_view_aid_9039_2_Pesina_Kartak

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Б.Р. Картак, Н.Ю. Песина

100 ВОПРОСОВ И ОТВЕТОВ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой «Детали машин» Научный редактор: доц., канд. техн. наук С.В. Бутаков

Учебное пособие для студентов всех форм обучения немеханических специальностей. Материалы для подготовки к защите курсового проекта.

Приведены типовые вопросы, задаваемые при защите курсового проекта по деталям машин и основам конструирования. Даны краткие ответы на эти вопросы и ссылки на учебную литературу для более глубокого изучения поставленных вопросов.

© ГОУ ВПО УГТУ−УПИ, 2009

Екатеринбург

2009

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее учебное пособие предназначено для подготовки студента к защите курсовой работы или проекта по дисциплине «Детали машин и основы конструирования».

Перечень рассмотренных вопросов охватывает наиболее часто встречающиеся на защитах и приведенные в учебном пособии «Задания на курсовые работы и курсовые проекты» [1].

Ответы на вопросы даны в сокращенном (конспективном) виде. Для получения развернутого ответа по некоторым вопросам даны ссылки на учебную литературу.

2

1. РАСЧЕТ ПРИВОДА

1.1. На каком валу больше мощность – на быстроходном или тихоходном? И почему?

Чтобы правильно ответить на этот вопрос, необходимо уточнить у преподавателя, о какой передаче идет речь – о понижающей или повышающей? Мощность в понижающей передаче, в которой быстроходный вал является ведущим, а тихоходный – ведомым, можно узнать по формуле

PБ = PТ / η0.

Мощность в повышающей передаче, в которой быстроходный вал является ведомым, а тихоходный – ведущим, можно узнать по формуле

PБ = PТ · η0,

где η0 – коэффициент полезного действия передачи (η0<1).

1.2. На каком валу больше крутящий момент?

Крутящий момент всегда больше на тихоходном валу, что следует из расчетного уравнения

T = 9550 P·η / n,

где Р – мощность, передаваемая валом, кВт; n – частота вращения вала, об/мин;

η– коэффициент полезного действия.

1.3.Как связаны частоты вращения быстроходного и тихоходного валов?

Частоты вращения быстроходного и тихоходного валов связаны между собой через передаточное число

u = nБ / nТ,

где nБ – частота вращения быстроходного вала; nТ–частота вращения тихоходного вала.

3

1.4. По какой мощности рассчитывается привод технологической машины?

Специализированные приводы следует рассчитывать по требуемой мощности, определяемой по мощности исполнительного механизма Pим

PТр = Pим / η0,

а универсальные приводы – по установленной мощности электродвигателя.

1.5. Как определить общее передаточное число привода, состоящего из редуктора и гибкой (ременной или цепной) передачи?

Общее передаточное число такого привода определяется как произведение передаточных чисел редуктора и гибкой передачи.

u0 = uред · uг.

1.6. Какие рекомендуются рациональные диапазоны передаточных чисел для зубчатой цилиндрической, ременной и цепной передач?

Рациональные значения передаточных чисел лежат в диапазоне:

Закрытые зубчатые цилиндрические	2,5–5,0;
Открытые зубчатые цилиндрические	3–7;
Ременные (все типы)	2–3;
Цепные	2–4.
[2, с. 55; 3, с. 45]

1.7. Как изменится передаточное число привода, если увеличить синхронную частоту двигателя?

Увеличение синхронной частоты двигателя ведет к пропорциональному увеличению передаточного числа.

.

1.8. Как связаны габаритные размеры редуктора привода с синхронной частотой двигателя?

4

Главным габаритным размером редуктора является межосевое расстояние aw, которое ориентировочно определяет его длину L

				L ≈ 2aw
	aw =	d1 +d2	=		mZ1 +mZ2	=	mZ1	(1+u),
		2		2
							2

где d1 и d2 – диаметры начальных окружностей зубчатого зацепления; m – модуль зубчатого зацепления, Z1 и Z2 – число зубьев на колесах.

Рост синхронной частоты двигателя ведет к увеличению передаточного числа и, следовательно, к увеличению габаритов, а снижение – к уменьшению.

1.9. Как определить требуемую мощность двигателя, если известны частота вращения звездочки цепной передачи, ее делительный диаметр и окружное усилие на звездочке?

Требуемая мощность определяется по уравнению

P тр = P зв / η0 ,

где Рзв – мощность на звездочке, η0 – общий кпд передачи.

Мощность на звездочке, кВт P зв = FV, где F – окружное усилие, кН;

V – окружная скорость, м/с.

V = πDзв n / 60000,

где Dзв – делительный диаметр звездочки, мм;

n– частота вращения, об/мин.

1.10.Как определить требуемую мощность двигателя, если известны скорость и усилие ленты транспортера?

Требуемая мощность определяется по уравнению

P тр = FV/ η0,

где F – усилие натяжения ленты, кН; V – скорость движения ленты, м /с;

η0 – общий КПД привода.

5

1.11. Как определить требуемую мощность двигателя, если заданы частота вращения вала исполнительного механизма и крутящий момент?

Требуемая мощность двигателя определяется по уравнению

Pтр=Рим / η0,

где Рим – мощность исполнительного механизма,

η0 – общий КПД привода. Мощность исполнительного механизма

Pим=Тим· n им/9550,

где Тим – крутящий момент на валу исполнительного механизма, Нм; nим – частота вращения вала, об/мин.

1.12. Как можно определить передаточное отношение привода?

Если известны передаточные отношения отдельных ступеней привода, то общее передаточное отношение

U0 = U1·U2 …Un

Если известны частоты вращения электродвигателя и вала исполнительного механизма, то U0 = nc (1– ε /100) / nим ,

где nc – синхронная частота вращения электродвигателя;

ε– величина скольжения в процентах.

1.13.Как определить общий КПД привода?

Общий КПД привода определяется по уравнению

m

η 0 = ∏ ηik

где ηi – КПД элемента привода, в котором происходят потери мощности на трение;

m – число типов элементов привода; к – число однотипных элементов.

6

1.14. С какой целью используется редуктор в машине?

Назначение редуктора – понижение частоты вращения и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

1.15. В каких элементах привода происходят потери мощности?

Потери мощности происходят в элементах привода, которые имеют детали, перемещающиеся относительно друг друга, причем это перемещение сопровождается механическим трением. К таким элементам относятся все виды механических передач, а также подшипники и муфты.

1.16. Какая передача называется понижающей, а какая повышающей?

Общее передаточное отношение в приводе машины

U0 = nв / uим ,

где nв и uим – соответственно частоты вращения ведущего и ведомого (исполнительного механизма) валов.

Если U0 > 1, то передача является понижающей, если U0 < 1, то – повышающей.

1.17. По каким критериям работоспособности рассчитываются детали машин?

Детали машин, образующие привод, рассчитываются прежде всего по критерию прочности. В отдельных случаях детали машин рассчитываются также по критериям жесткости, износостойкости, тепловой и вибрационной устойчивости.

[2, с. 10]

1.18. Какие детали относятся к деталям общего машиностроения?

К деталям общего машиностроения относятся детали, конструкция и размеры которых регламентированы ГОСТами и которые используются в различных машинах специального назначения. К таким деталям относятся крепежные винты, зубчатые колеса, валы, подшипники и т.п.

[2, с. 7]

7

1.19. По каким критериям можно оценить качество проектирования редуктора?

Критерий технического уровня редуктора определяется по формуле

γ = m / Тт

где m – масса редуктора, кг;

Тт – вращающий момент на тихоходном валу, Нм

γ = 0,06 … 0,2

Низший уровень γ соответствует наиболее рациональным конструкциям. [3, с.275]

1.20. Степень точности изготовления деталей в общем машиностроении?

Точность изготовления общемашиностроительных деталей регламентируется ГОСТом 1643–81, предусматривающим 12 степеней точности в порядке убывания от 1 до 12. в общем машиностроении наибольшее применение находят степени точности от 6 до 9.

Степень точности для механических передач выбирают в зависимости от назначения и условий работы. Так, для высокоточных передач рекомендуется 6-ая степень точности, для точных передач – 7-ая, для передач средней точности – 8-ая, для пониженной точности – 9-ая.

[2, с. 24]

8

2.РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

2.1. Что такое модуль передачи?

Модуль зубчатой передачи – это число в π раз меньшее делительного окружного шага p

m= p/π

Сцелью обеспечения взаимозаменяемости зубчатых колес и унификации зуборезного инструмента значения модулей стандартизированы.

[ 2, с. 20]

2.2. Что такое шаг зубчатого колеса?

Окружным шагом зубьев p называется расстояние между одноименными сторонами двух соседних зубьев, измеренное по дуге окружности (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Окружной шаг зубчатого колеса

[2, с. 20]

2.3. Что такое головка зуба, ножка зуба и как выражается их высота через модуль?

Часть зуба, расположенная между окружностью вершин зубьев и делительной окружностью, называют головкой зуба, ее высоту обозначают hа.

Часть зуба, расположенную между окружностью впадин и делительной окружностью, называют ножкой зуба, ее высоту обозначают hf.

9

Для нулевых передач, т.е. у передач для которых суммарный коэффициент смещения х∑ = 0, ha = m, hf = 1,25m.

Рис. 2.3. Геометрия зуба

[2, с. 22]

2.4. Как называется прямая линия, на которой происходит контакт зубьев при передаче движения?

Эта прямая называется активным участком ab линии зацепления АВ, в свою очередь являющейся участком производящей прямой MN. Положение производящей прямой MN определяется углом зацепления dw, образуемым этой прямой и перпендикуляром к линии центров в полюсе зацепления Р. Последовательность построения зубчатого зацепления показана на рис. 2.4.1–2.4.3 [2, с. 19–20]

2.5. Что такое коэффициент перекрытия, допустимое минимальное значение его величины?

Коэффициентом торцевого перекрытия εα называется отношение угла поворота зуба ab в процессе зацепления к угловому шагу (рис. 2.5):

εα = ab/pbt,

где pbt – основной окружной шаг (pbt = 2π/z).

В прямозубых передачах должно выполняться условие εα ≥ 1,1.

10