Лабораторная работа № 1

1 2 3 4 5

Кафедра механики и технологии машиностроения

ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

Учебно-методическое пособие

к организации и проведению лабораторных работ.

Уфа

Издательство УГНТУ

2018

В учебно-методическом пособии к организации и проведению лабораторных работ изложены описание и порядок проведения лабораторных работ по основным темам дисциплины «Детали машин и основы конструирования». Приведены методики обработки результатов испытаний, требования к оформлению и контрольные вопросы для защиты лабораторных работ.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов всех форм обучения высшего образования по специальности 21.05.06 «Нефтегазовая техника и технологии».

Составитель: Ягафарова Х.Н., доц., канд. филос. наук

Рецензенты: Арсланов И.Г., проф., д-р техн. наук

Шакуров Н.Г., – доц., канд. техн. наук

нефтяной технический университет», 2018

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….	2
Лабораторная работа №1……………………………………………………....	3
Лабораторная работа №2……………………………………………………....	7
Лабораторная работа №3……………………………………………………....	10
Лабораторная работа №4……………………………………………………....	14
Требования к оформлению лабораторных работ………………………….…	17
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………...	18

ВВЕДЕНИЕ

Учебная дисциплина «Детали машин и основы конструирования» является завершающей в группе общепрофессиональных дисциплин, таких как инженерная графика, материаловедение, теоретическая механика, сопротивление материалов и др. Содержание курса предусматривает изучение основ расчета и проектирования деталей машин и механизмов общего назначения и устанавливает знания для освоения специальных дисциплин. Методом исследования является анализ физических процессов, происходящих при работе деталей машин, с последующей экспериментальной проверкой результатов и разработка их инженерной оценки по различным критериям работоспособности. Здесь будущий инженер впервые сталкивается с многообразием тесно связанных между собой факторов, влияющих на выбор того или иного решения поставленной задачи. Нередки случаи, когда влияние отдельных факторов на несущую способность деталей машин не может быть учтено теоретическим путем, а оценивается на основании практики их эксплуатации или результатов специально поставленных экспериментов. Отсюда следует, что экспериментальное изучение работы деталей машин является неотъемлемой частью курса.

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; 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. Самостоятельное выполнение студентами лабораторных работ имеет большое значение, так как учит их практическому применению теоретических знаний, знакомит с контрольно-измерительным инструментом, обогащает представлениями о деталях и механизмах их различных областей техники, тем самым расширяя их технический кругозор.

Тематика и содержание лабораторных работ подчинены задаче освещения узловых вопросов курса «Детали машин и основы конструирования» и преподаватель имеет возможность выбора темы в зависимости от имеющегося оборудования и количества часов, отведенных на их выполнение в соответствии с учебными планами. Перед тем как приступить к выполнению выбранной лабораторной работы, студент должен усвоить краткие теоретические положения по теме, изучить объект исследования, приборы и инструменты, методику проведения эксперимента и обработки результатов и затем представить отчет.

Лабораторная работа № 1

Тема: "Определение основных параметров цилиндрического зубчатого редуктора".

Цель работы: ознакомление с конструкцией редуктора и назначением его деталей; составление кинематической схемы реального зубчатого редуктора; определение основных параметров зубчатых пар редуктора путем их замера и расчета.

Оборудование: цилиндрический одно- и двухступенчатый (предпочтительно стандартный) редуктор с прямо- и косозубыми колесами; набор гаечных ключей, отвертки, молоток с мягким бойком, кронциркуль, штангенциркуль, штангензубомер, угломер универсальный, сборочный чертеж редуктора, краска для получения отпечатков зубьев.

Теоретическое обоснование. Редуктором называется закрытая зубчатая передача, предназначенная для понижения угловой скорости ведомого вала по сравнению с ведущим. Уменьшение угловой скорости сопровождается увеличением вращающего момента на ведомом валу. Для редуктора значения передаточного отношения и передаточного числа совпадают. На схемах редукторов (рис. 2) валы обозначаются римскими цифрами – быстроходный (ведущий, входной) вал, к которому присоединяется вал двигателя, цифрой I, а – тихоходный (ведомый, выходной) вал цифрой II.

Рисунок 2 – Кинематические схемы зубчатых редукторов

Редукторы бывают одно- и многоступенчатые. Передаточное число многоступенчатого редуктора равно произведению передаточных чисел отдельных ступеней:

u_общ = u₁ · u₂ · … · u_n.

Передаточное число редуктора с одной ступенью в виде цилиндрической пары колес (а) обычно не превышает u_max = 12,5. Для конических косозубых передач (б) u_max = 5…6. Двухступенчатые редукторы (в, г, д) имеют большие передаточные числа, но не выше u_max = 63. При u более 63 редукторы делают трехступенчатыми.

Двухступенчатые редукторы выполняют по развернутой схеме (в, д).Если оси входного и выходного валов совпадают, образуя одну линию, то такие редукторы называются соосными (г). Их преимущество – меньшая длина, чем по схеме, представленной на рисунке в. Несимметричное расположение зубчатых колес относительно опор (в) приводит к неравномерному распределению предаваемой силы по длине зуба. В схеме с раздвоенной первой ступенью (д) более нагруженная тихоходная ступень расположена относительно опор симметрично, что благоприятно сказывается на ее работе. Для передачи больших крутящих моментов и исключения осевых нагрузок параллельно работающие пары колес быстроходной ступени делают косозубыми с противоположными углами наклона зубьев, а колеса тихоходной ступени делают шевронными. Устройство опор в этом случае должно позволять некоторое осевое смещение одного из валов.

Очень важным вопросом, влияющим на основные параметры редуктора, является вопрос о разбивке общего передаточного отношения редуктора по отдельным ступеням. Желательно, чтобы ведомые зубчатые колеса обеих ступеней были близкими по диаметру. При этом обеспечивается хорошая смазка зубчатых зацеплений.

Разбивка передаточного отношения определяется специальными требованиями, которые предъявляются при проектировании редуктора – критериями оптимальности. Такими критериями могут быть: минимальная масса редуктора, минимальные размеры по высоте, минимальные межосевые расстояния и т.п.

Ход работы. Произвести внешний осмотр редуктора, сверить соответствие редуктора и чертежа, изучить конструкцию корпуса, наметить план разборки редуктора. Редуктор разбирать в следующем порядке: отвинтив соединительные болты, снять крышку редуктора и крышки подшипниковых узлов; ознакомиться с внутренним устройством редуктора и назначением деталей (с наименованием деталей ознакомиться по спецификации чертежа), обратить внимание на способ смазки зацепления и подшипников; снять входной, промежуточный и выходной валы редуктора с деталями и подшипниками, установленными на них; замерить угол наклона зубьев непосредственно по диаметру выступов с помощью универсального угломера или по отпечаткам зубьев на бумаге, предварительно нанеся на них тонкий слой краски.

Примечания:

1. Межосевое расстояние сравнить со стандартным для данного типа редуктора.

2. Модуль зацепления округлить до ближайшего значения по СТ СЭВ 310-76.

3. Если редуктор одноступенчатый, то u_общ=u.

Отчет о работе.

1. Заполнить таблицу 4.

2. После уяснения внутренней конструкции редуктора, собрать редуктор до установки крышки корпуса, проверить качество (плавность) зацепления колес, установить крышку и закрепить ее болтами.

3. Составить и вычертить в масштабе кинематическую схему редуктора в соответствии с требованиями ГОСТ 2.402-68 (СТ СЭВ 286-76).

4. Составить характеристику редуктора по его параметрам и схеме, дать сравнительную оценку данной конструкции с другими однотипными конструкциями, сравнить параметры данного редуктора с параметрами по ГОСТ 2185-78.

Таблица 4

Параметры цилиндрического зубчатого редуктора

Наименование параметра	Ед. измер.	Обозн.	Способ определения	Результаты измерений и вычислений
				быстроходная ступень	тихоходная ступень
Число зубьев шестерни	–	z₁	сосчитать
Число зубьев колеса		z₂
Передаточное число ступени		u₁	u₁₌z₂/z₁		–
		u₂	u₂₌z₄/z₃	–
Общее передаточное число редуктора		u_общ	u_общ=u₁∙u₂
Межосевое расстояние	мм	a_w	измерить
Угол наклона зуба по вершинам	град.	β_a
Угол наклона зуба по делительному диаметру	град.	β
Модуль нормальный	мм	m_n
Модуль торцовый	мм	m_t	m_t=m_n/cos β
Делительный диаметр	мм	d₁	d₁=m_tz₁
		d₂	d₂=m_tz₂
Диаметры вершин зубьев	мм	d_a1	d_a₁=d₁+2m_n
		d_a2	d_a₂=d₂₊2m_n
Ширина венцов колес	мм	b₁	измерить
		b₂