Определение основных параметров зубчатых, цилиндрических механизмов

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Приводы и зубчатые и червячные механизмы

 

 

по дисциплине «Теория механизмов и машин»

 

 

Направление 151000 «Технологические машины и оборудование»

 

всех фор обучения

 

 

Новотроицк, 2014г

Содержание

Введение	3
1 Особые указания по соблюдению правил техники безопасности при проведении работ	4
2 Порядок выполнения, оформления и защиты лабораторных работ	4
3 Краткие теоретические сведения	5
4 Описание лабораторных стендов	5
Работа 1. Определение основных параметров зубчатых, цилиндрических механизмов	7
Работа 2. Определение основных параметров червячных              механизмов	12
Работа 3. Определение основных параметров конических             механизмов Работа 4. Изучение электромеханического привода	16   19
5 Рекомендуемая литература	25

 

 

Введение

Лабораторный практикум составлен в соответствии требования Государственного образовательного стандарта для студентов, обучающихся по направлению «Технологические машины и оборудование»при изучении дисциплины «Теория механизмов и машин».

Целью лабораторных работ является закрепление теоретических разделов курса, освоение методики и техники проведения теоретических и экспериментальных исследований.

В практикуме представлено 4 работы, при выполнении которых студенты получают знания, умения и навыки по исследованию зубчатых механизмов.

Каждая работа состоит из теоретического введения, описания стенда, порядка выполнения и контрольных вопросов.

Большинство лабораторных работ являются, по существу, небольшими исследованиями, поэтому для их проведения и обработки полученных данных требуется необходимая теоретическая подготовка и активное творческое участие студентов.

 

 

Особые указания по соблюдению правил техники безопасности при проведении работ

1. Перед проведением лабораторных работ следует проверить исправность инструмента и безопасность стендов.

2. Перед проведением работ проверить закрепления лабораторных экспериментальных приспособлений и устройств.

3. Выполнение лабораторных работ проводить толь­ко в присутствии преподавателя или учебного мастера.

4. Во время замеров и экспериментов не допускается нахождение рук эксперимента­торов в рабочей зоне.

 

Порядок выполнения, оформления и защиты лабораторных работ

2.1 К выполнению лабораторных работ студенты допускаются после проведения инструктажа по технике безопасности. При нарушении этих правил студент удаляется с лабораторного занятия и считается его пропустившим. Студент несет материальную ответственность за поломки и повреждения лабораторного оборудования инструментов, возникшие по его вине.

2.2 Перед выполнением лабораторных работ студенту необходимо ознакомиться с руководством к ним. К работе допускаются студенты, усвоившие теоретический материал, что проверяется преподавателем перед занятием.

2.3 Вся лабораторная проработка - замеры, наблюдения, вычисления выполняются каждым студентом самостоятельно.

2.4 Каждый студент составляет отчет по лабораторной работе, который должен содержать название, цель работы, общие положения и журнал полученных данных с выводами. Оформление отчета производится в соответствии с требованиями ГОСТа (рисунки в масштабе, единицы измерения в системе СИ) черными чернилами или пастой.

2.5 Лабораторная работа считается выполненной при наличии подписи преподавателя. Отработка пропущенного лабораторного занятия производится в специально отведенное для этого время под руководством учебного лаборанта.

Краткие теоретические сведения

Зубчатые механизмы состоят зубчатых колес ведущих и ведомых, и предназначены для передачи механической энергии в кинематической цепи от двигателя (или ведущего звена) к исполни­тельному механизму, как правило, с изменением частоты вращения и вращающего момента (нагрузки).

Достоинства зубчатых механизмов:

• Постоянство передаточного числа;

• высокая нагрузочная способность;

• высокий к.п.д.;

• сравнительно малые нагрузки на валы и опоры;

• малые габаритные размеры;

• большая долговечность и надежность в работе;

• простота обслуживания.

Недостатки зубчатых механизмов:

• невозможность бесступенчатого передаточного числа;

• высокие требования к точности;

• шум при больших скоростях;

• сложность изготовления;

• плохие амортизирующие свойства;

• отсутствие предохранения от перегрузок.

По видам зубчатые механизмы делятся на цилиндрические, конические и червячные.

Описание лабораторных стендов

Лабораторные эскизы механизмов представлены на рис 1-4. Стенд- содержащийредуктор-1, раму-2, соединение (муфту)-3, электродвигатель-4 и кожух-5 называется электромеханическим приводом. Ведущие валы исследуемых механизмов, взаимодействуют с ведомыми посредством зубчатых колес, валы установлены на подшипниковых опорах, которые установлены в корпусе.

 

Лабораторная работа №1

Определение основных параметров зубчатых, цилиндрических механизмов

Цель работы:

 

Изучение конструкции механизма и отдельных его элементов. Определение основных параметров зубчатых колес и ре­дуктора.

Оборудование и инструменты:

 

Цилиндрический одноступенчатый и двухступенчатый механизмы (рис.1), ключи гаечные отвертка, измери­тельная линейка, штангенциркуль, угломер.

 

Теоретические сведения:

В механизированных приводах машин источником движения являются электродвигатели или двигатели внутреннего сгорания. Частота вращения ротора двигателя

Частота вращения на входе исполнительного механизма значительно меньше

Создавать двигатели с такой небольшой частотой вращения трудно и экономически нецеле­сообразно.

Поэтому при передаче движения от двигателя к исполнительному механизму необходимо уменьшить частоту вращения. Одним из передающих механизмов является редуктор.

Редуктор (рисунок 1,2,3) – это механизм, служащий для уменьшения частоты вращения и увеличения крутящего момента. Каждый редуктор характеризуют передаваемой мощностью , передаточным отношением i (или передаточным числом U) и крутящими моментами Т на входном и выходном валах редуктора.

В зависимости от вида зубчатых колес различают цилиндрические, конические, червячные, волновые, планетарные редукторы.

В зависимости от числа ступеней редукторы бывают одноступенчатые, двухступенчатые, трехступенчатые.

В зависимости от отношения частот вращения на выходе двигателя и входе исполнитель­ного механизма передачи бывают понижающими (редукторами) и повышающими (мультипликаторами).

 – передача понижающая (1>1);

 – передача повышающая; её применяют значительно реже (1<1)

Кинематическая схема двухступенчатого редуктора

 

 

 

Рисунок 1- Кинематическая схема цилиндрического двухступенчатого механизма

 

Все детали и сборочные единицы редуктора располагаются в корпусе, который обычно со­стоит из двух частей: нижней, называемой основанием корпуса редуктора, и верхней, называе­мой крышкой корпуса редуктора. Корпус редуктора имеет сложную конфигурацию, и его изго­товляют чаще всего литьем из серого чугуна (ГОСТ 1412-85). На корпусе редуктора имеются следующие элементы: поясок или фланец для крепления крышки корпуса редуктора к основа­нию. Лапы редуктора для прикрепления редуктора к основанию, гнезда для установки валов с подшипниками, отверстие для слива отработавшего масла, смотровая крышка для заливки но­вого масла и периодического контроля зубчатых колес, ребра жесткости для увеличения жест­кости корпуса редуктора и другие элементы.

Сборка редуктора осуществляется в следующем порядке. В корпус редуктора устанавли­вают валы с насаженными на них колесами, шестернями и подшипниками. Редуктор закрывают крышкой и провертывают болтами к корпусу. Проверяют вращение валов от руки. Приворачи­вают болтами крышки подшипников. Завинчивают маслосливную пробку. Через смотровую крышку заливают масло. Уровень масла должен быть таким, чтобы меньшее колесо было по­гружено в масло на высоту зуба. Закрепляют смотровую крышку. Редуктор готов к работе.

 

Порядок выполнения работы:

1. Подготовить цилиндрический механизм к работе.

2. С помощью приборов  измерить геометрические размеры исследуемого образца (аw, u, b1, d2, b3, d4, d_a1, d_бв,d_тв, α).

3. Рассчитать параметры редуктора и его отдельных элементов, найденные параметры занести в таблицу.

 

 

Таблица 1- Основные параметры зубчатого цилиндрического механизма

Наименование параметра	Расчетная формула	Значения по ступеням передач
		1-ая               2-ая
Межосевое расстояние, мм	аw =(d1+d2)/2
Модуль зацепления нормальный, мм	mn=(0.02…0.035)· а
Модуль зацепления торцовый, мм	Mt=mn/Cosb
Угол наклона зубьев, град	b=arcos(zå·mn/2a)
Шаг зацепления нормальный, мм	Pn=p·mn
Шаг зацепления торцовый, мм	Pt=p·mе
Число зубьев суммарное	2аCosb/mn
Число зубьев шестерни	z1= zå/(1+u)
Число зубьев колеса	Z2=zå-z1
Передаточное число	U=z2/z1
Диаметр делительный колеса, мм	d2=z2·mt
Диаметр делительный шестерни, мм	D1=z1·mt
Диаметр впадин колеса, мм	dj2=d2-2,5mn
Диаметр впадин шестерни, мм	Dj1=d1-2,5mn
Диаметр вершин колеса, мм	Da2=d2+2mn
Диаметр вершин шестерни, мм	Da1=d1+2mn
Ширина колеса, мм	B2=ya·a
Ширина шестерни,мм	b1 =b2+(5…10)
Окружная скорость, м/с	u=p·n1·d1/60·1000
Степень точности зацепления	ГОСТ 1643-72

 

Контрольные вопросы:

1. Назначение механизма.

2. Какие бывают цилиндрические механизмы.

3. Какой механизм называется мультипликатором.

4. Составные звенья, части механизма.

 

Отчет о выполнении лабораторной работы должен включать:

    - номер и название работы;

- цели и задачи выполненной работы;

- порядок выполнения работы (записать измеренные данные);

- расчет;

- выводы:

 

Для защиты лабораторной работы необходимо знать теоретические сведения в пределах темы лабораторной работы, содержание отчета и уметь демонстрировать практические навыки.

Рисунок 2- цилиндрический одноступенчатый механизм

Рисунок 3-Цилиндрический двухступенчатый механизм