Дулевич А.Ф. Сурус А.И. Методичка для заочников, Детали машин

недостатки колодочных тормозов и область их применения? 18. Какие требования и из какого материала изготавливают колодки и тормозные накладки? 19. Как определяют размеры колодок и тормозов? 20. В чем заключается проверочный расчет колодочных тормозов? 21. Какие различают виды ленточных тормозов? Как они устроены и работают? 22. Каковы достоинства и недостатки ленточных тормозов? 23. Из каких материалов делают ленты и как их рассчитывают? 24. Где применяют простой, дифференцированный и суммирующий ленточный тормоз? 25. Как устроены и работают дисковые и конусные тормоза, где их применяют и как рассчитывают?

Тема 26. Необходимо изучить конструкцию, назначение, параметры, область применения и расчет различных видов канатов

ицепей, полиспастов, блоков, звездочек, барабанов, крюковых подвесок, крюков, грузовых петель, клещевых и эксцентриковых захватов, грейферов, ковшей и электромагнитов, способы закрепления концов каната или цепи на барабане.

Вопросы для самопроверки. 1. Какова конструкция стальных канатов и чем отличаются между собой канаты одинарной, двойной

итройной свивок? Назначение и виды сердечников. 2. Как рассчитывают и подбирают по стандартам стальные канаты? 3. Как устроены сварные и пластинчатые грузовые цепи? Какие различают их виды и где применяют? 4. Как рассчитывают и подбирают по стандартам сварные и пластинчатые цепи? 5. Как устроены блоки для канатов и цепей и из каких материалов их изготавливают? Как определяют диаметр блока? 6. Для чего служат полиспасты и какие различают их виды? 7. Каковы достоинства и недостатки сдвоенного полиспаста по сравнению с одинарным (простым)? 8. Как определяют усилия и скорости в ветвях каната полиспаста? 9. Как определяется КПД полиспаста? 10. Какие виды блоков и барабанов знаете? 11. Как определяются их размеры? 12. Когда применяется звездочка вместо блока? 13. Как определяется диаметр звездочки для сварной и пластинчатой цепи? 14. Когда применяются однорогие и двурогие крюки? 15. Как подбирают крюки по стандартам? 16. Когда применяют грузовые петли и их расчет? 17. Конструктивная особенность нормальной и укороченной подвесок, из чего они состоят, область применения и расчет отдельных составляющих. 18. Как устроены и когда применяют клещевые и эксцентриковые захваты?

23

Тема 27. Необходимо ознакомиться со схемами механизмов подъема с ручным и механическим приводом и со схемами соединения барабана с редуктором. Затем усвойте следующие вопросы: выбор полиспаста и его кратности, определение натяжения каната, определение пускового момента подъема, методика определения тормозного момента, времени пуска и торможения, определение мощности установившегося движения, выбор двигателя, проверка его по значению пускового момента, определение общего передаточного числа привода, выбор передач привода и значения их передаточных чисел.

Необходимо изучить схемы механизмов передвижения крана и крановой тележки, область применения этих механизмов; материал и расчет ходовых колес; рельсы, их разновидности, материал и определение размеров; сопротивление передвижению и определение пускового и тормозного моментов; определение мощности и выбор двигателя; определение общего передаточного числа механизма передвижения и выбор отдельных передач привода.

Необходимо изучить схемы поворота крана; определение сопротивления повороту и мощности двигателя; конструкцию и расчет опор поворотной части крана, фундаменты поворотных кранов; противовесы, их назначение и определение необходимой массы.

Необходимо изучить схемы механизмов изменения высоты стрелы с механическим, гидравлическим и канатным приводом; области их применения и основные расчетные зависимости.

Необходимо ознакомиться с металлоконструкциями грузоподъемных машин, изучить схемы ферм мостовых и поворотных кранов; материалы элементов ферм; расчетные нагрузки, допускаемые напряжения и основные положения расчета металлоконструкций поворотных кранов на колонне и кранов с верхней внешней опорой; устройства, обеспечивающие безопасность работы механизмов.

Вопросы для самопроверки. 1. Какие различают схемы механизмов подъема с механическими и канатными приводами? Их преимущества, недостатки и область применения. 2. Как соединяется барабан с редуктором? 3. Как определяется пусковой и тормозной моменты в канатном механизме подъема, а также время пуска и торможения? 4. Что такое коэффициент перегрузки двигателя и пусковой период? 5. Как определяется мощность электродвигателя механизма подъема груза и как выбирают электродвигатель по каталогу? 6. Как производится проверка

24

электродвигателя по значению пускового момента? 7. Как определяется передаточное число привода механизма подъема груза и какие механические передачи он включает? 8. Какие различают схемы механизмов передвижения кранов и крановых тележек? 9. Как устроены ходовые колеса? 10. Какие различают типы крановых путей и как определяют их размеры? 11. Как определяют момент сопротивления движению грузоподъемных машин? 12. Как определяют мощность электродвигателя механизмов передвижения грузоподъемных машин? 13. Как определяют передаточное число привода механизмов передвижения и какие механические передачи он включает? 14. Какие различают схемы механизмов поворота грузоподъемных машин? 15. Как определяют момент сопротивления крана его повороту? 16. Как определяют мощность электродвигателя механизма поворота крана и как подбирают его по каталогу? 17. Как устроены опоры поворотной части крана и как эти опоры рассчитываются? 18. Как рассчитывают фундамент поворотного крана? 19. Для чего и где применяют противовес и как определяют его массу? 20. Какие различают схемы механизмов изменения вылета стрелы и груза? 21. В каких кранах применяют механизмы изменения вылета стрелы и груза? 22. Как определяют момент сопротивления изменения вылета стрелы и мощность электродвигателя? 23. Какие различают схемы металлоконструкций (ферм) мостовых и поворотных кранов? Из каких материалов они выполняются? 24. Из каких основных частей состоят фермы мостовых и поворотных кранов? 25. Как рассчитываются фермы мостовых и поворотных кранов? 26. Для чего и какие устройства предусмотрены для безопасной работы механизмов.

Тема 28. Необходимо ознакомиться с классификацией, характеристиками, принципом работы, конструктивными особенностями транспортирующих машин с тяговым органом.

При изучении ленточных конвейеров обратите внимание на следующие вопросы: схемы устройства и области применения стационарных и передвижных конвейеров; загрузочные и разгрузочные устройства и их назначение; натяжные устройства, их типы и способы установок; ленты, барабаны и поддерживающие ролики, их разновидности и области применения; определение ширины ленты, расчет прорезиненных лент; методика определения потребной мощности двигателя.

При изучении цепных конвейеров усвойте следующие

25

вопросы: схемы устройства и области применения цепных конвейеров; грузотянущие, грузотолкающие и грузонесущие конвейеры; тяговые цепи, их разновидности, области применения и расчет; конструкция звездочек и поддерживающих роликов; определение производительности конвейера; методика определения потребной мощности привода.

При изучении элеваторов усвоить следующие вопросы: ковшовые, полочные и люлечные элеваторы; схемы устройства элеваторов и области их применения; конструкции ковшей, полок (захватов) и люлек; определение производительности элеваторов; методика определения потребностей мощности привода.

Вопросы для самопроверки. 1. Где применяют транспортирующие машины с тяговым органом? Каковы основные параметры этих машин? 2. Что представляет собой плотность (объемная масса) и угол естественного откоса материала? Как определяется объемная, весовая и штучная производительность транспортирующих машин с тяговыми органами? 4. От чего зависит выбор скорости тягового органа? 5. Как устроен ленточный конвейер

ииз каких основных частей он состоит? 6. Конструкция загрузочных

иразгрузочных устройств и где они устанавливаются? 7. Виды транспортерных лент: резинотканевые, резинотросовые и стальные. Где их применяют? 8. Как определяют ширину ленты? 9. Как рассчитывают и подбирают резинотканевые ленты? 10. Как устроены барабаны ленточных конвейеров? Из каких материалов их изготавливают? 11. Как определяют диаметр и длину барабана? 12. Какими способами увеличивают силу трения между лентой и приводным барабаном? 13. Каковы конструкции натяжных устройств, где они устанавливаются и их назначение? 14. Какова конструкция роликоопор? Чем отличаются роликоопоры на холостой

ирабочей ветвях конвейера? 15. Как определяют диаметр и длину роликоопор? 16. Как определяют сопротивления движения ленты на отдельных участках конвейера? 17. Как определяют тяговые усилия на приводном барабане? 17. Как определяют мощность электродвигателя, производится кинематический расчет и подбирают передачи привода ленточного конвейера? 19. Какие виды цепных конвейеров и где их применяют? Каковы их достоинства и недостатки? 20. Каковы конструктивные особенности несущего звена цепного конвейера? 21. Какие натяжные устройства применяются в цепных конвейерах? 22. Как определяют ширину пластинчатых

26

конвейеров? 23. Как определяют тяговые усилия на приводной звездочке цепных конвейеров и какие при этом учитывают сопротивления? 24. Какие виды транспортных цепей, как они устроены, из какого материала их выбирают и как подбирают по стандартам? 25. Конструкция звездочек и как определяют их диаметр? 26. Как определяют мощность электродвигателя, производится кинематический расчет и подбирают передачи привода цепного конвейера? 27. Какие различают типы элеваторов? Как они устроены и где применяются? 28. Как устроены ковши, шнеки и люльки элеваторов и от каких факторов зависит их форма? 29. Из каких основных частей состоит элеватор? Их конструктивная особенность? 30. Какие тормозные устройства применяют в элеваторах и их роль? 31. Как определяют производительность элеваторов? 32. Как определяется мощность электродвигателя, производится кинематический расчет и подбираются передачи привода элеватора?

Тема 29. Необходимо ознакомиться с классификацией, характеристиками, принципами работы и конструктивными особенностями транспортирующих машин без тягового органа. При этом обратить внимание на составление условия работоспособности конвей-еров.

Вопросы для самопроверки. 1. Какие различают гравитационные конвейеры? Какова их конструкция, где применяют и условия их работоспособности? 2. Из каких основных частей состоит роликовый конвейер? 3. Условия работоспособности роликовых конвейеров с приводными и неприводными роликами? 4. Как определяется производительность роликового конвейера с приводными роликами? 5. Как определяют мощность электродвигателя, производят кинематический расчет и выбирают передачи привода роликового конвейера? 6. Каков принцип работы качающихся конвейеров? Их виды. 7. Каков принцип работы винтовых конвейеров? Их достоинства и недостатки. 8. Условия работоспособности винтового конвейера. Как считать его производительность? 9. Какие различают основные схемы пневмотранспорта? Их достоинства и недостатки. 10. Как устроены всасывающий и нагнетающий пневмотранспорт и где он применяется? 11. Каковы условия работоспособности пневмотранспорта? 12. Какова методика расчета пневмотранспорта? 13. Какие различают схемы гидротранспорта? Принцип его работы.

27

Тема 30. Необходимо уяснить значение механизации и автоматизации производственного процесса, а также способы их осущест-вления. Познакомиться с устройствами, обслуживающими автоматические линии и гибкие технологические системы. Уяснить назначение промышленных роботов, область применения, их характеристики, системы управления и основные части, а также изучить механизмы роботов.

Вопросы для самопроверки. 1. Каково значение комплексной механизации в ускорении научно-технического процесса? 2. Как осуществляется автоматизирование производства? Из каких устройств могут состоять автоматическая линия и гибкая технологическая система? 3. Каково назначение составляющих: магазин, транспортер, толкатель, поворотные устройства, кантователи, накопители, дозаторы, напольные погрузчики, штабелеры? 4. Назовите машины для механизации и автоматизации складских операций.

28

3.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАЧ

ИКОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

3.1. Общие указания по выполнению контрольных заданий

По учебным планам по курсам «Детали машин, основы конструирования и ПТМ отрасли», «Детали машин», «Детали машин и ПТМ» предусмотрено проведение двух контрольных работ. В одном семестре задачи №1, 2, 3, 4 и в другом семестре задачи №5 и 6.

Контрольные задания состоят из 10 групп задач. Все задачи каждой группы даны в 10 вариантах. Обязательной для выполнения является та группа задач контрольного задания, номер которой соответствует последней цифре номера зачетки студента, и тот вариант этой группы, который соответствует предпоследней цифре номера зачетки студента.

Например, студент, имеющий номер зачетной книжки 785984, должен выполнить задачи 4 группы по данным варианта 8. Если последняя цифра номера зачетки студента ноль, он должен выполнить задачи 10-й группы. Если предпоследняя цифра номера зачетки студента ноль, то он выполняет задачи 10 варианта.

Контрольные работы выполняются на отдельных сброшюрованных листах формата А4 или в школьной тетради с полями по вертикали, оставляемыми для замечаний рецензента.

При решении задач необходимо полностью переписать условие с изображением соответствующего рисунка, указать все действующие на них усилия и моменты и выписать заданные величины с соответствующей таблицы. Эскиз рисунка и необходимых поясняющих расчет схем для решения выполняют от руки с соблюдением требований стандартов. На рисунках и расчетных схемах размеры и параметры должны быть обозначены теми же буквами, что и в расчетных фор-мулах.

При решении задач сначала наметьте ход решения и те допущения, которые могут быть положены в его основу, а затем проведите само решение. Все необходимые вычисления проделайте сначала в общем виде, а затем в той же последовательности вместо буквенных обозначений проставьте числовые значения и сразу дайте искомый результат с размерностью без промежуточных вычислений и сокращений. При этом необходимо придерживаться стандартных условных обозначений физических величин.

29

Решение должно быть выполнено в определенной последовательности, чтобы был виден логический ход решения, обосновано теоретически и пояснено необходимым текстом и краткими формулировками произведенных действий. Все расчеты должны сопровождаться поясняющими рисунками с условными обозначениями параметров.

При выполнении заданий обязательно необходимо указать литературу с указанием конкретной страницы, откуда взяты формулы, коэффициенты, допускаемые напряжения и другие величины.

Все расчеты необходимо производить в единицах СИ – в м, мм, м2, м3, мм2, мм3, м4, Н, МН, Н·м, Па, МПа. Достаточная точность машиностроительных расчетов: для сил – в десятках долей чисел Н, для моментов – в сотых долей чисел Н·м, для напряжений – в десятках долей чисел МПа, для мощностей – в десятках долей чисел Вт, для угловых скоростей – в десятках долей чисел с–1 .

После нахождения искомых величин обязательно проставлять их единицы. Единицы правой и левой частей уравнений должны совпадать, если теоретическая записана в развернутом виде.

Например, формула d = 3	10M	для расчета осей круглого сечения,
	[σизг ]

где d – диаметр оси, мм; М – момент, изгибающий ось, Н·мм; [σизг] – допускаемое напряжение на изгиб, МПа; здесь единицы левой и

правой частей формулы – миллиметры.

Контрольные задания, оформленные небрежно и без соблюдения предъявленных к ним требований, не рассматриваются и не зачитываются.

Выполненные контрольные работы высылаются в университет на рецензирование.

Студент должен исправить все ошибки, отмеченные рецензентом, а в случае незачтения работы исправить ошибки и отослать ее в университет на повторное рецензирование.

3.2. Методические указания по выполнению задачи № 1

Методика расчета задач данного типа зависит от схемы нагружения резьбового соединения. Вот почему для правильного решения необходимо вначале ознакомиться с теорией расчета рассматриваемого случая. Кроме расчетов болтов, в задачах необходимо рассчитывать сварное соединение, методика расчета

30

которого зависит от типа шва.

3.3. Методические указания по выполнению задачи № 2

Для успешного выполнения данного типа задач студент должен понять назначение передачи, отличить силовую передачу (увеличивающую крутящий момент) от мультипликатора (увеличивающего угловую скорость); четко представлять взаимосвязь между мощностью P, угловой скоростью ω и крутящим моментом T; знать, как определяется передаточное число U и коэффициент полезного действия (КПД) передачи, как изменяется мощность P, угловая скорость ω и крутящий момент T от ведущего к ведомому валу.

Для решения задачи в табл. М1 приведены значения КПД.

Таблица М1

Значение КПД механических передач (без учета потерь в подшипниках)

		Тип передачи	В масляной		Открытая
			ванне
	Зубчатая цилиндрическая или коническая		0,96	− 0,98	0,94
	Червячная с цилиндрическим червяком при
	числе заходов червяка
	Z1	= 1	0,70		0,50
	Z1	= 2	0,75		0,60
	Z1	= 4	0,80	− 0,90		−
	Цепная (с втулочной, роликовой или зубчатой		0,95	− 0,97	0,90	− 0,95
	цепью)
	Фрикционная		0,90	− 0,95	0,70	− 0,88
	Ременная (плоскоили клиноременная)			−	0,94	− 0,97

Примечание. Для одной пары подшипников η = 0,99; для муфты η = 0,98.

3.4. Методические указания по выполнению задачи № 3

При выполнении задач данного типа необходимо вначале определить стандартные размеры резьбы из расчета на износостойкость по критерию среднего давления [p] в резьбе и продольного изгиба (если винт работает на сжатие). Для выбранной резьбы проверить условие самоторможения, чтобы приведенный угол трения φ’ был больше угла подъема винтовой линии γ. После этого необходимо произвести проверочный расчет винта по 4 теории прочности от совместного действия сжатия (растяжения) и кручения,

31

вызванного силами трения в резьбе. Если условия прочности не выполняются, необходимо изменить параметры резьбы. Далее надо определить высоту гайки Н; найти число витков резьбы; проверить витки резьбы на изгиб и срез; определить наружный диаметр гайки d2 из условия прочности на растяжение (сжатие) с учетом кручения; из геометрического соотношения принять диаметр буртика гайки dб и проверить его на смятие; найти высоту буртика hб и проверить его на срез и изгиб; из условия равенства моментов найти длину рукоятки lp.

3.5. Методические указания по выполнению задачи № 4

Вначале необходимо определить минимальный диаметр вала d1 из условия прочности на кручение. Остальные посадочные диаметры найти из соотношений: d2 = d1 + (5–7) мм, d3 = d2 + (3–7) мм с округлением значения кратного пяти, так как на этом диаметре устанавливается подшипник, d4 = d3 + (5–10) мм. Значения d1, d2 и d4 округляются до ближайших стандартных. Выбрать тип подшипников (радиального или радиально-упорного, шарикового или роликового) исходя из соотношения сил, действующих в зацеплении. В зависимости от выбранного типа определить точки приложения сил в опорах подшипников, так как на схемах даются значения А, Б, В, Г от середины ширины подшипников и ступиц деталей передач. Определить реакции в опорах подшипников. Построить эпюры крутящего момента, изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, суммарную эпюру изгибающего и крутящего моментов, действующих на вал. Выполнить проверочный расчет подшипников на долговечность по динамической грузоподъемности. Выбрать размеры стандартных призматических шпонок исходя из диаметра вала и длины ступицы. При этом длину ступицы lст определить из соотношения lст = (1,2–1,6) d4(1) мм, а длину шпонки: lш = lст – (5– 10) мм. Полученные значения длины шпонки округлить до ближайшего стандартного значения. Выполнить ее проверочный расчет по напряжениям смятия. Если условие прочности не выполняется, возможно увеличить количество шпонок до трех. Определить опасные сечения вала в местах, где действуют максимальные изгибающие и крутящие моменты с учетом концентраторов напряжений. Выбрать материал вала. Выполнить проверочный расчет вала на усталость от совместного действия изгиба и кручения по коэффициенту запаса прочности в опасных сечениях вала. Если условие прочности не

32