Теоретическое обоснование

ВЫПОЛНИТЬ лабораторную работу № 1 ответить на вопросы

 

Техническая механика раздел детали машин

(методические указания к выполнению лабораторных работ)

                   

 

 

Преподаватель:         Балахнин А.Ю.

 

2012

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

Определение параметров прямозубого зубчатого колеса                                    3                                                   

2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

Изучение конструкции червячного редуктора                                            8

3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

Изучение конструкции цилиндрического зубчатого редуктора,

применяемого в приводе станка-качалки                                                  15                                                                                       

4. ЛИТЕРАТУРА                                                                                  23

                                      

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

 Определение параметров прямозубого зубчатого колеса                                                  

Цель: Научиться определять размеры прямозубого цилиндрического колеса замером и вычислением, выполнять эскиз колеса в масштабе.

Оборудование и инструмент: Прямозубое цилиндрическое колесо,    

штангенциркуль.

Теоретическое обоснование

В прямозубой передаче зубья входят в зацепление по всей длине. Вследствие погрешностей изготовления передачи и ее износа при работе процесс выхода одной пары зубьев из зацепления и начало зацепления другой пары сопровождаются ударами и шумом, величина которых возрастает с увеличением окружной скорости колес. Прямозубые передачи поэтому применяют при невысоких окружных скоростях.

Элементы эвольвентных зубчатых колес стандартизованы.

 

Рисунок 1.1

1 Шаг зубьев по делительной окружности p = πd/z,

где z – число зубьев

2 Основной параметр - модуль зубьев      m = , мм

 т₁=т₂ = т, так как в зацеплении могут быть зубчатые колеса только одного модуля.

Модуль стандартизован - 1 ряд: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3, 4; 5; 6; 8 … 80

3 Диаметр делительной окружности: d = mz

4  Делительная окружность делит зуб по высоте на 2 части: головку и ножку

-  Высота головки h_а = m

-  Высота ножки h_f =1,25m.

-  Высота зуба   h =2,25m

5 Диаметр окружности выступов d_а = m (z + 2)

6  Диаметр окружности впадин d_f = m(z – 2,5)

7  Расстояние между центрами двух зубчатых колес, находящихся в зацеплении:

Размеры зубчатой передачи могут быть уменьшены при заданном передаточном отношении путем уменьшения числа зубьев меньшего колеса. При изготовлении колеса с малым числом зубьев может происходить подрезание зубьев, т. е. врезание головки зуба стандартного инструмента — рейки, червячной фрезы или долбяка — в ножку зуба колеса (рисунок 1.2). При этом значительно снижается прочность зуба. При проектировании зубчатых передач не следует принимать число зубьев колеса меньше z_min, значение которого для приводных передач рекомендуется z_min ≥17.

 

Рисунок 1.2

 

Корригированием называется улучшение профиля зуба. Корригирование применяется для устранения подрезания зубьев шестерни при z<z_min.

В зависимости от назначения, размеров и технологии получения заготовки зубчатые колеса имеют различную конструкцию. Цилиндрические и конические шестерни выполняют как одно целое с валом (вал-шестерня). Это объясняется тем, что раздельное изготовление увеличивает стоимость производства вследствие увеличения числа посадочных поверхностей, требующих точной обработки, а также вследствие необходимости применения того или иного соединения (например, шпоночного).

Насадочные шестерни применяют в случаях, когда они должны перемещаться вдоль вала или в зависимости от условий сборки.

Рисунок 1.3 - Монолитные зубчатые колеса:

S₁=2,5m+2мм;  d_ст=0,5d+10мм

При диаметре окружности вершин d_a£150 мм колеса изготовляют в форме сплошных дисков из проката или из поковок (рисунок 1.3). Зубчатые колеса диаметром d_a£500 мм получают ковкой (рисунок 1.4), отливкой или сваркой. Колеса диаметром d_a>500 мм выполняют отливкой или сваркой. Бандажированные или свертные колеса применяют в целях экономии легированных сталей.

Рисунок 1.4 - Конструкция кованного колеса при d_a£500 мм:

S₁=2,5 m+2 мм; S₂ = 2,5 m_e(m_te)+2 мм; d_cт=l,5d+10 мм;

l _cт =(0,8...1,5)d; С₁ =0,4...0,5b; С₂= (2...2,5)S₂

Основные конструктивные элементы колеса - обод, ступица и диск (рисунок 1.5).

Обод с зубчатым венцом шириной b воспринимает нагрузку от зубьев и должен быть достаточно прочным и в то же время податливым, чтобы способствовать равномерному распределению нагрузки по длине зуба. Жесткость обода обеспечивает его толщина S.

Ступица - выступающая часть колеса с размерами: d_cт, l_cт и посадочным отверстием d. Ступица служит для соединения колеса с валом и может быть расположена симметрично, несимметрично относительно обода или равна ширине обода. Это определяется технологическими или конструктивными условиями. Длина ступицы l_ст должна быть оптимальной, чтобы обеспечить, с одной стороны, устойчивость колеса на валу в плоскости, перпендикулярной оси вала, а с другой — получение заготовок ковкой и нарезание шпоночных пазов методом протягивания.

Диск соединяет обод и ступицу. Его толщина С определяется в зависимости от способа изготовления колеса. Иногда в дисках колес выполняют отверстия, которые используют при транспортировке и обработке колес, а при больших размерах и для уменьшения массы. Диски больших литых колес усиливают ребрами или заменяют спицами. Острые кромки на торцах ступицы и углах обода притупляют фасками f.

Рисунок 1.5 - Основные конструктивные элементы колеса

 

Практическая часть

  Ознакомиться с конструкцией зубчатого колеса, назначением его от-       дельных частей. Путем замеров и вычислений определить основные параметры и размеры колеса, результаты занести в таблицу 1.1

  Выполнить эскиз зубчатого колеса в масштабе по размерам, найденных замером.

Отчет о работе

– Тема;

– Цель;

– Оборудование и инструменты;

– Таблица основных параметров (таблица 1.1);

– Эскиз зубчатого колеса в масштабе 1:1;

– Ответы на контрольные вопросы;

– Выводы о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. В чем заключаются достоинства и недостатки прямозубых зубчатых колес?

2. Какими способами получают заготовки зубчатых колес?

3. Из каких основных частей состоит зубчатое колесо?

4. Почему шестерни часто выполняют заодно с валом? Как они называются?

5. В каких случаях применяют насадные шестерни?

6. Какое минимальное число зубьев допускается для шестерни?

 

Таблица 1.1

№	Величина и её размерность	Обозначение	Способ определения
			Вычисления	Замер
1	Число зубьев	Z	-
2	Диаметр вершин, (мм)	da	-
3	Модуль зубьев, (мм) (округляем до стандартного значения)	m	m = da /(z+2)
4	Делительный диаметр, (мм)	d	d = mz
5	Диаметр впадин, (мм)	df	df = m(z-2,5)
6	Ширина венца, (мм)	b	-
7	Диаметр посадочного отверстия, (мм)	d0	-
8	Диаметр ступицы, (мм)	dст	-
9	Длина ступицы, (мм)	lcт	-
10	Толщина обода, (мм)	S1	-
11	Толщина диска, (мм)	C1	-