текстом. Он сопровождается эскизами рассчитываемых деталей, а также схемами сил и эпюрами моментов, действующих на эти детали. При необходимости к эскизам надо давать расчетные сечения. Задание на контрольную работу обозначается двумя цифрами, например 2.8, где 2 – номер группы задач, 8 – номер варианта.
    2 ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНЫМ РАБОТАМ Первая группа задач
    1.1 Рассчитать сварные швы для крепления боковин 1 неподвижного блока к основанию 2 (рис. 1), поданным табл. 1. Таблица 1 Варианты Величина, кН
    α, рад
    H, мм
    A, мм
    32
    π/4 300 200 31
    π/5 330 210 30
    π/6 360 220 29
    π/4 390 230 28
    π/5 420 240 27
    π/6 450 250 26
    π/4 480 260 25
    π/5 510 270 24
    π/6 540 280 23
    π/4 570 290
    Рис. 1 Блок неподвижный
    1 – боковина 2 – основание
    1.2 Рассчитать шпильки, которыми крышка прикреплена к паровому цилиндру (рис. 2). Давление пара в цилиндре часто меняющееся от 0 до максимального значения p. Максимальное рабочее давление пара p, внутренний диаметр цилиндра D и наружный диаметр крышки и фланца цилиндра D
    1
    приведены в табл. 2. Недостающими данными задаться. Таблица 2 Варианты Величина, МПа
    D, мм
    D
    1
    , мм
    0,51 310 410 0,52 320 420 0,53 330 430 0,54 340 440 0,55 350 450 0,56 360 460 0,57 370 470 0,58 380 480 0,59 390 490 0,51 400 500 Рис. 2

    1.3 Рассчитать глобоидную передачу редуктора (рис. 3). Передаваемая червяком мощность P
    1
    , угловая скорость его ω
    1
    и угловая скорость червячного колеса ω
    2
    приведены в табл. 3. Срок службы редуктора
    35 000 ч. Таблица 3 Варианты Величина, кВт
    ω
    1
    , рад/с
    10 100 4
    12 100 5
    14 100 8
    16 100 4
    18 100 5
    20 150 6
    22 150 10 24 150 6
    26 150 10 28 150 6

    ω
    2
    , рад
    1.4 Поданным предыдущей задачи 1.3 рассчитать вал червячного колеса редуктора (рис. 3) и подобрать для него подшипники качения. Расстояние между подшипниками вала принять конструктивно. Рассчитать шпоночное соединение червячного колеса с валом. Недостающими данными задаться. Привести рабочий эскиз вала (пример конструкции вала показан на рис. 4). Рис. 4 Вторая группа задач
    2.1 Рассчитать сварное соединение, крепящее опорный швеллер к стальной колонне (рис. 5). Материал электрода и метод сварки назначить самостоятельно. Данные для расчета приведены в табл. 4. Рис. Рис. 5
    Таблица 4 Варианты Величина, кН
    α, рад
    l, мм
    30
    π/6 650 35
    π/4 700 40
    π/3 750 45
    π/6 800 50
    π/4 850 55
    π/3 900 60
    π/6 950 65
    π/4 100 0
    70
    π/3 105 0
    75
    π/6 110 0
    2.2 Рассчитать болты, которыми стойка прикрепляется к плите (рис. 6), поданным табл. 5. Таблица 5 Варианты Величина, кН а, мм
    b, мм
    10 300 20 12 320 30 13 340 40 14 360 50 15 380 60 16 400 70 17 420 80 18 440 90 19 460 100 20 480 Рис. 6
    2.3 Рассчитать зубчатые колеса коробки передач (рис. 7). Мощность на ведущем валу P
    1
    , угловая скорость этого вала ω
    1
    и передаточные числа u
    max и u
    min приведены в табл. 6. Таблица 6 Варианты Величина, кВт
    ω
    1
    , рад/с
    u
    max
    u
    min
    6 20 4
    2,6 7
    22 4,1 2,7 8
    24 4,2 2,8 6
    26 4,3 2,9 7
    28 4,4 3
    8 30 4,5 3,1 8
    32 4,6 3,2 9
    34 4,7 3,3 10 36 4,8 3,4 12 38 4,9 3,5 2.4 Поданным задачи 2.3 рассчитать выходной вал коробки передач (рис. 7) и подобрать для него подшипники качения. Расстоянием между подшипниками, а также между зубчатыми колесами и подшипниками задаться. Рассчитать шлицевое соединение вала с блоком зубчатых колес. Выходной вал Рис. 7
    коробки скоростей соединяется со следующим валом посредством зубчатой муфты. Привести рабочий эскиз вала (см. рис. 4). Третья группа задач
    3.1 Рассчитать сварные швы, соединяющие зубчатый венец колеса сего диском и диск со ступицей (рис. 8). Передаваемая зубчатым колесом мощность P, угловая скорость его ω и диаметры и d приведены в табл. 7. Материал обода и ступицы – сталь 30, материал диска – сталь 15. Таблица 7
    Вели-
    Варианты
    1 2
    3 4
    5 6
    7 8
    9 10
    P
    1
    , кВт
    ω, рад/с
    D, мм
    d, мм
    15 11 200 60 18 12 220 65 20 13 240 70 22 14 260 75 25 15 280 80 28 16 300 85 30 17 320 90 32 18 340 95 35 19 360 100 38 20 380 105 3.2 Рассчитать болты фланцевой муфты (рис. 9). Передаваемая муфтой мощность P, угловая скорость муфты ω, диаметр окружности центров болтов D и число болтов z приведены в табл. 8. Материал половин муфты – чугун. Таблица 8 Варианты Величина, кВт
    ω, рад/с
    D, мм
    z, шт.
    25 10 200 6
    30 11 210 6
    35 12 220 6
    40 13 230 6
    45 14 240 6
    50 10 250 8
    55 11 260 8
    60 12 270 8
    65 13 280 8
    70 14 290 8
    Рис. 9 Рис. 10
    3.3 Рассчитать червячную передачу редуктора для привода лебедки (рис. 10). Мощность электродвигателя, угловая скорость ω
    1 и угловая скорость барабана ω
    2 приведены в табл. 9. Недостающими данными задаться. Срок службы редуктора 30 000 ч. Рис. 8
    Таблица 9 Варианты Величина, кВт
    ω
    1
    , рад/с
    ω
    2
    , рад
    12 78 6
    14 78 6
    16 78 6
    18 78 6
    20 10 0
    10 12 10 0
    10 14 10 0
    10 16 15 0
    12 18 15 0
    12 20 15 0
    12 3.4 Поданным задачи 3.3 рассчитать вал червячного колеса редуктора (рис. 10) и подобрать для него по ГОСТу подшипники качения. Расстояние между подшипниками выбрать конструктивно. Вал колеса соединяется с валом барабана посредством упругой муфты. Рассчитать посадку с натягом для соединения червячного колеса с валом. Привести рабочий эскиз вала (см. рис. 4). Четвертая группа задач
    4.1 Рассчитать сварное соединение двух уголков с косынкой (рис. 11). На оба уголка действует растягивающая сила 2F, приведенная в табл. 10. Рис. 11 Таблица 10 Варианты Величина, кН
    30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 4.2 Определить диаметр шпильки для станочного прихвата (рис. 12) поданным табл. 11. Недостающими данными задаться. Таблица 11 Варианты Величина, кН а, мм
    b, мм
    5,5 12 0
    11 0
    5,6 12 0
    11 5
    5,7 14 0
    12 0
    5,8 15 0
    12 5
    5,9 16 0
    13 0
    6 12 0
    11 0
    6,1 13 0
    11 5
    6,2 14 0
    12 0
    6,3 15 0
    12 5
    6,5 16 0
    13 0
    Рис. 12
    4.3 Рассчитать зубчатые передачи редуктора привода ленточного транспортера (рис. 13). Мощность электродвигателя P
    1
    , угловая скорость его ω
    1
    и угловая скорость барабана ω
    3
    приведены в табл.
    12. Срок службы редуктора 28 000 ч. Таблица 12 Варианты Величина, кВт
    ω
    1
    , рад/с
    ω
    3
    , рад
    5,5 15 0
    15 6
    15 0
    14 6,5 15 0
    13 7
    10 0
    12 7,5 10 0
    11 8
    10 0
    10 8,5 77 9
    9 77 8
    9,5 77 7
    10 77 6 Рис. 13
    4.4 Поданным задачи 4.3 рассчитать ведущий вал редуктора (рис. 13) и подобрать для него по ГОСТу подшипники качения. Расстояниями между подшипниками, а также между шестерней и подшипниками задаться. Рассчитать шпоночное соединение вала с зубчатым колесом. Привести рабочий эскиз вала (см. рис. 4). Пятая группа задач
    5.1 Рассчитать сварное соединение, состоящее из серьги, блоков и швеллера (рис. 14), поданным табл. 13. Таблица 13 Варианты Величина, кН
    12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

    h, мм
    δ, мм
    α, рад
    20 0
    10
    π/4 20 0
    10
    π/3 25 0
    10
    π/6 25 0
    10
    π/4 25 0
    12
    π/3 30 0
    12
    π/6 30 0
    12
    π/4 35 0
    12
    π/4 40 0
    14
    π/6 40 0
    14
    π/4 Рис. 14
    5.2 Рассчитать болты крепления чугунного кронштейна с подшипником (риск кирпичной стене поданным табл. 14. Недостающими данными задаться. Таблица 14 Варианты Величина, кН
    α, рад
    a, мм
    b, мм с, мм
    10
    π/4 32 0
    34 0
    50 10
    π/3 34 0
    36 0
    70 10
    π/6 36 0
    38 0
    90 9
    π/4 38 0
    40 0
    50 9
    π/3 40 0
    42 0
    70 9
    π/6 42 0
    34 0
    90 8
    π/4 44 0
    36 0
    50 8
    π/3 46 0
    38 0
    70 8
    π/6 48 0
    40 0
    90 8
    π/4 50 0
    42 0
    50 Рис. 15
    5.3 Рассчитать планетарную зубчатую передачу редуктора (рис. 16). Мощность на ведущем валу
    P
    1
    , угловая скорость ведущего вала ω
    1
    и угловая скорость ведомого вала ω
    2
    приведены в табл. 15. Сроком службы зубчатых колес редуктора задаться. Таблица 15 Варианты Величина, кВт
    ω
    1
    ,
    12 15 11 15 10 15 9
    15 12 10 11 10 10 10 12 77 11 77 10 77
    рад/с
    ω
    2
    , рад/с
    0 20 0
    22 0
    24 0
    26 0
    12 0
    14 0
    16 8
    10 12 Рис. 16
    5.4 Поданным задачи 5.3 рассчитать ведущий вал редуктора (рис. 16) и подобрать для него по ГОСТу подшипники качения. Расстояниями между подшипниками и от зубчатого колеса до ближайшего подшипника задаться. Ведущий вал редуктора соединяется с валом электродвигателя посредством упругой муфты. Привести рабочий эскиз вала (см. рис. 4). Шестая группа задач
    6.1 Определить размеры h и δ листов 1 и 2, прикрепленных к швеллерам колонны (рис. 17), и рассчитать сварные швы их поданным табл. 16. Таблица 16 Варианты Величина, кН
    L, м
    14 1,9 16 1,8 18 1,7 20 1,6 22 1,5 24 1,4 26 1,3 28 1,2 30 1,1 32 1,0 Рис. 17
    6.2 Рассчитать болты, соединяющие крышку с цилиндрическим сосудом для сжатого воздуха (рис.
    18). Давление воздуха в цилиндре по манометру p, наружный диаметр центрирующего выступа и внутренний диаметр прокладки D, наружный диаметр крышки фланца цилиндра и прокладки D
    1
    приведены в табл. 17. Недостающими данными задаться. Таблица 17
    Вели-
    Варианты
    чинар, МПа
    D, мм
    D
    1
    , мм
    0,6 34 0
    47 0
    0,7 35 0
    48 0
    0,8 36 0
    49 0
    0,9 37 0
    50 0
    1,0 38 0
    51 0
    1,1 39 0
    52 0
    1,2 40 0
    53 0
    1,3 41 0
    54 0
    1,4 42 0
    55 0
    1,5 43 0
    56 0 Рис. 18
    6.3 Рассчитать червячную передачу ручной тали (рис.
    19). Вес поднимаемого груза
    F, усилие рабочего на тяговую цепь F
    p
    , диаметр тягового колеса D
    т.к и диаметр звездочки з приведены в табл. 18. Режим работы кратковременный. Срок службы передачи 18 000 ч.
    6.4 Поданным задачи
    6.3 рассчитать вал звездочки и червячного колеса (рис. 19) и подобрать для него подшипники качения. Расстояние между опорами вала принять равным шестикратной ширине червячного колеса. Рассчитать шлицевое соединение вала со звездочкой. Привести рабочий эскиз вала (см. рис. 4). Таблица 18 Варианты Величина, кН
    F
    p
    , Н
    D
    т.к
    , мм з, мм
    15 15 0
    30 0
    12 0
    15 16 0
    30 0
    12 5
    15 17 0
    30 0
    13 0
    18 18 0
    31 0
    13 5
    18 19 0
    31 0
    14 0
    18 15 0
    31 0
    14 5
    22 16 0
    32 0
    15 0
    22 17 0
    32 0
    15 5
    25 18 0
    33 0
    16 0
    25 19 0
    33 0
    16 5 Седьмая группа задач
    7.1 Рассчитать сварное соединение для клеммового рычага (рис. 20) поданным табл. 19. Рис. 19
    Таблица 19 Варианты Величина, кН
    L, см
    1,5 40 1,6 42 1,7 44 1,8 46 1,9 48 2,0 50 2,1 52 2,2 54 2,3 56 2,5 58 Рис. 20
    7.2 Рассчитать болты фланцевого соединения водопроводных труб (рис. 21). Давление воды внутри труб по манометру p, диаметр труби диаметр окружности центров болтов D
    1
    приведены в табл. 20. Недостающими данными задаться. Таблица 20 Варианты Величина, МПа
    D, мм
    D
    1
    , мм
    0,5 16 0
    26 0
    0,6 17 0
    27 0
    0,7 18 0
    28 0
    0,8 19 0
    29 0
    0,9 20 0
    30 0
    1 21 0
    31 0
    1,1 22 0
    32 0
    1,2 23 0
    33 0
    1,3 24 0
    34 0
    1,5 25 0
    35 0
    7.3 Рассчитать цилиндрическую зубчатую передачу коническо-цилиндрического прямозубого редуктора (рис. 22). Мощность на ведущем валу редуктора P
    1
    , его угловая скорость ω
    1
    , угловая скорость ведомого вала ω
    3
    приведены в табл. Сроком службы задаться. Таблица 21 Варианты Величина, кВт
    ω
    1
    , рад/с
    ω
    3
    , рад/с
    10 77 7
    11 77 8
    12 77 9
    13 10 0
    10 14 10 0
    11 15 10 0
    12 16 15 0
    13 17 15 0
    14 18 15 0
    15 20 15 0
    16 Рис. 21
    Рис. 22
    7.4 Поданным задачи 7.3 рассчитать ведущий вал редуктора (рис. 22) и подобрать для него по ГОСТу подшипники качения. Расстояниями между подшипниками, а также между подшипниками и шестерней задаться. Ведущий вал редуктора соединяется с валом электродвигателей посредством упругой муфты. Рассчитать шпоночное соединение вала с муфтой. Привести рабочий эскиз вала (см. рис. 4). Восьмая группа задач
    8.1 Рассчитать сварное соединение листа 1 с уголком 2 (рис. 23) поданным табл. 22. Таблица 22 Варианты Величина, кН
    b, см
    a, смрад 30 12
    π/12 17 31 12
    π/6 18 32 12
    π/9 19 33 14
    π/12 20 34 14
    π/6 Рис. 23
    8.2 Рассчитать болты, которыми полоса 1 прикреплена к швеллерной балке 2 (рис. 24), поданным табл. 23. Определить диаметр болтов для двух случаев, когда они стоят а) без зазора б) с зазором. Коэффициент трения между полосой и балкой f = 0,2. Таблица 23 Варианты Величина, кН
    16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

    α, рад
    π/6 π/9 π/12 π/6 π/9 π/12 π/6 π/9 π/12 π/6 Рис. 24
    8.3 Рассчитать колеса косозубо-прямозубого соосного редуктора (рис. 25). Мощность на ведомом валу редуктора P
    3
    , угловая скорость ведомого вала ω
    3
    и передаточное число редуктора u приведены в табл. 24. Сроком службы зубчатых колес задаться. Таблица 24 Варианты Величина, кВт
    ω
    3
    , рад/с
    u
    10 5
    15 11 5
    16 12 6
    17 13 6
    18 14 5
    19 15 5
    20 16 7
    21 17 7
    22 18 6
    23 20 6
    24 8.4 Поданным задачи 8.3 рассчитать промежуточный вал редуктора (рис. 25) и подобрать для него по ГОСТу подшипники качения. Расстоянием между зубчатыми колесами и подшипниками задаться. Рассчитать шпоночное соединение вала с зубчатым колесом. Привести рабочий эскиз вала (см. рис. 4). Девятая группа задач
    9.1 Рассчитать сварное соединение двух уголков с плитой (рис. 26). Угол α = π/6 рада действующая на уголки сила F приведена в табл. 25. Рис. 25
    Рис. 26 Таблица 25 Варианты Величина, кН
    50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 9.2 Рассчитать болт клеммового соединения, посредством которого рычаг неподвижно закрепляется навалу (рис. 27). Диаметр вала
    D, сила, действующая на рычаг, F, радиус рычага R и расстояние от оси болта до вала a приведены в табл. 26. Материал вала – сталь, материал рычага – чугун. Таблица 26
    Вели-
    Варианты
    1 2
    3 4
    5 6
    7 8
    9 10
    D, мм
    F, Н
    R, мм а, мм
    30 30 0
    40 0
    24 35 35 0
    41 0
    26 40 40 0
    42 0
    28 45 45 0
    43 0
    30 50 50 0
    44 0
    32 55 55 0
    45 0
    34 60 60 0
    46 0
    36 65 65 0
    47 0
    38 70 70 0
    48 0
    40 75 75 0
    49 0
    42 9.3 Рассчитать червячную передачу редуктора (рис. 28). Передаваемая червяком мощность P
    1
    , угловая скорость его ω
    1
    и передаточное число передачи u приведены в табл. 27. Недостающими данными задаться. Срок службы передачи 20 000 ч. Таблица 27 Варианты Величина, кВт
    ω
    1
    , рад/с
    u
    6 77 14 7
    77 14 8
    77 16 9
    10 0
    16 10 10 0
    18 11 10 0
    18 12 15 0
    20 13 15 0
    20 14 15 0
    22 15 15 0
    22 9.4 Поданным задачи 9.3 рассчитать вал червячного колеса редуктора (рис. 28) и подобрать для него по ГОСТу подшипники качения. Расстоянием между подшипниками задаться. Вал колеса соединяется со следующим валом посредством упругой муфты. Рассчитать посадку с натягом для соединения червячного колеса с валом. Привести рабочий эскиз вала (рис. 4). Десятая группа задач
    10.1 Рассчитать сварное соединение двутавровой балки с колонной (рис. 29) поданным табл. 28. Таблица 28 Варианты Величина, кН
    L, м
    5 1,5 6
    1,5 7
    1,4 8
    1,4 9
    1,3 10 1,3 11 1,2 12 1,2 13 1,1 15 1,1 Рис. 28 Рис. 27
    Рис. 29
    10.2 Рассчитать болты крепления зубчатого колеса к барабану лебедки (рис. 30). Вес поднимаемого груза F, диаметр барабана D
    1
    и диаметр окружности центров болтов D
    2
    приведены в табл. 29. Таблица 29 Варианты Величина, кН
    D
    1
    , мм
    D
    2
    , мм
    22 25 0
    40 0
    24 25 0
    40 0
    26 30 0
    45 0
    28 30 0
    45 0
    30 35 0
    50 0
    32 35 0
    50 0
    34 40 0
    55 0
    36 40 0
    55 0
    38 45 0
    60 0
    40 45 0
    60 0 Рис. 30
    10.3 Рассчитать коническую зубчатую передачу редуктора и открытую цилиндрическую зубчатую передачу привода шаровой мельницы (рис. 31). Мощность на зубчатом колесе мельницы P
    3
    , угловая скорость его ω
    3
    и передаточное число привода u приведены в табл. 30. Срок службы передачи 30 000 ч. Таблица 30 Варианты Величина, кВт
    ω
    3
    , рад/с
    u
    6 6
    12 7
    6 14 8
    7 15 9
    7 16 10 8
    12 11 8
    14 12 9
    15 13 9
    16 14 10 12 15 10 15
    Рис. 31
    10.4 Поданным задачи 10.3 рассчитать ведущий вал редуктора (см. рис. 31) и подобрать для него по ГОСТу подшипники качения. Расстояниями между подшипниками, а также между шестерней и подшипником задаться. Ведущий вал соединяется с валом электродвигателя посредством упругой муфты. Рассчитать шпоночное соединение вала с муфтой. Привести рабочий эскиз вала (см. рис. 4).
    3 ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ Пример 1. Для вала, передающего зубчатому колесу мощность P = 75 кВт при
    n = 300 мин подобрать посадку с гарантированным натягом и проверить прочность деталей после запрессовки (рис. 32). Материал колеса и вала принять – сталь
    45 улучшенная т
    = 450 МПа.
    1 Определяем размеры соединения.
    1.1 Диаметр валам мм, где
    [ ]
    τ
    = 40 МПа – допускаемые напряжения кручения [1]. Используя ряд предпочтительных чисел, принимаем d
    = 70 мм.
    1.2 Диаметр ступицы колеса [7]:
    115 10 70 5
    ,
    1 10 5
    ,
    1 мм.
    1.3 Длина ступицы колеса [7]
    105 70 5
    ,
    1 мм.
    2 Определим удельное давление в соединении, необходимое для передачи заданного вращающего момента
    55
    ,
    29 1
    ,
    0 105 70 300 14
    ,
    3 2
    10 30 75 2
    10 30 2
    6 2
    2 6
    =







    =




    π



    =
    f
    l
    d
    n
    P
    p
    МПа здесь f = 0,1 – коэффициент трения на поверхности соединения после сборки.
    3 Определяем расчетный натяг по формуле Ляме: Рис. 32 Расчетная схема соединения с натягом


    3 2
    2 1
    1 10

    


    


    +
    =
    E
    C
    E
    C
    pd
    N
    3
    ,
    31 10 10 1
    ,
    2 48
    ,
    2 10 1
    ,
    2 7
    ,
    0 70 55
    ,
    29 3
    5 5
    =

    


    



    +



    =
    мкм, где E
    1
    = E
    2
    = 2,1·10 5
    МПа модуль упругости для материала колеса и вала Си С – коэффициенты, определяемые по формулам
    7
    ,
    0 3
    ,
    0 1
    1 1
    =

    =
    µ

    =
    C
    ;
    =
    µ
    +

    +
    =
    2 2
    1 2
    2 1
    2
    d
    d
    d
    d
    C
    48
    ,
    2 3
    ,
    0 70 115 70 115 2
    2 2
    2
    =
    +

    +
    ; здесь
    µ
    = 0,3 – коэффициент Пуассона для стальных деталей.
    4 Определяем минимальный табличный натяг
    86
    ,
    50
    )
    10 3
    ,
    6
    (
    2
    ,
    1 3
    ,
    31 2
    ,
    1
    )
    (
    2 мкм здесь
    2 и – максимальные высоты микронеровностей для поверхности вала и ступицы соответственно Выбираем посадку Ø70
    u7
    H7
    , схема полей допусков для которой показана на рис. 33. Тогда N
    min
    =
    102 – 30 = 72 мкм > 50,86 мкм.
    6 Проверим прочность ступицы после сборки.
    6.1 Рассчитаем давление в соединении при максимальном натяге:
    3 2
    2 1
    1 2
    1
    max max
    10
    )
    (
    2
    ,
    1

    


    


    +
    +

    =
    E
    C
    E
    C
    d
    R
    R
    N
    p
    z
    z
    106 10 10 1
    ,
    2 48
    ,
    2 7
    ,
    0 70 6
    ,
    19 132 МПа.
    6.2 Определим допускаемое давление в соединении
    2 1
    2 т 115 2
    70 115 450 2
    2 МПа. Прочность ступицы колеса обеспечена, так как 106 МПа < 142 МПа. Также обеспечена и прочность вала при сплошном поперечном сечении [1]. Рис. 33 Схема полей допусков вала и отверстия для посадки Пример 2. Поданным примера 1 рассчитать соединение зубчатого колеса с валом по двум вариантам) призматической шпонкой
    2) прямобочными шлицами (зубьями.
    1 Определим размеры соединений.
    1.1 Поперечное сечение шпонки по ГОСТ 10748–79 [7] – b = 20 мм, h = 18 мм, длину из условия размещения внутри ступицы –
    =


    =
    5
    b
    l
    l
    p
    =
    80 5
    20 мм.
    1.2 По ГОСТ 1139–80 [7] выбираем легкую серию с центрированием по внутреннему диаметру – f8
    F8 12 78
    f7
    H7 72 10
    ×
    ×
    ×

    d
    ; длину соединения –
    105
    p
    =
    = мм.

    2 Проверим работоспособность соединений.
    2.1 На прочность по напряжениям смятия
    3
    ,
    85 80 20 70 300 14
    ,
    3 30 10 75 4
    30 4
    4 6
    p p
    см
    =







    =
    π

    =
    =
    σ
    l
    h
    d
    n
    P
    l
    h
    d
    Т
    МПа. Допускаемые напряжения [1] для шпонки из углеродистой стали и переходной посадки
    [ ]
    100
    см
    =
    σ
    МПа, что больше чем
    3
    ,
    85
    см
    =
    σ
    МПа, следовательно, условие прочности выполняется.
    2.2 По обобщенному критерию работоспособности [1]:
    =
    π

    =
    =
    σ
    p ср p
    ср см Т 105 75 3
    10 75
    ,
    0 300 14
    ,
    3 30 10 75 МПа, где K = 0,75 – коэффициент неравномерности z = 10 – число зубьев (шлиц h = 0,5(Dd) = 0,5(78 – 72)
    = 3 мм – рабочая высота зубьев (шлиц D = 78 мм – наружный диаметр шлицевого вала d
    ср
    = 0,5(D + d)
    =
    = 0,5(78 + 72) = 75 мм – средний диаметр шлицевого вала. Допускаемые напряжения [1] для неподвижного соединения в средних условиях эксплуатации
    [ ]
    60
    см
    =
    σ
    МПа, что больше чем
    27
    см
    =
    σ
    МПа, следовательно, условие прочности выполняется. Пример 3. Определить размеры лобового и фланговых швов сварного соединения (рис. 34). Соединение выполнено внахлестку сплошным нормальным швом толщина накладки δ
    1
    , больше толщины полки уголка δ
    2
    . Материал свариваемых деталей сталь Ст. Электрод Э. Соединение должно быть равнопрочно основному материалу. Сварка ручная электродуговая. Рис. 34 Сварное нахлесточное соединение
    1 – накладка 2 – уголок
    1 Допустимую величину передаваемого усилия F определим по условию прочности углового профиля на растяжение
    [ р р, где F – растягивающее усилие А – площадь поперечного сечения уголка
    [ р – допускаемое напряжение растяжения. Свариваемые детали выполнены из стали Ст [4], для которой т = 220 МПа, тогда рт МПа, где n = (1,4 … 1,6) – запас прочности при расчете деталей на растяжение [1]. Площадь поперечного сечения уголка 160×160×12 находим по сортаменту [4] S = 3740 мм. Тогда допускаемая величина передаваемого усилия
    [ ]
    000 561 150 р Н.
    2 Рассчитаем суммарную длину швов в соединении

    (
    )
    0 75 90 12 7
    ,
    0 000 561
    ]
    [
    7
    ,
    0
    ср
    3 2
    1
    =


    =
    τ′
    =
    +
    +
    k
    F
    l
    l
    l
    мм, где
    90 150 р ср
    =

    =
    σ
    =
    τ′
    МПа – допускаемые напряжения срезав сварных швах k ≤ 12 мм – катет сварного шва.
    3 Определим длины фланговых швов, при z
    0
    = 43,9 мм. Суммарная длина фланговых швов, при l
    3
    =
    160 мм (l
    1
    + l
    2
    ) = 750 – 160 =590 мм. Из условия равнопрочности швов
    64
    ,
    2 9
    ,
    43 9
    ,
    43 160 0
    0 3
    2 Тогда l
    1
    = 590 – l
    2
    = 590 – 0,378 l
    1
    ; l
    1
    = 428 мм l
    2
    = 162 мм. Пример 4. Рассчитать болты фланцевой муфты (рис. 35), если передаваемая мощность Р = 40 кВт, частота вращения n = 100 об/мин, диаметр D
    0
    = 236 мм и число болтов z = 6. Нагрузка постоянная, коэффициент трения между полумуфтами f = 0,2. Болты изготовлены из качественной углеродистой стали
    – Сталь 20. Расчет выполнить для двух вариантов конструкций а) болты поставлены с зазором б) болты поставлены без зазора. Рис. 35 Расчетная схема муфты
    1 Определим вращающий момент, передаваемый муфтой,
    6 3
    3 3
    10 82 3
    100 10 40 10 55 9
    10 55 9

    =



    =

    =
    ,
    ,
    n
    P
    ,
    T
    Н·мм.
    2 Определим окружное усилие, приходящееся на один болт,
    5395 6
    236 10 82 3
    2 2
    6 Н.
    3 Рассчитаем внутренний диаметр резьбы из условия прочности на растяжение варианта 1
    зат экв, откуда
    [ ]
    σ
    4 3
    1 1
    f
    F
    k
    ,
    d
    π

    =
    27 120 2
    ,
    0 14
    ,
    3 5395 3
    ,
    1 мм, где k = 1,3 – коэффициент запаса по условию отсутствия сдвига [1];
    [ ] [ ]
    120 2
    240
    т
    =
    =
    σ
    =
    σ
    S
    МПа – допустимое
    напряжение растяжения [S] – коэффициент запаса [1]. По таблице стандартов [6] выбираем болт с резьбой М, для которой внутренний диаметр d
    1
    =
    31,67 мм.
    4 Рассчитаем диаметр болта из условия прочности на срез (вариант б
    [ ]
    τ

    π
    =
    τ
    4 2
    d
    F
    , откуда
    [ ]
    τ
    π
    4 F
    d
    =
    4
    ,
    8 96 14
    ,
    3 5395 мм здесь
    [ ]
    96 240 4
    ,
    0 4
    ,
    0
    т
    =

    =
    σ

    =
    τ
    МПа [1, с. 55]. По таблице стандартов [6] выбираем болт с резьбой М. Вывод болт поставленный без зазора обеспечивает меньшие габариты и вес муфты, однако требует более дорогой обработки и сборки. Пример 5. Рассчитать сварные швы для крепления боковин 1 неподвижного блока к основанию 2 рис. 36), последующим данным F = 35 кН;
    α = 30°; Н = 430 мм А = 300 мм. Рис. 36 Блок неподвижный
    1 – боковина 2 – основание
    1 Принимаем, что соединение выполнено угловым швом без разделения кромок. Определим изгибающий момент и растягивающую силу, действующие на соединение
    033 13 866
    ,
    0 43
    ,
    0 000 35
    cos
    =


    =
    α
    = Нм
    500 17 866
    ,
    0 000 35
    sin
    =

    =
    α
    = Н.
    2 Определим допускаемые напряжения. Принимаем материал соединяемых деталей Ст. При ручной дуговой сварке [1]:
    90 150 р ср
    =

    =
    σ
    =
    τ′
    МПа.
    3 Определим катет шва из условия прочности [1]:
    [ ]
    cp
    2 7
    ,
    0 4
    7
    ,
    0 4
    6
    τ′
    =

    +
    =
    τ
    k
    A
    F
    k
    A
    M
    ;

    [ ]
    0037
    ,
    0 10 90 7
    ,
    0 3
    ,
    0 4
    17500 3
    ,
    0 13033 6
    7
    ,
    0 4
    6 6
    2 мм
    ≈ 4 мм.
    4 Определим толщину боковин по условию
    8 4
    2 мм. Проверим прочность боковин в опасном сечении
    6 2
    2 10 95
    ,
    57 3
    ,
    0 008
    ,
    0 2
    500 17 3
    ,
    0 008
    ,
    0 2
    033 13 6
    2 Па. МПа
    <
    [ МПа – следовательно, условие прочности выполняется. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
    1 Иванов МН, Финогенов В.Н. Детали машин. М Высш. шк, 2003. 408 с.
    2
    Гузенков П.Г. Детали машин. М Высш. шк, 1986. 359 с.
    3
    Чернавский С.А. Проектирование механических передач. М Машиностроение, 1984. 558 с.
    4
    Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: е изд, перераб. и доп. М Машиностроение. Т. 1. 720 с.
    5
    Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: е изд, перераб. и доп. М Машиностроение. Т. 3. 720 с.
    6
    Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: е изд, перераб. и доп. М Машиностроение. Т. 2. 748 с.
    7 Детали машин Атлас конструкций / Под ред. ДН. Решетова. Мс
    Дунаев ПФ, Леликов О.П.Конструирование узлов и деталей машин. Мс Иванов МН, Иванов В.Н.Детали машин. Курсовое проектирование. Мс Курсовое проектирование деталей машин / Под ред. В.Н. Кудрявцева. Л, 1983. 400 с.
    11
    Решетов Д.Н.Детали машин. Мс
    Пронин Б.А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи (вариаторы. М Машиностроение с.
    13 Проектирование планетарных передач Метод. указ. / АД. Ковергин, Л.Х. Никитина, Н.Ф. Май- никова, Тамбов Изд-во Тамб. гос. техн. унта, 1993. 36 с.
    14
    Ничипорчик С.Н. и др. Детали машин в примерах и задачах. М Высш. шк, 1981. 432 с.


    написать администратору сайта