С.В. Герасименко Прикладная механика. Программа курса, методические указания и контрольные работы

10

Вопросы для самопроверки.

1.В каких случаях применяют подшипники скольжения вместо подшипников качения?

2.Какие режимы трения различают в подшипниках скольже-

ния?

3.Классификация подшипников скольжения в зависимости от направления воспринимаемой ими нагрузки.

4.Из каких материалов изготавливают корпус и вкладыши подшипников скольжения?

5.Как рассчитывают подшипники скольжения в режиме полужидкостного трения?

2.4.4.Муфты

Назначение механических муфт приводов. Классификация муфт. Конструкция и характеристика постоянных, сцепных и комбинированных муфт. Выбор стандартных и нормализованных муфт. Примеры расчета упругих , компенсирующих и предохранительных муфт.

Вопросы для самопроверки.

1.Классификация муфт по принципу действия.

2.На какие виды подразделяются постоянные муфты?

3.Назначение и конструкция шарнирных муфт.

4.Назначение и конструкция упругих муфт.

5.Назначение и конструкция предохранительных и обгонных

муфт.

6.По каким параметрам производится выбор муфт для механических приводов?

Методические указания

При освоении данного раздела следует знать назначение, область применения, достоинства, недостатки и классификацию осей и валов, подшипников качения и скольжения, муфт механических приводов, получить навыки в изучении их конструкций и методов расчета.

11

3. КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ

3.1. Цель и содержание работ

Цели выполнения контрольных работ – закрепление теоретического материала соответствующих разделов курса, приобретение навыков работы со справочной нормативно-технической литературой и изучение основ конструирования деталей машин и механизмов общего назначения. По курсу "Прикладная механика" выполняют две контрольные работы, содержащие по три задачи в каждой. Контрольные работы, предлагаемые студентам, содержат материал одной части курса "Детали машин" с элементами теории машин и механизмов. Группу задач и вариант для выполнения контрольных работ выбирают следующим образом. Контрольные задания содержат пять групп задач по шесть задач в десяти вариантах в каждой группе. Группу задач выбирают по последней цифре номера зачетной книжки согласно табл. 1.

Таблица 1

Последняя цифра номера	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Номер группы задач	0	1	2	3	4	0	1	2	3	4

Вариант в каждой задаче выбирают соответственно предпоследней цифре номера зачетной книжки студента. Например, студенту, имеющему номер зачетной книжки ГПз-83-9023, необходимо выполнять по каждому контрольному заданию соответствующие задачи третьей группы варианта 2, а, например, для номера СПз-82-9465 студенту следует выполнять задачи нулевой группы варианта 6. Если предпоследняя цифра номера ноль, студенту необходимо выполнять задачи варианта 10 своей группы.

3.2. Оформление контрольных работ

Работу выполнять в отдельной тетради, оставляя с поля для замечаний рецензента.

12

На титульном листе работы необходимо четко указать фамилию и инициалы студента, номер зачетной книжки, название дисциплины, номер работы и дату отправки в университет.

Решение задач и пояснения к ним следует излагать аккуратно, сопровождая в случае необходимости ссылками на литературу; чертежи и схемы выполнять в тетради по мере решения задачи.

Контрольные работы, выполненные без соблюдения этих правил или выполненные не по своему варианту, не рецензируются и возвращаются студенту. При получении прорецензированных, но не зачтенных работ студенту следует исправить ошибки, отмеченные рецензентом, и прислать работы на повторное рецензирование. Все исправления необходимо делать в той же тетради, в которой была выполнена данная работа. При работе над ошибками в случае необходимости следует добавлять в тетрадь нужное количество листов. Не рекомендуется стирать ошибки, отмеченные рецензентом.

3.3. Общие указания по решению задач

ЗАДАЧА 1

Относится к разделу курса прикладной механики "Соединения". Решение задачи связано с расчетом сварных соединений деталей машин и конструкций. Содержание задач включает расчеты стыковых и угловых сварных соединений. Указания и расчеты сварных соединений дан-

ной группы задач приведены в [1, с. 50 - 54; 3, с. 3 - 27; 4, с. 24 – 39; 5, с. 277-280; 7, с. 35-50; 8, с. 12-24].

ЗАДАЧА 2

Посвящена геометрическому, силовому и прочностному расчетам зубчатых передач. В исходных данных заложены схемы двухступенчатых механических приводов, содержащие одноступенчатые зубчатые редукторы трех типов:

–цилиндрические: указания по расчету приведены в [1, с. 216220; 4, с. 199-211; 5, с. 99-106; 6, с. 44-56];

–конические: необходимые рекомендации для их расчета пред-

ставлены в [1, с. 220-222; 4, с. 211-218; 5, с. 126-131; 6, с. 56-61];

13

– червячные: указания по расчету представлены в [1, с.248251; 4, с. 236-250; 5,c. 161-163; 6, с.74-85].

Для выполнения задачи необходимо произвести кинематический расчет привода, используя при этом рекомендации [6, с. 17-20].

ЗАДАЧА 3

Посвящена разделу курса прикладной механики "Валы, оси и подшипники". С использованием данных задачи № 2 необходимо произвести расчет на статическую прочность вала (ведущего или ведомого), подобрать для него подшипники, проверить их на долговечность и выполнить эскиз вала. При выполнении задачи соответственно необходимо использовать:

–при расчете вала на статическую прочность - [1, с. 284-288; 3, с. 196-201; 4, с. 273-282; 5, с. 193-199; 6, с. 105];

–подборе подшипников и проверке их долговечности - [1, с. 313-320; 3, с. 214-218; 4, с. 361-369; 5, с. 212-215, 226-230; 6, с. 106-113];

–разработке конструкции вала - [2, с. 327-333].

3.4.Контрольные задания

0-я группа задач

ЗАДАЧА 1

Рассчитать сварное стыковое соединение двух горячекатаных полос толщиной S (полоса S х 40 ГОСТ 103-76) из стали ст. 3 сп., испытывающей действие изгибающего момента М (рис. 1). Сварка ручная электродами повышенного качества. Параметры S и М приведены в табл. 2.

Таблица 2

Величина					Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
S, мм	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24
M, kH	0.2	0.3	0.4	0.4	0.5	0.6	0.6	0.7	0.7	0.8

14

S

M

V

l = 40

Рисунок - 1

ЗАДАЧА 2

На рис. 2 показана схема приводной установки, состоящей из электродвигателя 1, плоскоременной передачи 2 и цилиндрического одноступенчатого редуктора 3. Необходимо произвести расчет привода и рассчитать зубчатую передачу по данным, приведенным в табл. 3.

Недостающими данными задаться. Срок службы передачи 20000 часов.

3

2

1

M

Рисунок - 2

15

Таблица 3

Величина					Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
P, кВт	0,9	1,3	1,7	2,6	3,4	4,4	4,8	6,2	6,6	7,6
n, мин-1	76	80	84	92	104	116	122	126	132	138

Материалы и термообработка: а) шестерни – сталь 40Х, улучшение б) колесо – сталь 45, нормализация.

ЗАДАЧА 3

По данным задачи 2 рассчитать ведомый вал цилиндрической передачи редуктора и подобрать для него подшипники качения. Недостающие данные принять конструктивно. Дать рабочий эскиз вала.

1-я группа задач

ЗАДАЧА 1

Рассчитать сварное нахлесточное соединение фланговыми швами полосы с косынкой (рис. 3). Материал деталей сталь ст.3. Сварка ручная электродом Э 42. Ширина полоски b, нагрузка F заданы в табл. 4.

А – А

S

K

F

b

A

A

Рисунок - 3

16

Таблица 4

Величина					Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
b, мм	240	250	260	280	300	350	400	420	450	450
F, кH	60	60	80	90	100	100	110	130	140	160

ЗАДАЧА 2

Приводная установка (рис. 4) содержит электродвигатель 1, клиноременную передачу 2 и цилиндрический редуктор 3. Произвести кинематический и силовой расчет установки и рассчитать косозубую зубчатую передачу по данным, заданным в табл. 5. Срок службы передачи 25000 часов. Недостающими данными задаться.

3

2

1

M

Рисунок - 4

Таблица 5

Величина					Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
P, кВт	0,7	0,9	1,3	1,9	2,5	2,7	3,5	4,7	5,7	6,7
n, мин-1	135	111	87	71	95	85	77	69	198	193

Материалы и термообработка: а) шестерни – сталь 40Х, улучшение б) колесо – сталь 45, нормализация.

17

ЗАДАЧА 3

По данным задачи 2 рассчитать ведущий вал цилиндрической передачи редуктора и подобрать для него подшипники. Недостающие данные принять конструктивно. Дать рабочий эскиз вала.

2-я группа задач

ЗАДАЧА 1

Рассчитать лобовой шов (рис. 5), соединяющий два листа толщиной S при действии силы F. Параметры S, F, материал деталей, вид сварки и тип электрода приведены в табл. 6.

S

F

F

Рисунок - 5

Таблица 6

Величина					Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9		10
S, мм	6	7	9	10	12	12	14	14	16		18
F, kH	80	80	100	110	120	130	140	150	160		180
Сварка		Сталь ст. 3,					Сталь 30,
	ручная, электрод Э50А					Ручная, электрод Э42

ЗАДАЧА 2

Механическая приводная установка, показанная на рис. 6, состоит из электродвигателя 1, плоскоременной передачи 2 и конического редуктора 3. Необходимо произвести кинематический и силовой расчет привода, рассчитать коническую зубчатую передачу конического редуктора, по данным, заданным в табл. 7. Передаточное число конического редуктора 2,5. Срок службы передачи 30000 часов. Недостающими данными задаться.

18

																							2		1
					3
Таблица 7						Рисунок - 6																			M
Величина											Варианты
	1	2	3				4			5				6				7					8			9	10
P, кВт	1,2	1,9	2,1				2,9			3,9				4,9				5,1					5,8			6,4	7,5
n, мин-1	69	79	89				165			215				99				119					265			280	310
Материалы и термообработка:								а) шестерни – сталь 40Х, улучшение
								б) колесо – сталь 45, нормализация.

ЗАДАЧА 3

По данным задачи 2 рассчитать быстроходный вал редуктора и подобрать для него подшипники качения. Недостающие данные принять конструктивно, считая ориентировочно расстояние между подшипниками l = 5d, где d – диаметр вала, определяемый по крутящему моменту. Дать рабочий эскиз вала.

3-я группа задач

ЗАДАЧА 1

Рассчитать нахлесточное сварное соединение уголка с косынкой (рис. 7) при действии силы F (задана в табл. 8). Соединение следует сконструировать равнопрочным цельному элементу. Недостающими данными задаться самостоятельно.

19

F

l2ф

0						F
= 2z
0
l

l1ф

Рисунок - 7

S

B

z 0

Таблица 8

Величина					Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
F, kH	200	210	220	230	240	250	260	280	300	320

ЗАДАЧА 2

Двухступенчатый механический привод, изображенный на рис. 8, включает в себя электродвигатель 1, клиноременную передачу 2 и конический одноступенчатый редуктор 3. Необходимо произвести кинематический и силовой расчет привода, рассчитать коническую зубчатую передачу редуктора, если мощность на выходном валу привода P и частота вращения выходного вала n заданы в табл. 9. Передаточное число

							2	1
3

M

Рисунок - 8