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
|
Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ |
Кафедра «Детали машин,
подъемно-транспортные машины и механизмы»
ДЕТАЛИ МАШИН
Лабораторные работы
Минск 2008
Министерство образования Республики Беларусь
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Детали машин,
подъемно-транспортные машины и механизмы»
ДЕТАЛИ МАШИН
Лабораторные работы
по дисциплинам
«Детали машин и подъемно-транспортные машины»,
«Детали машин и основы конструирования»,
«Прикладная механика»
Под редакцией А.Т. Скойбеды
Минск 2008
УДК 621.8 (076.5)
ББК 34.44я7
Д 38
Составители:
А.Т. Скойбеда, А.В. Кузьмин, В.Л. Николаенко, В.М. Анохин,
В.В. Бирич, А.Г. Бондаренко, В.Д. Василёнок, А.А. Зенькович,
В.Ф. Калачёв, А.А. Калина, И.М. Комяк, Т.Н. Микулик,
Н.Н. Розанова, В.И. Шпилевский, И.В. Швец
Рецензенты:
В.А. Балицкий, О.Г. Девойно
|
Д 38 |
Детали машин: лабораторные работы по дисциплинам «Детали машин и подъемно-транспортные машины», «Детали машин и основы конструирования», «Прикладная механика» / Сост.: А.Т. Скойбеда [и др.]; под ред. А.Т. Скойбеды. – Минск: БНТУ, 2008. – 136 с. |
Данное издание предназначено для студентов, выполняющих лабораторные работы по дисциплинам «Детали машин» и «Прикладная механика». В нем приведены описания лабораторных установок, методика проведения работ, рекомендации по оформлению отчетов и контрольные вопросы.
ISBN 978-985-479-725-0 © БНТУ, 2008
Введение
Данное издание является пособием по дисциплинам «Детали машин и подъемно-транспортные машины» и «Детали машин и основы конструирования» для студентов машиностроительных специальностей и может быть использовано при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Прикладная механика».
В настоящее время усилена физико-математическая подготовка студентов, техническое образование приобретает университетскую направленность, в учебные планы введены дисциплины по изучению методов научных исследований и т.д. В связи с этим роль лабораторных работ в учебном процессе существенно возрастает.
Лабораторные занятия следует рассматривать как наиболее действенное практическое средство обучения, в процессе которого студенты должны приобретать навыки для выполнения научных исследований. Поэтому основными задачами лабораторных работ являются экспериментальное подтверждение теоретических выводов, полученных при изучении лекционного материала; развитие навыков, привычек и способностей к самостоятельному выполнению необходимых действий с приборами и установками; приобретение навыка практической оценки результатов опытов; глубокое изучение физической сущности функционирования различных деталей и узлов машин и методик выполнения работ, имеющих различный характер; использование методик обработки опытных данных; обобщение полученных результатов и оценка возможных ошибок.
В издании освещаются методика и порядок выполнения работ, даются описания, чертежи (схемы) установок, приводятся образцы отчетов по каждой работе, кратко рассматриваются теоретические вопросы, практическая проверка которых составляет предмет лабораторных исследований. При этом авторы стремились трактовку и терминологию этих вопросов увязать с действующими стандартами и учебниками по деталям машин. Объем и методика лабораторных работ рассчитаны так, чтобы каждая из них выполнялась в течение двух академических часов. При этом предусматривается предварительная подготовка студентов к выполнению задания.
На ряд вопросов, поставленных в конце каждой работы, в отчетах студенты должны поместить обстоятельные ответы, иллюстрированные необходимыми чертежами, схемами, расчетами.
Методики проведения лабораторных работ разработаны сотрудниками кафедры «Детали машин, подъемно-транспортные машины и механизмы» Белорусского национального технического университета.
Кафедра «Детали машин, подъемно-транспортные машины и механизмы» выражает благодарность студентам автотракторного факультета Петрову Д.А., Хорликову М.Г., Снытко А.В., Павловскому В.С. за помощь в оформлении рукописи данного издания.
МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
В практике экспериментальных исследований часто встречаются случаи, когда при одних и тех же условиях не удается получить одинаковые результаты опытов. В результате каждого измерения получается некоторое число. Предсказать, какое именно число получится при выполнении следующего измерения, чаще всего невозможно.
В случае когда результат эксперимента произвольно изменяется от одного наблюдения к другому, о результатах говорят как о случайных величинах. Случайная величина может быть дискретной и непрерывной.
Соотношение, устанавливающее связь между значениями случайной величины и вероятностями этих значений, называют законом распределения случайной величины, который задается какой-либо функциональной зависимостью (функцией распределения случайной величины) или в виде таблицы.
Часто бывает, что нужно описать функцию распределения некоторой случайной величины в общих чертах с помощью одного-двух параметров. Наиболее употребительной и наилучшей мерой, характеризующей значение случайной величины, является среднее значение М(x). Определим среднее значение для непрерывной величины со гласно формуле
где x – случайная величина распределения;
f(x) – функция плотности непрерывной случайной величины.
В случае дискретной случайной величины
(1)
где pi – вероятность значения xi.
Если вероятности всех xi равны, то
где n – число значений x.
Тогда выражение (1) запишется в следующем виде:
Кроме среднего значения функцию распределения случайной величины можно еще характеризовать параметром, показывающим, насколько широко «разбросаны» значения случайной величины относительно среднего значения.
Наиболее употребляемой мерой, характеризующей рассеивание случайной величины, является дисперсия:
Квадратный корень из дисперсии называется среднеквадратичным или стандартным отклонением:
Чтобы сравнить рассеяние различных случайных величин, вычисляют относительное стандартное отклонение или коэффициент вариации
Коэффициент вариации характеризует колебательность ряда измерений.
На результат измерения могут оказывать влияние различные факторы. Это влияние проявляется в виде ошибки, которая накладывается на значения измеряемой величины так, что результат измерения представляет собой сумму истинного значения измеряемой величины и ошибки.
Все ошибки принято делить на две большие группы: систематические и случайные ошибки.
Случайной называется ошибка Δ , которая изменяется от одного измерения к другому произвольно и в равной степени может быть как положительной, так и отрицательной. Случайная ошибка вызывается чаще всего одновременным действием различных факторов, например: изменением температуры, влажности и давления воздуха, толчками и вибрациями, колебаниями напряжения и частоты питающей сети, люфтами в сочлененных механических деталях и т.п.
Влияние случайных ошибок на результат измерения может быть уменьшено обработкой экспериментальных данных методами теории вероятностей. Если интересующую нас величину измерить несколько раз и вычислить ее среднеарифметическое значение, то случайная погрешность этого среднего значения будет меньше, чем погрешность единичного измерения. Однако если известно, что определяющей является систематическая погрешность, то следует ограничиться единичным измерением. Систематической называется погрешность, значение которой при повторных измерениях остается постоянным или изменяется по определенному закону, зависящему от вызывающего ее фактора. К систематическим ошибкам относятся инструментальные ошибки, ошибки, вызванные методикой постановки эксперимента, и др.
Так как при выполнении измерений невозможно определить истинное значение измеряемой величины, в метрологии было введено понятие о ее действительном значении.
Действительным условились называть такое значение измеряе мой величины, в котором отсутствуют систематические погрешности, а случайные погрешности сведены к минимуму.
правильность, характеризуемая систематическими погрешностями, и точность определяют достоверность измерений. Точность определяется случайными погрешностями и оценивается средней погрешностью ряда измерений.
Мерой точности измерений служит относительная ошибка сред него арифметического:
Средняя квадратическая погрешность результата измерений или среднего арифметического определяется по формуле
На основании «правила трех сигм» можно заключить, что случайная величина, подчиняющаяся нормальному закону распределения, находится в следующих пределах:
В качестве примера рассмотрим расчет погрешности при определении величины тормозного момента. В результате эксперимента было получено восемь значений показаний индикатора. Вычисления приведены в таблице.
|
№ наблюдения |
Показания индикатора |
M(x) |
M(x)-xi |
(M(x)-xi)2 |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 ∑ |
82 79 76 80 78 73 71 82 641 |
-1,875 1,125 4,125 0,125 2,125 -2,875 -0,875 -1,875 |
3,52 1,26 17 0,02 4,52 8,26 0,76 3,52 38,86 |
.
Величина тормозного момента определяется по формуле
где M(x) – регистрируемая величина, мм (делений);
μx – масштаб величины x (берется из тарировочного графика).
Примем μx = 1 Нм (деление).
Так как тормозной момент Mт определяется произведением двух величин, которые имеют погрешность измерения, то необходимо оценить общую погрешность.
Среднеквадратическая погрешность масштабного коэффициента для потенциометрических датчиков, тензодатчиков, датчиков угловой скорости обычно не превышает 1–2 %. Примем σµx = 2 % = 0,02 Н·м.
Среднюю квадратическую ошибку значений тормозного момента можно определить по формуле
которую можно переписать в виде
тогда
Нм.
Таким образом, действительное значение тормозного момента будет отличаться от среднего на величину 3 · , где
и в нашем случае при восьми опытах
тогда
Нм.
Основные правила по охране труда
при выполнении лабораторных работ
1. К работе допускаются студенты, изучившие инструкцию по охране труда при выполнении работ в лаборатории, прошедшие инструктаж и расписавшиеся в журнале инструктажа по охране труда.
2. Перед началом работы необходимо ознакомиться с основными правилами по охране труда, изложенными в описании каждой лабораторной работы.
3. Выполнение лабораторных работ осуществляется под руководством и наблюдением преподавателя.
Лабораторная работа № 1
ИСПЫТАНИЕ БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ,
РАБОТАЮЩЕГО НА СДВИГ
Цель работы
1. Теоретическое и экспериментальное определение зависимости сдвигающей силы Fr от момента завинчивания Тзав.
2. Построение графиков зависимости Fr = f(Тзав) по теоретическим и экспериментальным данным.
Основные правила по технике безопасности
3. Риска на ползуне не должна выходить за пределы нижней риски на пластине.
Общие сведения
В настоящей работе изучается болтовое соединение, нагруженное силой, сдвигающей детали в стыке. Болт установлен в отверстие с зазором Δ (рис. 1.1) и подвергается предварительной затяжке, в результате которой между деталями возникают силы трения, препятствующие сдвигу деталей (раскрытию стыка).
Рис. 1.1. Схема нагружения соединения
Момент завинчивания гайки, который нужно приложить к ключу (см. рис. 1.1):
где Тр – момент сил трения в резьбе;
Tт – момент сил трения на опорном торце гайки.
В развернутом виде
(1.1)
где fт – коэффициент трения на торце гайки. Для условий опыта (сравнительно гладкие поверхности торца гайки и детали при наличии следов смазки) можно принять fт = 0,2;
β – угол подъема винтовой линии на среднем диаметре, определяемый по уравнению
, .
Здесь р и d2 соответственно шаг и средний диаметр резьбы, для опыта принимаемые из табл. 1.1.
Таблица 1.1
Геометрические параметры резьбы (ГОСТ 24705-81)
|
Диаметр |
Шаг p, мм |
Средний |
Внутренний диаметр d1, мм |
Внутренний диаметр болта по дну впадины d3, мм |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
12 |
1,75 |
10,863 |
10,106 |
9,853 |
|
1,5 |
11,026 |
10,376 |
10,160 |
|
|
1,0 |
11,350 |
10,917 |
10,773 |
|
|
14 |
2,0 |
12,701 |
11,835 |
11,546 |
|
1,5 |
13,026 |
12,376 |
12,160 |
|
|
1,0 |
13,350 |
12,917 |
12,773 |
|
|
16 |
2,0 |
14,701 |
13,835 |
13,546 |
|
1,5 |
15,026 |
14,376 |
14,160 |
|
|
1,0 |
15,350 |
14,917 |
14,773 |
Окончание табл. 1.1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
18 |
2,5 |
16,376 |
15,294 |
14,933 |
|
1,0 |
17,350 |
16,917 |
16,773 |
|
|
20 |
2,5 |
18,376 |
17,294 |
16,933 |
|
1,0 |
19,350 |
18,917 |
18,773 |
Средний диаметр опорной кольцевой площадки
.
Здесь D1 – наружный диаметр опорного торца гайки, равный размеру зева ключа;
d0 – диаметр отверстия под болт (см. рис. 1.1). D1 и d0 следует получить непосредственным измерением.
Приведенный коэффициент трения в резьбе
где fр – действительный коэффициент трения в резьбе. Для условий опыта принять fр = 0,15. Угол профиля метрической резьбы α = 60° . Приведенный угол трения φ1 = arctg f1 .
Наименьшая сила затяжки определяется по уравнению
(1.2)
где Fr – сдвигающая сила (см. рис. 1.1);
f0 – коэффициент трения между соединяемыми деталями; его можно принять 0,15…0,2 при шероховатости поверхностей Ra = 2,5 со следами смазки;
i – число стыков (поверхностей трения).
Сопоставляя уравнения (1.1) и (1.2), получим
, (1.3)
или иначе
где − постоянная величина для заданных условий опыта. Таким образом, Fr = f(Tзав) является линейной зависимостью.
На величину момента завинчивания Tзав существенное влияние оказывают коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки. Эти коэффициенты зависят от материала трущихся поверхностей и их шерохова тости, наличия смазки и загрязнений и т.д. Поэтому теоретичес кое значение Tзав не всегда отвечает его действительной величи не, определяемой экспериментальным путем.
В практике знание величины Tзав часто необходимо, например, для проектирования и настройки динамометрических ключей.
Для предотвращения остаточных деформаций, которые могут возникнуть в стержне болта, необходимо ограничить силу затяжки. Эта сила определяется исходя из условия прочности стержня болта на одновременное растяжение и скручивание по уравнению
. (1.4)
Для болта, изготовленного из стали Ст 3, принимаем σт = 220 МПа, коэффициент безопасности n = 2 и 1,3 – коэффициент, учитывающий скручивание тела болта.
Тогда допускаемое напряжение
МПа.
Для болта М16 d3 = 14,160 мм (см. табл. 1.1):
Н.
Этому значению [Fзат] отвечает максимально допустимый момент завинчивания, определяемый по уравнению (1.1).
Экспериментальное значение силы Fr может быть определено по уравнению
, (1.4)
где − тарировочный коэффициент, получаемый при деформировании пружины на силоизмерительной машине;
n − число делений индикатора динамометра.
Описание установки
Для исследования болтового соединения применяются испытательная машина ДМ 30 М (рис. 1.2) и приспособление ДМ 23 М
с болтовым соединением, установленным на столе машины.
Машина имеет механизм установочного (ускоренного) сближения наконечника 1, закрепленного на динамометрическом кольце 3, с упором 8, закрепленным в колодке приспособления ДМ 23 М. Механизм состоит из маховика 6, винтовой пары 4, смонтиро ванной в поперечине 5, и штока 7, с которым динамо метр соединен при помощи захвата и болта.
Нагружение болтового соединения производится посредством червячного редуктора 10 и грузового винта 11 поворотом маховика 12. Приспособление ДМ 23 М состоит из основания, двух щек 13, болта с гайкой 15, ползуна 14 и упора 8.
Рис. 1.2. Испытательная машина ДМ30М:
1 – наконечник; 2 – индикатор; 3 – кольцо динамометрическое;
4 – винтовая пара; 5 – поперечина; 6 – маховик ускоренного сближения; 7 – шток;
8 – упор приспособления; 9 – стол подвижный; 10 – редуктор червячный;
11 – винт грузовой; 12 – маховик нагружателя; 13 – щеки; 14 – колодка (ползун);
15 – болт стяжной с гайкой
В начальном положении ползун устанавливается так, чтобы его риска совпадала с верхней риской пластины. Опускание ползуна ни же нижней риски на пластине недопустимо, так как при этом выбира ется зазор Δ и болт будет работать на срез.
Для завинчивания гайки применяется динамометрический ключ с предельным моментом Тзав = 100 Н∙м.
Порядок выполнения работы
В этот момент сила сдвига Fr и силы трения в стыках уравновешиваются, происходит раскрытие стыка и соединение не воспринимает нагрузку, превышающую силу трения покоя. Показания индикатора, соответствующие Tзав = 20 Н·м, занести в табл. 1.3 отчета.
Результаты опыта занести в табл. 1.3 отчета.
Результаты вычислений занести в табл. 1.3 отчета.
Образец оформления отчета
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Детали машин, ПТМ и М»
Лабораторная работа № 1
ИСПЫТАНИЕ БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ,
РАБОТАЮЩЕГО НА СДВИГ
Цель работы: 1. Теоретическое и экспериментальное опреде ление
зависимости сдвигающей силы Fr от момента завинчивания Тзав .
2. Построение графиков зависимости по теоретическим и экспери ментальным данным.
Работу выполнил: Ф.И.О.
группа
Работу принял:
Минск ____
Схема нагружения соединения
Таблица 1.2
Результаты расчета силы Fr по формуле (1.3)
|
Tзав, Н∙м |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
|
Fr , Н |
Таблица 1.3
Результаты расчета силы Fr
по экспериментальной зависимости (1.5)
|
Tзав, Н∙м |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
|
n, дел. |
|||||||
|
Fr , Н |
Таблица 1.4
Исходные данные для теоретического определения силы
сдвига Fr по формуле (1.3)
|
Наружный диаметр резьбы болта, мм |
d |
|
Средний диаметр резьбы болта, мм |
d2 |
|
Внутренний диаметр резьбы болта |
d3 |
Окончание табл. 1.4
|
Шаг резьбы, мм |
p |
|
Угол подъема винтовой линии, градус |
β |
|
Угол профиля резьбы, градус |
α |
|
Коэффициент трения на стыке деталей |
f0 |
|
Действительный коэффициент трения в резьбе |
fp |
|
Коэффициент трения на торце гайки |
fт |
|
Приведенный коэффициент трения в резьбе |
|
|
Приведенный угол трения, градус |
|
|
Средний диаметр опорной кольцевой площадки, мм |
|
|
Наружный диаметр опорного торца гайки, мм |
D1 |
|
Диаметр отверстия под болт, мм |
d0 |
График зависимости
по теоретическим и экспериментальным данным
Fr
Тзав
Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ В РЕЗЬБЕ
И НА ТОРЦЕ ГАЙКИ
Цель работы
1. Определение коэффициента трения в резьбе fp .
2. Построение графика зависимости fp от среднего давления на витках резьбы Pр .
3. Определение коэффициента трения на торце гайки fт .
4. Построение графика зависимости fт от удельного давления на торце гайки Pт .
5. Установление зависимости .
Основные правила по технике безопасности
Общие сведения
Момент завинчивания гайки Tзав преодолевает момент сил тре ния в резьбе Тр и на торце гайки Тт :
.
В развернутом виде уравнение имеет вид
где Fзат – сила затяжки, Н (см. рис. 1.1 лабораторной работы № 1);
Dср – средний диаметр опорной кольцевой площадки, мм;
fт – коэффициент трения на торце гайки;
d2 – средний диаметр резьбы;
β – угол подъема винтовой линии градус;
φ1 – приведенный угол трения в резьбе, градус.
В приспособлении для нагружения болтов под гайкой установлен упорный шарикоподшип ник, момент трения в котором незначительный, поэтому Tзав ≈ Тр. В таком случае возника ющее в результате затяжки болта осевое уси лие Fзав и момент Тр связаны уравнением
. (2.1)
Здесь где p − шаг резьбы, мм.
Из уравнения (2.1) определяем приведен ный угол трения в резьбе:
. (2.2)
Приведенный коэффициент трения в резьбе
. (2.3)
Приведенный коэффициент трения и действительный коэффи циент трения в резьбе связаны зависимостью
.
Угол профиля метрической резьбы . Поэтому коэффициент трения в резьбе
. (2.4)
При испытании со специальной втулкой упорный шарикоподшипник в приспособлении не работает. Момент трения на торце гайки определяется как разность момента завинчивания и момента сил трения в резьбе:
. (2.5)
Известно, что
отсюда коэффициент трения на торце гайки
. (2.6)
Средний диаметр опорной кольцевой площадки
где D1 – наружный диаметр опорного торца гайки, равный размеру зева ключа, мм;
d0 – внутренний диаметр опорной поверхности, равный отверстию под болт или диаметру отверс тия в шайбе, мм.
Допускаемая сила затяжки болта определяется по уравнению
(2.7)
где d3 – внутренний диаметр болта по дну впадины, мм;
[σр] – допускаемое напряжение на растяжение, МПа;
1,3 – коэффициент, учитывающий скручивание тела болта.
Для болта, изготовленного из стали Ст 3, принимаем σт = 220 МПа и коэффициент безопасности n = 2, тогда
МПа.
Среднее давление на витках резьбы
(2.8)
где z – число витков резьбы по высоте гайки;
H – высота гайки.
Давление на торце гайки
. (2.9)
Описание установки
Установка состоит из приспособления для нагружения болтов (рис. 2.1) и торсионного динамометрического ключа.
Рис. 2.1. Приспособление для нагружения болтов:
1 – болт испытуемый; 2 – гайка; 3 – втулка сменная;
4 – шарикоподшипник упорный; 5 – динамометрическая пружина;
6 – сухарь стопорный; 7 – шайба сферическая; 8 – индикатор
Испытуемый болт 1 устанавливается в приспособление для нагружения болтов (см. рис. 2.1). Затяжка гайки 2 испытуемого болта производится торсионным динамометрическим ключом. Крутящий момент измеряется индикатором. В корпусе приспособления помещена динамометрическая пружина 5, позволяющая определить силу на болте по его деформации. Усилие затяжки болта 1 передается
динамометрической пружине 5 через сферическую шайбу 7. Деформа ция измеряется с помощью индикатора 8. Для предотвра щения возможности поворота болта устанавливается стопорный су харь 6.
При определении коэффициента трения в резьбе гайка 2 опирает ся через втулку 3 и упорный шарикоподшипник 4 на динамометри ческую пружину. Таким образом трение на торце гайки исключается.
При определении коэффициента трения на торце гайки втулка 3 заменяется другой специальной втулкой. В этом случае упорный ша рикоподшипник не работает.
Порядок выполнения работы
; ;
и записать их в табл. 2.2 и 2.3 отчета.
Примечание. В результате тарировки динамометрической пружины и торсионного динамометрического ключа установлены следующие тарировочные коэффициенты:
для динамометрической пружины;
для динамометрического ключа.
Таким образом, сила затяжки , Н, и момент на динамометрическом ключе , Н·мм. Здесь n1 и n2 – соответственно числа делений индикаторов 8 (см. рис. 2.1) и динамометрического ключа.
.
Значения Тр получены в предыдущем опыте.
Образец оформления отчета
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Детали машин, ПТМ и М»
Лабораторная работа № 2
Определение коэффициента трения,
в резьбе и на торце гайки
Цель работы: 1. Определение коэффициента трения в резьбе.
2. Построение графика зависимости fp от удельного давления на витках резьбы Pр.
3. Определение коэффициента трения на торце гайки fт.
4. Построение графика зависимости fт от удельного давления на торце гайки Pт.
5. Определение влияния смазки на числовые значения коэффициентов трения в резьбе fp и на торце гайки fт.
6. Установление зависимости .
Работу выполнил: Ф.И.О.
группа
Работу принял:
Минск ____
Таблица 2.1
Характеристика испытуемого болта
|
Наружный диаметр резьбы болта, мм |
d |
|
Шаг резьбы, мм |
p |
|
Внутренний диаметр резьбы болта, мм |
d1 |
|
Средний диаметр резьбы болта, мм |
d2 |
|
Внутренний диаметр резьбы болта |
d3 |
|
Угол подъема винтовой линии резьбы, градус |
β |
|
Высота гайки, мм |
H |
|
Наружный диаметр опорного торца гайки, мм |
D1 |
|
Диаметр отверстия под болт, мм |
d0 |
|
Допускаемая сила затяжки болта, Н |
[Fзат] |
Таблица 2.2
Испытание затяжки болта без трения на торце гайки
(с шарикоподшипником)
|
Параметры |
Опытные данные |
|||
|
0,25 [Fзат] |
0,5 [Fзат] |
0,75 [Fзат] |
[Fзат] |
|
|
Сила затяжки Fзат, Н |
||||
|
Число делений n1 индикатора динамометрической пружины |
||||
|
Число делений n2 индикато ра динамомет рического ключа |
||||
|
Момент на динамометрическом ключе (момент в резьбе) |
||||
|
Приведенный угол трения φ1 |
||||
|
Приведенный коэффициент трения f1 в резьбе по формуле (2.3) |
||||
|
Коэффициент трения в резь бе fp по формуле (2.4) |
||||
|
Среднее значение pp на витках резьбы по формуле (2.8) |
Таблица 2.3
Испытание затяжки болта c трением на торце гайки
(с применением специальной втулки)
|
Параметры |
Опытные данные |
|||
|
0,25 [Fзат] |
0,5 [Fзат] |
0,75 [Fзат] |
[Fзат] |
|
|
Сила затяжки Fзат, Н |
||||
|
Число делений n1 индикатора динамометрической пружины |
||||
|
Число делений n2 индикато ра динамомет рического ключа |
||||
|
Момент на динамометрическом ключе (момент в резьбе) |
||||
|
Момент трения в резьбе Тр |
||||
|
Момент трения на торце |
||||
|
Коэффициент трения на |
||||
|
Среднее давление на торце |
График зависимости силы затяжки от момента на ключе
Fзат, Н
Тзав, Н·мм
График зависимости коэффициентов трения от удельного давления
fp
(fт)
рр, МПа (рт, МПа)
Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 3
УПРУГОЕ СКОЛЬЖЕНИЕ ВО ФРИКЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧЕ
Цель работы
1. Исследование кинематики лобовой фрикционной передачи.
2. Построение графика зависимости .
Основные правила по технике безопасности
Общие сведения
В любой фрикционной передаче неизбежно упругое скольжение роликов. В результате скольжения происходит отставание ведомого ролика от ведущего. Это отставание зависит от упругих свойств материалов роликов и величины передаваемой нагрузки, причем с увеличением нагрузки и уменьшением модулей упру гости материалов роликов отставание, а следовательно, упругое скольжение растут, и при некотором значении нагрузки имеет место полное скольжение, называемое буксованием. В результате упругого скольжения изменяется передаточное отношение передачи, происходит нагревание и износ роликов, понижается КПД передачи.
Величина упругого скольжения при заданной передаваемой нагрузке оценивается коэффициентом упругого скольжения, определяемым по уравнению
, (3.1)
где V1 и V2 − линейные скорости диска 1 и ролика 2 (рис. 3.1);
R1 – расстояние точек касания ролика до оси диска;
R2 = 27,5 мм – радиус ролика;
n1 и n2 – частоты вращения соответственно диска и ролика.
Рис. 3.1. Схема лобового фрикционного вариатора
Передаточное отношение передачи с учетом упругого скольжения
.
Описание установки
Опыт выполняется на установке ДП1АТО (рис. 3.2).
Установка состоит из балансирного электродвигателя 4, червячной передачи 8, лобового вариатора, состоящего из диска 7 и ролика 10, нагрузочного устройства 5 (тормоз). Управление установкой расположено на панели 13 и состоит:
а) из счетчика импульсов 17 для определения частоты вращения электродвигателя;
б) счетчика импульсов 19 для определения частоты вращения ролика 10;
в) сигнальной лампочки для контроля подключения прибора в сеть;
д) тумблера 15 включения электродвигателя;
е) ручки 16 для регулировки частоты вращения электродвигателя;
ж) тумблера 21 включения нагрузочного устройства 5;
к) ручки 22 для регулировки нагрузки на ведомом валике 11.
Рис. 3.2. Установка ДП1АТО с выпрямителем:
1 – основание; 2, 3, 9 – индикаторы; 4 – электродвигатель; 5 – тормоз порошковый; 6 – рамка качающаяся; 7 – диск вариатора; 8 – редуктор червячный (U = 10);
10 – ролик вариатора; 11 – ведомый валик; 12 – маховичок; 13 – панель управления; 14 – тумблер включения сети; 15 – тумблер включения электродвигателя;
16 – ручка регулирования скорости вращения электродвигателя;
17, 19 – счетчики импульсов электродвигателя и ролика; 18 – тумблер включения счетчиков; 20 – винт подъемный; 21 – тумблер включения нагрузочного устройства; 22 – ручка регулирования нагрузки
При включении тумблера 18 одновременно начинают работать оба счетчика.
В комплект установки входят три сменных диска 7, имеющих ра бочие поверхности из стали, текстолита и резины.
На ведущем валике червячной передачи 8 закреплен одноимпульсный датчик, а на качающейся рамке 6 – трехимпульсный датчик, предназначенные для определения частот вращения электродвигателя 4 и ролика 10.
При передаточном числе червяч ной передачи частота вращения диска 7
,
где nдв – частота вращения электродвигателя;
zдв – число импульсов датчика частоты вращения электродвигателя, отсчитываемое по счетчику 19.
Частота вращения ролика определяется отношением
где zp – число импульсов датчика частоты вращения ролика, отсчитываемое по счетчику 17.
zp и zдв рекомендуется определять за время, равное одной минуте.
Измерение моментов T1 на валике электродвигателя, T2 на валике ролика и силы Р прижима ролика и диска (см. рис. 3.1 и 3.2) производится с помощью индикаторов 2, 3 и 9 посредством плоских, предварительно протарированных пружин.
Прижим ролика 10 к диску 7 осуществляется подъемным винтом 20 и пружиной, закрепленной в качающейся рамке 6.
Для радиального перемещения ролика по диску с целью получения разных частот вращения ролика служат ведомый валик 11 и маховичок 12 (см. рис. 3.2).
Порядок выполнения работы
Крайнее левое положение ручки сохранять в течение всего опыта.
Показания счетчиков заносятся в табл. 3.1 отчета.
Рис. 3.3. Тарировочный график
Образец оформления отчета
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Детали машин, ПТМ и М»
Лабораторная работа № 3
УПРУГОЕ СКОЛЬЖЕНИЕ
ВО ФРИКЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧЕ
Цель работы: 1. Исследование кинематики лобовой фрикционной
передачи.
2. Построение графика зависимости ε = f (Т2).
Работу выполнил: Ф.И.О.
группа
Работу принял:
Минск ____
Схема лобового фрикционного вариатора
Таблица 3.1
Данные опытов и расчетов
Диск
|
Т2, Н∙мм |
Число |
Частота вращения диска |
Число zp |
Частота вращения ролика |
Коэффициент |
|
0 |
|||||
|
100 |
|||||
|
200 |
|||||
|
300 |
|||||
|
400 |
|||||
|
500 |
График
ε
Т2, Н·мм
Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 4
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ
Цель работы
1. Построение графика зависимости .
2. Определение КПД передачи и построение графика зависимости .
Основные правила по технике безопасности
Общие сведения
Характерной особенностью работы ременной передачи является неизбежное упругое скольжение, в результате которого скорость ведомого шкива отстает от скорости ведущего, происходят нагрева ние и износ ремня, понижается КПД передачи.
Упругое скольжение зависит от типа и материала ремней, величины силы предварительного натяжения и передаваемой нагрузки.
Для определения предварительного натяжения F0 воспользуемся условием равновесия (рис. 4.1):
Отсюда
Здесь l = 60 мм; l1 = 150 мм.
Рис. 4.1. Схема передачи и нагрузочного устройства
Из рис. 4.1
,
где γ – угол наклона ветвей ремня к меж осевой линии;
D1, D2 – диаметры ведущего и ведомого шкивов, D1 равно 65 и 30 мм, D2 равно 65 и 90 мм;
F – сила тяжести на нагружателе, Н;
a = 260…290 мм – межосевое расстояние.
Коэффициент упругого скольжения при определенных значениях F0 передаваемой нагрузки T2 определяется по уравнению
. (4.1)
Коэффициент полезного действия передачи определяется по уравнению
,
где Т1 − момент на ведущем шкиве, Н∙мм;
T2 − момент на ведомом шкиве, Н∙мм;
n1, n2 – частоты вращения ведущего и ведомого шкивов, мин–1.
Описание установки
Опыт выполняется на установке ДП 2К (рис. 4.2).
Рис. 4.2. установка ДП2К:
1 – шкив ведущий; 2 – электродвигатель; 3 – пружина пластинчатая; 4, 6 – индикаторы;
5 – ремень круглый; 7 – шкив ведомый; 8 – порошковый тормоз; 9 – ползун; 10 – винт перемещения ползуна; 11 – рычаг; 12 – грузы; 13 – винт фиксации ползуна; 14 – ручка регулирования нагрузки; 15 – тумблер включения нагрузочного устройства; 16 – счетчик частоты вращения ведомого шкива; 17 – тумблер включения счётчиков; 18 – счетчик частоты вращения ведущего шкива; 19 – ручка регулирования частоты вращения
электродвигателя; 20 – тумблер включения электродвигателя; 21 – тумблер включения сети
Установка состоит из балансирного электродвигателя 2, нагрузоч ного устройства 8 и устройства для создания предварительного натяжения ремня 5. На литом основании установлен кронштейн, на котором балансирно в шарикоподшипниках установлен корпус электродвигателя 2. На валу электродвигателя установлен ведущий двухступенчатый шкив 1. Момент, развиваемый электродвигателем, измеряется индикатором 4 через деформацию пружины 3.
В верхней части подставки в направляющих установлен ползун 9.
В ползун вмонтирована ось, на которой шарнирно установлен корпус, к которому крепится нагрузочное устройство, вал которого сочленяется с валом двухступенчатого ведомого шкива 7. К корпусу крепится рычаг 11. При помощи грузов 12 создается мо мент относительно оси в ползуне,
в результате чего корпус вместе с валом ведомого шкива может перемещаться в направлении от ведущего шкива, создавая тем самым дополнительное натяжение ремня. При помощи винта 10 производится перемещение ползуна 9 с корпусом, создавая предварительное натяжение ремня. Ручкой 13 ползун фиксируется при выбранном натяжении ремня.
Величина нагрузочного момента измеряется через деформацию пружины индикатором 6.
Порядок выполнения работы
; .
Образец оформления отчета
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Детали машин, ПТМ и М»
Лабораторная работа № 4
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ
Цель работы: 1. Построение графика зависимости ε = f (Т2).
2. Определение КПД передачи и построение графика зависимости η = f (Т2).
Работу выполнил: Ф.И.О.
группа
Работу принял:
Минск ____
Кинематическая схема ременной передачи
и нагрузочного устройства
Таблица 4.1
Результаты измерений и расчёты
|
Показания индикатора |
, Н∙мм |
, Н∙мм |
n1 |
n2 |
|||
|
Нагрузка двигателя m1, дел. |
Нагрузка нa тормозе m2, дел. |
||||||
|
10 |
|||||||
|
15 |
|||||||
|
20 |
|||||||
|
25 |
|||||||
|
30 |
|||||||
|
35 |
|||||||
|
40 |
По данным табл. 4.1 построить графики , .
ε (η)
Т2, Н·мм
Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЗУБЧАТОГО РЕДУКТОРА
Цель работы
1. Изучение конструкции редуктора и ознакомление с основными требованиями, предъявляемыми к его сборке.
2. Определение основных параметров редуктора.
3. Определение размеров зубчатых колес и передач.
Основные правила по технике безопасности
Конструкция и описание редуктора РМ-250
Редуктор – механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельной сборочной единицы и предназначенный для понижения угловой скорости и, следовательно, повышения крутящего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.
Шестерни изготавливают обычно заодно с валом, из проката или по ковок; колеса в небольших редукторах кованые, в крупных – литые.
Корпус выполняют разъемным по плоскости, в которой находят ся оси всех валов. Это обеспечивает удобную сборку редуктора, когда каждый вал заранее собирается с установленными на нем деталями. Нижняя часть корпуса (основание) соединяется с верхней (крышкой) болтами и двумя штифтами, фиксирующими относительное положение частей корпуса. Для повышения жесткости корпус и крышка снабжены ребрами.
Подшипники на валах обычно имеют одинаковые размеры, что позволяет получать различные варианты сборки. Для равномерного распределения нагрузки между подшипниками одного вала шестерню на входном и ко лесо на выходном валах
целесообразно располагать дальше от опоры консольного конца вала, так как на концах валов редуктора устанавливают полумуфты или де тали передач (шкивы, цепные звездочки, колеса), создающие дополнитель ную нагрузку на валы и опоры. Зубчатые колеса на валы устанавливают с натягом, поэтому сборка производится под прессом.
Рис. 5.1. Редуктор цилиндрический:
1 – крышка подшипника закладная; 2 – шарикоподшипник радиальный; 3 – корпус;
4 – колесо зубчатое тихоходного вала; 5 – вал ведомый; 6 – кольцо; 7 – кольцо
регулировочное; 8 – штифт; 9 – крышка корпуса; 10 – болт стяжной; 11 – проушина; 12 – крышка люка; 13 – прокладка; 14 – болт крепления крышки и корпуса;
15 – шарикоподшипник радиальный; 16 – вал-шестерня быстроходного вала;
17 – вал промежуточный; 18 – маслоуказатель; 19 – пробка маслосливного отверстия
Наружные кольца подшипников устанавливаются в корпусе по по садке, обеспечивающей незначительный зазор, что позволяет кольцу во время работы проворачиваться, благодаря чему в контакт с телами качения вступают новые участки беговой дорожки. Кроме того, при наличии зазора облегчается перемещение колец, необходимое для регулировки натяга подшипников. Крышки, закрывающие подшипники, выполняют привертными или закладными. Первые удобнее в эксплуата ции, так как обеспечивают доступ к отдельным подшипникам для осмотра без разборки всего редуктора, вторые – упрощают конструкцию и снижают массу редуктора.
Уплотнения в сквозных закладных крышках предотвращают по падание механических частиц в подшипники и внутреннюю полость ре дуктора, а также не допускают вытекания масла. Уплотнения выпол нены в виде колец из войлока, пропитанного машинным маслом. Вой лочные уплотнения забиваются в кольцевые пазы крышек, имеющих трапецеидальную форму. Такая форма пазов обеспечивает лучшее об жатие вала войлочными кольцами. Более надежными и долговечными являются манжетные уплотнения.
Для осмотра поверхности зубьев колес и заливки масла в крыш ке корпуса имеется смотровое отверстие (люк), закрытое крышкой 12, в которой отштампован канал-отдушина, предназначенный для выравни вания давления внутри корпуса и атмосферного. В основании корпуса 3 имеется отверстие, для слива масла, закрытое пробкой 19.
Вытекание масла по разъему предотвращается покрытием плоскостей разъема спиртовым лаком или жидким стеклом с последующей затяжкой болтов. Применение прокладок не допускается, поскольку при затяжке болтов возможны деформации колец подшипников и нарушения посадок. Для подъема крышки корпуса и всего редуктора служат проушины 11.
Порядок выполнения работы
1. Определить основные, габаритные и присоединительные размеры редуктора (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Основные размеры редуктора
Результаты измерений занести в табл. 5.1 отчета.
Под габаритными понимают три наибольших размера редук тора по длине, высоте и ширине. Эти размеры принимаются во вни мание при размещении редуктора в приводном устройстве.
Присоединительные размеры определяют расстояния и взаимное расположение поверхностей присоединения редуктора по отношению к другим деталям. К ним относятся: размеры установочной плоскости, которой редуктор устанавливается на плиту или раму; размеры отверстий под болты для крепления редуктора и размеры, определяющие расположение этих отверстий; размеры выходных концов быстроходного и тихоходного валов и размеры, определяющие их расположение отно сительно друг друга и относительно установочной плоскости.
Межосевое расстояние (см. рис. 5.2)
,
где dб, dт – диаметры концов быстроходного и тихоходного валов.
2. разобрать редуктор:
а) отвернуть пробку 19 и слить масло;
б) отвернуть гайки, вынуть болты, снять крышку 9 редуктора, предварительно отжав ее винтом;
в) вынуть закладные крышки и регулировочные кольца;
г) вынуть валы с насаженными на них деталями. По мере изучения конструкции деталей и замеров валы укладывать на подставки;
д) снять закладные сквозные крышки;
е) ознакомиться с конструкцией и назначением всех дета лей редуктора;
3. Определить параметры зубчатых колес. Результаты замеров и подсчетов занести в табл. 5.2 отчета:
а) подсчитать число зубьев колес и шестерен быстроходной и тихоходной ступеней (см. рис. 5.1);
б) замерить диаметры вершин зубьев колес и шестерен (рис. 5.3);
в) замерить ширину венцов зубчатых колес;
г) определить направление линии зубьев колес (см. по стрелке А);
д) определить угол наклона линии зубьев.
Рис. 5.3. К определению размеров зубчатого колеса:
– нормальный шаг;
– окружной шаг;
– осевой шаг
4. Сборка редуктора производится в обратной последовательности.
Теоретические сведения,
необходимые для выполнения работы
В косозубом колесе различают нормальный mn и окружной mt модули. Эти модули связаны зависимостью
,
где β – угол наклона линии зуба на делительном цилиндре.
Нормальный модуль регламентируется по ГОСТ 9563-60. Извлечение из этого стандарта:
I ряд - 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10…
II ряд - 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7,0; 9,0…
По стандарту для колеса, нарезанного без смещения, принимает ся высота головки зуба
;
высота ножки зуба
.
Делительный диаметр
; .
Диаметр вершин зубьев
Межосевое расстояние
,
отсюда
Расчетное mn согласуется со стандартным. Межосевое расстоя ние косозубой передачи
,
отсюда
.
Значение β, подсчитанное по этому уравнению, согласуется с приведенными в таблице.
Углы наклона линии зуба на делительном цилиндре
|
аw |
100 |
125 |
150 |
|||
|
mn |
z∑ |
β |
z∑ |
β |
z∑ |
β |
|
1,00 |
198 |
8°06 34 |
247 |
8°53 06 |
297 |
8°06 34 |
|
1,25 |
158 |
9°04 07 |
198 |
8°06 34 |
237 |
9°04 07 |
|
1,50 |
132 |
8°06 34 |
165 |
8°06 34 |
198 |
8°06 34 |
|
1,75 |
113 |
8°36 09 |
141 |
9°14 55 |
169 |
9°39 21 |
|
2,00 |
99 |
8°06 34 |
123 |
10°15 47 |
148 |
9°22 00 |
|
2,25 |
99 |
8°06 34 |
110 |
8°06 34 |
132 |
8°06 34 |
|
2,50 |
99 |
8°06 34 |
99 |
8°06 34 |
118 |
10°28 34 |
|
3,00 |
99 |
8°06 34 |
99 |
8°06 34 |
99 |
8°06 34 |
Диаметр вершин зубьев колес, нарезанных со смещением инструмента, определяется по формуле
отсюда коэффициенты смещения
;
.
Образец оформления отчета
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Детали машин, ПТМ и М»
Лабораторная работа № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО
ЗУБЧАТОГО РЕДУКТОРА
Цель работы: 1. Изучение конструкции редуктора и ознакомление с основными требованиями, предъявляемыми к его сборке.
2. Определение основных параметров редуктора.
3. Определение размеров зубчатых колес и передач.
Работу выполнил: Ф.И.О.
группа
Работу принял:
Минск ____
Общий вид редуктора
Таблица 5.1
Основные габаритные и присоединительные размеры редуктора
|
Обозначение размера |
H |
L |
B |
H1 |
h |
C0 |
C1 |
C |
E |
B1 |
L1 |
L2 |
awб |
awт |
dб |
Dт |
N |
|
Значение |
Таблица 5.2
Параметры зубчатых передач и размеры зубчатых колес
|
Параметры зубчатых колес |
Расчетные уравнения |
Значения величин |
|||
|
быстроходная ступень |
тихоходная ступень |
||||
|
расч. |
замер. |
расч. |
замер. |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Тип передачи |
|||||
|
Межосевое расстояние, мм |
|||||
|
Число зубьев шестерен |
|||||
|
Число зубьев колес |
|||||
|
Диаметр вершин зубьев |
|||||
|
Диаметр вершин зубьев |
|||||
|
Ширина зубчатого колеса, мм |
|||||
|
Направление наклона линии зуба колеса |
|||||
|
Угол наклона линии зуба |
|||||
|
Передаточное число |
|||||
|
Коэффициент ширины колеса |
|||||
|
Окружной модуль, мм |
|||||
|
Нормальный модуль, мм |
|||||
|
Делительный диаметр |
Окончание табл. 5.2
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Делительный диаметр |
|||||
|
Окружной шаг, мм |
|||||
|
Нормальный шаг, мм |
|||||
|
Общее передаточное число редуктора |
Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 6
Определение пораметров
и регулировка червячног редуктора
Цель работы
1. Изучение конструкции редуктора.
2. Опре деление основных параметров червячного зацепления, червяка и червячного колеса.
3. Ознакомление с методикой регулировки осево го положения червячного колеса.
4. Регулировка натяга подшипников.
Основные правила по технике безопасности
Конструкция и описание редуктора
Расположение червяка в передаче может быть верх ним, нижним и боковым. В изучаемом редукторе червяк расположен внизу, что допустимо при окружной скорости 4…5 м/с. В этом случае предельно допустимый уровень масла должен проходить по центрам тел нижних качения подшипников. Если при этом червяк погружается в масло менее чем на 2,5 m , где m – модуль червяка, то для подачи масла в зацепление применяются разбрызгиватели.
Венец червячного колеса 9 чаще всего выполняется из бронз различных марок, а центр колеса – из стали или чугуна.
В опорах вала червяка и червячного колеса установлены подшип ники с коническими роликами. Внутренние кольца подшипников поса жены на валы с натягом, чтобы исключить проворачивание шеек и их развальцовку. Наружные кольца подшипников в корпусе устанав ливаются с незначительным зазором, облегчающим осевое перемеще ние колец при регулировках натяга подшипников и осевого положе ния червячного колеса.
Рис. 6.1. Редуктор червячный:
1 – пробка маслосливного отверстия; 2 – маслоуказатель; 3 – червяк; 4 – корпус;
5 – крышка подшипника; 6 – роликоподшипник конический; 7 – вал ведомый;
8 – кольцо; 9 – колесо червячное; 10 – болт крепления крышки с корпусом;
11 – штифт; 12 – болт стяжной; 13 – крышка корпуса; 14 – крышка люка;
15 – отдушина; 16 – прокладка; 17 – рым-болт; 18 – шайбы регулировочные;
19 – крыльчатка; 20 – шайба стопорная многолапчатая; 21 – гайка круглая шлицевая; 22 – уплотнение войлочное
В крышках 5 размещены уплотнительные кольца из войло ка, пропитанного маслом. Уплотнения препятствуют вытеканию масла из редуктора и попаданию пыли и грязи в подшипники и зацепление. Более надежными являются манжетные уплотнения. Корпус 4 и крышка 13 изготавливаются из чугуна. Эти де тали выполняются с ребрами с целью повышения жесткости и увели чения поверхности охлаждения. В нижней части корпуса имеется от верстие, закрытое резьбовой пробкой 1. Через это отверстие масло удаляется из корпуса. Для измерения уровня масла применя ется жезловый маслоуказатель 2. На крышке 14 смотрового отверстия расположена отдушина 15, предназначенная для выравнивания давле ния в редукторе и атмосферного. Через смотровое отверстие (люк) произ водится заливка масла в редуктор, контроль зубьев червячного ко леса и наблюдение за расположением пятен контакта и их величиной при регулировке осевого положения червячного колеса.
Порядок выполнения работы
Теоретические сведения, необходимые
для выполнения работы
Для устранения подрезания или заострения зубьев колеса и по лучения передач с заданным межосевым расстоянием применяют сме щение режущего инструмента (червячных фрез) при нарезании червяч ного колеса.
Величина смещения червячной фрезы
,
где aw – заданное или измеренное межосевое расстояние;
– делительное межосевое расстояние.
Коэффициент смещения червячной фрезы
По условию неподрезания и незаострения зубьев величину x рекомендуется принимать в пределах ± 0,7; геометрические параметры червяка остают ся неизменными, у червячного колеса со смещением
; .
Для червячной передачи без смещения значения пара метров q и m, необходимые для вычисления делительных диаметров червяка d1 и колеса d2, делительного угла подъема γ, расчетного шага червяка p1 и других параметров (табл. 6.1 отче та), можно определить по величинам aw, (полученным в результате измерений) и по числу зубьев z2:
; .
Отсюда ;
Рис. 6.2. Параметры передачи, червяка и червячного колеса
Значения q и m согласуются с ГОСТ 2144-76:
m = 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; … – I ряд
m = 1,5; 3,0; 3,5; 6,0; 7,0; 12,0; … – II ряд
q = 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0 … – I ряд
q = 7,1; 9,0; 11,2; 14,0; 16,0; 18,0 … – II ряд
Сборка редуктора,
регулирование предварительного натяга подшипников
и осевого положения червячного колеса
Детали редуктора и сборочные единицы червячного колеса и чер вяка монтируют в редукторе в порядке, обратном тому, в котором производится разборка. Но в процессе сборки необходимо вначале регулировать предварительный натяг подшипников, а затем осевое положение червячного колеса. Наличие зазора в подшипниках являет ся причиной радиального и осевого биения и вибрации валов. Для устранения этих явлений подбирают подшипники повышенной жесткости и регулируют их натяг.
Регулирование предварительного натяга подшипников осуществля ется постановкой под фланцы крышек металлических прокладок раз личных толщин, например: 0,1; 0,15; 0,2; 0,25 мм и т.д., причем эти прокладки используются также для регулирования осевого поло жения червячного колеса. Разность толщин прокладок дает возмож ность смещать кольца подшипников и червячного колеса с точностью до 0,05 мм.
Регулирование натяга подшипников можно производить в отдельности для вала червяка и вала червячного колеса.
Последовательность регулирования предварительного натяга
подшипников
Установить в корпус вал червяка или червячного колеса вместе с подшипниками и крышками без комплекта прокладок так, чтобы опорная поверхность одной из крышек была плотно прижата винтами к корпусу, а между второй крышкой и корпусом был зазор.
Замерить щупом зазор δ между крышкой и корпусом.
Подобрать двойной комплект металлических прокладок сум марной толщины, равной
δ + Δос ,
где Δос – допускаемая осевая «игра» вала. Например, при диаметре шейки вала d = 30...50 мм допускается Δос = 0,05…0,1 мм.
Между обеими крышками и корпусом установить пакеты про кладок толщиной 0,5(δ + Δос).
Затянуть винты крышек подшипников.
Регулирование осевого положения червячного колеса производится путем перестановки прокладок с одной стороны на другую без изменения их суммарной толщины. Если, например, необходимо переместить колесо на 0,1 мм, то для этого из правого комплекта вынимают прокладку 0,2 мм, а из левого – прокладку 0,1 мм и ме няют их местами. При этом расстояние между торцами крышек не ме няется, а следовательно, сохраняется ранее отрегулированный предварительный натяг подшипников; вал со всеми деталями и крышкой перемещается влево на величину 0,1 мм.
Последовательность регулирования осевого положения
червячного колеса
до сборки редуктора на рабочую поверхность витков червяка нанести тонкий слой краски (червяк располагать на подставке).
Провернуть червяк так, чтобы колесо повернулось на полный оборот.
Через смотровое отверстие изучить расположение пятен контакта. Типовое расположение пятен контакта изображено на рис. 6.3 а, б, в.
а б в
Рис. 6.3. Типовое расположение пятен контакта на зубьях червячного колеса
Правильность регулирования осевого положения колеса контролируется по пятну контакта («по краске») на зубьях.
Образец оформления отчета
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Детали машин, ПТМ и М»
Лабораторная работа № 6
Определение параметров
и регулировка червячного редуктора
Цель работы: 1. Изучение конструкции редуктора.
2. Определение основных параметров червячного зацепления, червяка и червячного колеса.
3. Ознакомление с методикой регулировки осевого положения червячного колеса и натяга подшипников.
Работу выполнил: Ф.И.О.
группа
Работу принял:
Минск ____
Параметры передачи, червячного колеса и червяка
Таблица 6.1
Результаты измерений и расчета параметров редуктора,
червяка и червячного колеса
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Расчетные уравнения |
Результаты |
|
|
расчета |
замера |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Редуктор |
||||
|
1 |
Диаметр |
Продолжение табл. 6.1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
2 |
Диаметр вала dт, мм |
|||
|
3 |
Размеры h1 |
|||
|
4 |
Межосевое |
|||
|
5 |
Межосевое |
|||
|
Червяк |
||||
|
6 |
Число витков |
z1 |
||
|
7 |
Коэффициент диаметра |
|||
|
8 |
Модуль, мм |
|||
|
9 |
Диаметр вершин витков червяка, мм |
|||
|
10 |
Делительный |
|||
|
11 |
Начальный диаметр червяка, мм |
|||
|
12 |
Делительный угол подъема |
(с точностью до секунды) |
||
|
13 |
Диаметр окружности впадин |
|||
|
14 |
Расчетный шаг червяка, мм |
|||
|
15 |
Длина нарезанной части червяка |
z1 равно 1 и 2 |
||
|
Червячное колесо |
||||
|
16 |
Число зубьев колеса |
z2 |
* Для шлифуемых и фрезеруемых червяков полученную по таблице величину b1 следует увеличить на 25 мм при m < 10 мм.
Окончание табл. 6.1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
17 |
Делительный |
|||
|
18 |
Наибольший |
|||
|
19 |
Диаметр вершин зубьев колеса, мм |
|||
|
20 |
Ширина венца червячного колеса, мм |
z1 равно 1 и 2 |
Контрольные вопросы