Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторная работа 1
Изучение основных видов механических передач и определение их характеристик
Цели работы: изучить конструкции и принцип действия механических передач; определить кинематические и силовые параметры передач.
Оборудование и инструменты: зубчатый редуктор, коробка передач, ременная передача, плакаты, миллиметровая линейка, штангенциркуль.
1 Предварительная подготовка :
Теоретические сведения
Графические обозначения элементов кинематики (таблица 1).
Таблица 1 - Основные графические обозначения элементов кинематики
|
Наименование |
Обозначение |
|
1 Вал, валик, ось, стержень, шатун и т. п. |
|
|
2 Подшипники скольжения и качения на валу (без уточнения типа): а) радиальные б) упорные |
|
|
3 Муфта. Общее обозначение без уточнения типа |
|
|
4 Тормоз. Общее обозначение без уточнения типа |
|
|
5 Передачи фрикционные: а) с цилиндрическими роликами |
|
|
б) с коническими роликами |
|
|
6 Передача ремнем без уточнения типа ремня |
|
|
7 Передача плоским ремнем |
|
|
8 Передача клиновым ремнем |
|
|
9 Передача круглым ремнем |
|
|
10 Передача зубчатым ремнем |
|
|
11 Передача цепью, общее обозначение без уточнения типа цепи |
|
12 Передачи зубчатые (цилиндрические): а) внешнее зацепление (общее обозначение без уточнения типа зубьев) б) то же, с прямыми, косыми и шевронными зубьями |
а) б) в) |
|
13 Передачи зубчатые с пересекающимися валами, конические |
|
|
14 Передачи зубчатые со скрещивающимися валами: а) червячные с цилиндрическим червяком |
а) |
|
б) червячные глобоидные |
|
|
15 Электродвигатель |
1 – электродвигатель; 2 – муфта; 3 – клиноременная передача; 4 –вал; 5 – подшипник; 6 –зубчатая передача; 7 – цепная передача; 8 – РВМ(рабочий вал машины); 9 – корпус редуктора.
Рисунок 1 – Кинематическая схема привода для самостоятельного рас-
смотрения студентами
2 Описание редуктора
Механизм, состоящий из передач зацеплением (конических, червячных и др.) с постоянным передаточным числом, предназначенный для понижения угловой скорости и повышения крутящего момента, называется редуктором.
Наибольшее распространение получили двухступенчатые редукторы (65% от общего числа). Двухступенчатый цилиндрический зубчатый редуктор выполняется по развернутой (рисунок 2, а и б) или соосной (рисунок 2, в) схемам. Наиболее распространена простая развернутая схема (рисунок 2, а).
Рисунок 2 – Кинематические схемы редукторов
Однако несимметричное расположение колес приводит к повышению концентрации нагрузки по длине зуба. Валы в таких редукторах должны иметь повышенную жесткость. Редукторы с раздвоенной тихоходной ступенью ( рисунок 2, б) позволяют значительно уменьшить концентрацию напряжений и повысить угол наклона зубьев.
Редукторы соосные (рисунок 2, в) удобны при компоновке привода. В таких редукторах зубчатые колеса на входном и выходном валах расположены симметрично, но значительно удлинен промежуточный вал.
Общий вид редуктора приведен на рисунке 3. Корпус редуктора разъемный, корпусные детали отлиты из серого чугуна марки СЧ12 или СЧ15 (ГОСТ 1412-85). У гнезд подшипников на корпусе 12 и крышке 2 имеются приливы (бобышки), что позволяет стягивающие болты 3 приблизить к отверстиям под подшипники, увеличив этим жесткость болтового соединения. Два штифта 15 предназначены для фиксирования положения крышки редуктора относительно корпуса. В верхнем поясе корпуса имеются отверстия для отжимных винтов 6, облегчающих разборку редуктора. Шестерня быстроходной передачи 8 выполнена заодно с входным валом редуктора, зубчатое колесо 10 насажено с натягом на промежуточный вал-шестерню 9. Тихоходная передача имеет аналогичное конструктивное решение.
Рисунок 3 – Редуктор цилиндрический
Материал выходного вала 14 – углеродистая конструкционная сталь (ГОСТ 1050-88) марок 35, 45, 50 или легированная конструкционная сталь (ГОСТ 4643-71) марок 40Х, 45Х и т.п. Для изготовления валов-шестерен 8, 9 и зубчатых колес 10, 16 принимаются углеродистые качественные конструкционные стали марок 40, 45, 50,50Г и др. или легированные стали марок 40Х, 45Х, 40ХН и др.
Опорами валов служат радиальные или радиально-упорные подшипники 11. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, возникающие в косозубых передачах. Осевое фиксирование всех валов выполнено по схеме "враспор": торцы внутренних колец подшипников упираются в буртики вала или торцы распорных втулок 17, внешние торцы наружных колец упираются в торцы крышек подшипников. Различают крышки подшипника сквозные 18 и глухие 7. Если установлены нерегулируемые подшипники (радиальные или радиально-упорные шариковые), то для компенсации тепловых деформаций между торцом крышки и наружным кольцом подшипника предусматривают зазор С = 0,2 – 0,5 мм. Внутренние кольца подшипников установлены на валы с натягом во избежания обкатки кольцом шейки вала, развальцовки посадочных поверхностей и контактной коррозии. Наружные кольца собирают по посадке, обеспечивающей нулевой или небольшой зазор, необходимый при монтаже, а также допускающий осевое перемещение подшипника при тепловом удлинении вала.
Смазка зубчатых колес производится окунанием их в масло, залитое в корпус. Вместимость масляной ванны должна быть не менее 0,35 – 0,5 л на 1 кВт передаваемой мощности во избежание быстрого старения масла и взбалтывания продуктов износа. Уровень масла должен обеспечить погружение быстроходного колеса в масло приблизительно на две высоты зуба. Контроль уровня масла осуществляется жезловым маслоуказателем 1. Масло заливается через смотровой люк 4. Для слива отработанного масла в нижней части корпуса имеется маслоспускное отверстие, закрытое пробкой 13. Для устранения утечки масла и попадания внутрь редуктора пыли и грязи в сквозных крышках устанавливаются уплотнения 19.
Подшипники смазываются разбрызгиванием масла. На быстроходном и промежуточном валах со стороны шестерен перед подшипниками установлены маслосбрасывающие кольца 20, предохраняющие подшипники от переполнения маслом
Отдушина 5 позволяет выравнивать давление внутри корпуса с атмосферным.
Порядок выполнения работ
Рисунок 4 – Кинематическая схема привода
Рисунок 5– Кинематическая схема привода
Рисунок 6 – Кинематическая схема привода
2 Кинематические схемы лабораторных стендов (рисунок 7-9)
Рисунок 7 – Кинематическая схема стенда «Коробка передач»
Рисунок 8 – Кинематическая схема стенда «Одноступенчатый редуктор»
Рисунок 9 – Кинематическая схема стенда «Привод ленточного конвейера»
3 Пpоизвести измеpение натуpных параметров и pазмеpов.
Стенд «Коробка передач»:
– числа зубьев: z1 =26, z2=52 ;
– диаметр шкива D1=77,2 мм, диаметр колеса D2=138,5 мм .
Стенд «Одноступенчатый редуктор»:
– числа зубьев шестерни и колеса: z1=16; z2=39.
Стенд «Привод ленточного конвейера»:
– диаметр шкива D1=46мм, диаметр колеса D2=128,5мм.
Исходные данные для расчетов (заданные):
– мощность электродвигателя привода N=520 Вт (таблица 2);
– частота вращения вала электродвигателя n1=960 (таблица 2);
–передаточное отношение червячного редуктора привода ленточного конвейера iч.р.=25 (таблица 2).
4 Определить кинематические и силовые параметры механических передач стендов.
Стенд «Коробка передач»:
iр.п=D2/(D1ζ)=138,5/77,2*0,99=1,8
iз.п=z2/z1=52/26=2
Mкр1=9550*520/960=5172,92 Н м
Mкр2=Mкр1*ηтр*iтр=5172,92 *0,89*3,6=16574,04 Н м
n2=n1/iтр=960/3,6=266,7
iтр=iр.п*iз.п=1,8*2=3,6
ηтр=ηр.п*ηз.п*ηп=0,99*0,98*0,984=0,89
N2=N1*ηтр=520*0,89=462,8 Вт
ω1=πn1/30=3,14*960/30=100,48 c-1
ω2=πn2/30=3,14*266,7/30=27,91 c-1
Стенд «Привод ленточного конвейера»
iр.п=D2/(D1ζ)=128,5/46*0,99=2,82
Mкр1=9550*520/960=5172,92 Н м
Mкр2=Mкр1*ηтр*iтр=5172,92 *0,76*112,8=443464,09 Н м
n2=n1/iтр=960/112,8=8,51
iтр=iр.п*iч.п=2,82*40=112,8
ηтр=ηр.п*ηч.п=0,99*0,77=0,76
N2=N1*ηтр=520*0,76=395,2 Вт
ω1=πn1/30=3,14*960/30=100,48 с-1
ω2=πn2/30=3,14*8,51/30=0,89 с-1
Стенд «Одноступенчатый редуктор»
iтр =iз.п=z2/z1=39/16=2,44
ηобщ= ηз.п*ηп=0,96*0,982=0,92
Mкр1=9550*520/960=5172,92 Н м
Mкр2=Mкр1*ηобщ* iтр=5172,92 *0,92*2,44=11612,17 Н м
n2=n1/iтр=960/2,44=393,44
N2=N1*ηтр=520*0,92=478,4 Вт
ω1=πn1/30=3,14*960/30=100,48 с-1
ω2=πn2/30=3,14*393,44/30=41,18 с-1
5 Расчет кинематических и силовых параметров механического привода стрелового автомобильного крана (6 вариант).
N1=38000 Вт, n1=1300мин-1
iтр= z2/z1* z7/z6* z12/z9* z13/z12* z14/z13=14,73
ηтр= ηз.п4* ηц.п* ηп.к6=0,974*0,95*0,986=0,77
N2=N1*ηтр=38000*0,77=29260 Вт
n2=n1/iтр=1300/14,73=88,26
ω1=πn1/30=3,14*1300/30=136,07 c-1
ω2=πn2/30=3,14*88,26/30=9,24 с-1
Mкр1=9550*38000/1300=279153,85 Н м
Mкр2=Mкр1*ηтр*iтр=279153,85 *0,77*14,37=3088809,43 Н м
Контрольные вопросы
Таблица 2 – Исходные данные
|
Номер варианта |
Мощность электродвигателя, N, Вт |
Частота вращения вала двигателя, n1 |
Передаточное отношение червячного редуктора, iч.р. |
|
6 |
520 |
960 |
25 |