Лабораторные и лабораторно-практические работы по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» для специальностей: «Технология обслуживания и ремонт машин в АПК» и «Механизация сельского хозяйства».

Лабораторные и лабораторно-практические работы

по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» для специальностей: «Технология обслуживания и ремонт машин в АПК» и «Механизация сельского хозяйства».

Лабораторная работа № 1 «Разборка и сборка двухступенчатого цилиндрического редуктора».

Лабораторная работа № 2 «Разборка и сборка червячного редуктора».

Лабораторная работа № 3 «Разборка и сборка конического редуктора».

Лабораторная работа № 4 «Изучение конструкций соединительных муфт для валов».

Лабораторная работа № 5 «Резьбовые соединения».

Лабораторная работа № 6 «Изучение конструкций фрикционных вариаторов».

Лабораторно-практическая работа № 7 «Уплотнения подвижных соединений».

Лабораторно-практическая работа № 8 «Требования, предъявляемые к выполнению машиностроительных чертежей».

Лабораторно-практическая работа № 9 «Шпоночные и шлицевые соединения».

Лабораторная работа №1.

«Изучение конструкции разборка и сборка двухступенчатого цилиндрического редуктора».

Цель работы: Изучение конструкции редуктора по образцу и кинематической схеме, выявление основных требований по разборке и сборке, способу регулирования зубчатого зацепления, смазке. Установление основных геометрических кинематических и силовых параметров, вычерчивание конструктивных элементов редуктора.

Назначение редуктора его основные и производные характеристики. Редуктор и мультипликатор.

Нарисовать кинематическую схему редуктора с обозначением валов, колес, опор.

Измерительным инструментом или с помощью формул определить геометрические параметры колес, размеры зубьев, параметры валов и шпонок. Определенные параметры занести в таблицу.

Описание системы смазки зубчатых колес и подшипников. Заливка, удаление, контроль уровня масла в редукторе.

Установить типы опорных подшипников, дать их характеристику, измерить d _вн ; d _нар ; b (ширину).

При заданной мощности на ведущем валу редуктора Р ₁ = 10кВт и частоте вращения этого вала n ₁ = 970мин -1 определить мощности и вращающие моменты на валах редуктора, если КПД зубчатой пары η _з.п. = 0,98, а КПД пары подшипников качения η _о.п. = 0,99 .

где η ₂ = η _з.п. . = η ₃ = η _з.п. . =

Вращающие моменты: Н . м.

где , рад/с; , рад/с; , рад/с

Вопросы к защите лабораторной работы № 1.

Что мы называем редуктором.

Основные и производные параметры механической передачи.

Последовательность разборки и сборки редуктора.

Методы определения передаточного числа редуктора.

Общее передаточное число и КПД редуктора.

Устройство двухступенчатого редуктора.

С чем соединяются ведущий и ведомый валы редуктора.

Модуль зацепления торцевой и нормальный.

Межосевое расстояние механической передачи – это… .

Система смазки редуктора, контроль уровня.

Насколько и почему шестерня шире колеса.

Какие подшипники установлены на валах.

Типы шпонок в редукторе, их параметры.

Как изменяются P , T , n , ω от ведущего вала редуктора к ведомому.

Угол наклона зубьев в косозубых цилиндрических передачах «β» и пределы его изменения.

Лабораторная работа №2.

«Разборка и сборка червячного редуктора».

Цель работы: Изучение конструкции червячного редуктора с верхним расположением червяка. Установление и расчет основных геометрических, кинематических и силовых зависимостей. Картерная и принудительная смазка редуктора. Кинематическая схема редуктора.

Марка, паспортные данные и назначение редуктора: Марка РЧА – 80 (Редуктор червячный с межцентровым расстоянием 80мм).

Показатели паспортных данных:

число заходов червяка………………………………….

число зубьев червячного колеса………………………..

угол подъема витков червяка, град…………………….

объем заливаемого масла, л/кВт……………………….

Определение основных геометрических размеров червячной пары. Вычерчивание эскизов.

Краткое описание разборки, сборки и конструкции редуктора:

Кинематическая схема редуктора

Картерная принудительная система смазки редуктора. Краткое описание смазки.

1 – насос; 2 – фильтр; 3 – холодильник; 4 – масляная ванна.

6. Измерить или рассчитать некоторые параметры редуктора и внести их в таблицу.

Вопросы к защите лабораторной работы № 2.

Что называется редуктором.

Основные узлы и детали червячного редуктора.

Определение передаточного числа редуктора.

Последовательность разборки и сборки редуктора.

Межосевое расстояние червячной пары.

Геометрические параметры червяка.

Геометрические параметры червячного колеса.

Система смазки, контроль масла в редукторе.

Способы охлаждения червячной пары.

Материалы для изготовления червяка и червячного колеса.

Тепловое равновесие в червячном редукторе.

В каких приводах применяют червячные редукторы.

Понятие – антифрикционная пара.

При каких окружных скоростях зубчатый венец червячного колеса изготовляют из бронзы или чугуна.

Число заходов у цилиндрических червяков.

Лабораторная работа № 3.

«Разборка и сборка конического редуктора».

Цель работы: изучение конструкции редуктора, выявление основных требований по сборке редуктора и способу регулирования зубчатого зацепления и подшипниковых узлов. Установление основных геометрических, кинематических и силовых зависимостей.

Марка, паспортные данные редуктора и его назначение.

Кинематическая схема редуктора.

С помощью измерительного инструмента определить основные геометрические параметры конической пары.

Краткое описание разборки, сборки, регулировки редуктора и конструкции уплотняющих устройств.

Геометрические параметры передачи.

Внешняя высота зуба

Коэффициент ширины венца конического колеса относительно « m »

Описание системы смазки зацепления и подшипников. Заливка, удаление и контроль уровня масла в редукторе.

Лабораторная работа № 4.

«Изучение конструкций соединительных муфт для валов».

Цель работы: изучение конструкций соединительных муфт постоянной группы, недопускающих расцепления валов в процессе эксплуатации машин.

При выполнении работы необходимо:

Вычертить эскизы следующих типов муфт:

глухой втулочной и фланцевой муфт;

кулачково-дисковой и зубчатой компенсирующих муфт;

упругих втулочно-пальцевой и с резиновой звездочкой муфт.

Описать конструкцию, принцип действия, область применения, компенсирующие свойства и принцип передачи крутящего момента.

Виды несоосности валов показать на схемах отклонений их осей от номинального расположения.

Определить слабое звено в соединении муфты с валами.

Перечислить преимущества и недостатки каждой из муфт.

Краткая характеристика муфт.

Муфта втулочная : Их применяют в легких машинах при диаметрах валов до 60-70мм. Отличаются простотой конструкции и малыми габаритами. При монтаже и демонтаже требуется смещать валы (агрегаты) в осевом направлении. Слабое звено штифты или шлицы. Компенсирующими свойствами не обладает .

Муфта фланцевая : 1 и 2 – полумуфты; 3 – болт; 4 – гайка; 5 – шайба пружинная; 6 – шпоночная канавка. При I варианте крутящий момент передается силами трения, возникающими в стыке поверхностей полумуфт от затяжки болтов, при II варианте – непосредственно болтами, работающими на срез и смятие. Центровка болтами ( II ) и выступом ( I ). Слабое звено – шпонки или шлицы. Муфты с болтами без зазора более распространены, т.к. можно получить меньшие габариты муфт. Их применяют для соединения валов диаметром до 200мм и более. Достоинства – простота конструкции и небольшие габариты. Компенсирующими свойствами не обладает.

Муфта кулачково-дисковая : 1 и 2 – полумуфты; 3 – промежуточный диск; 4 – вал; 5 – шпонка. На полумуфтах образованы пазы, на диске выступы по взаимно диаметрам. Выступы располагаются в пазах диск соединяет полумуфты. Муфта компенсирует r (эксцентриситет): r до 0,04 d ; до 30 1 . Выступы скользят в пазах, для исключения трения и износа поверхности смазывают. Слабое звено шпонки или изношенные выступы диска.

Муфта зубчатая : 1 и 2 – полумуфты; 3 – разъемная обойма. На полумуфтах наружные зубья на обойме внутренние. Распространен эвольвентный профиль зубьев. Муфта компенсирует все виды несоосности валов, за счет торцовых и боковых зазоров в зацеплении. Зубья при компенсации несоосности скользят и изнашиваются. Слабое звено — зубья. Зубчатые зацепления смазывают. Зубья имеют бочкообразную форму по длине, при этом приработка и износ меньше. Преимущества – компактность и хорошие компенсирующие свойства. Их применяют для передачи больших «Т».

Упругая втулочно-пальцевая муфта : 1 и 2 – полумуфты; 3 – палец; 4 – упругий элемент (резина); 5 – шайба; 6 – резьбовое соединение. Благодаря легкости изготовления и замены упругих элементов муфта получила распространение в приводах от электрического двигателя применяют для малых и средних «Т» и диаметров валов до 150мм и Т = 15кН . м. Упругие элементы – гаффрированные резиновые втулки или резиновые кольца трапецеидального сечения. Компенсируют a ≈ 1÷ 5мм ; r ≈ 0,3 ÷ 0,6мм ; до 1 . Слабое звено резина (смятие), палец (изгиб). Все пальцы в муфте нагружены одинаково.

Муфта упругая с резиновой звездочкой : 1 и 2 – полумуфты с торцовыми выступами; 3 – резиновая звездочка зубья которой расположены между выступами. Зубья звездочки работают на сжатие. При передаче «Т» в каждую сторону работает половина зубьев. Муфта применяется для валов с n = до 3000 ÷ 6000мин -1 и Т = 3 ÷ 120Н . м и d = до 12 ÷ 45мм. Муфта компактна и надежна в работе. Компенсирует r ≤ 0,2мм ; ≥ 1 30 1 . Недостаток – смещение валов в осевом направлении при сборке и разборке. Слабое звено – резиновая звездочка – сминается.

К лабораторной работе по муфтам:

Если соосность соединяемых валов в процессе монтажа и эксплуатации строго выдерживается, то допустимо устанавливать жесткие муфты: фланцевые и втулочные.

Типоразмер муфты выбирают по диаметру вала и по величине расчетного вращающего момента. Т _р. = К . Т _ном ≤ [Т] ГОСТ 20761-80.

Втулочные муфты проверяют на срез штифтов; муфты со шпоночными и шлицевыми соединениями проверяют по напряжениям смятие , где ; Т – передаваемый вращающий момент; d – диаметр вала в месте установки шпонки; А _см – площадь смятия А _см = ( h – t ₁ ) . l _p ; l _p – расчетная длина шпонки; t ₁ – часть шпонки в теле вала или . Болты фланцевых муфт – без зазора проверяют в фланцевых муфтах только на срез .

Расчет МУВП: Пальцы рассчитывают на изгиб, а резину на σ _см . .

Z – число пальцев;

D ₁ – диаметр по осям пальцев;

l – длина резиновой втулки;

Муфта с резиновой звездочкой. Рассчитывают звездочку по σ _см . .

Z – число зубьев звездочки;

h – длина контакта резины с металлом полумуфты;

D – диаметр звездочки;

6. Кулачково-дисковая муфта. Рассчитывают на σ _см выступы диска.

.

K – коэффициент динамичности режима нагрузки;

h – рабочая высота выступов;

D – диаметр полумуфт (диска);

Муфту изготовляют ст5 (паковка) или 25Л (литье), тяжелонагруженные муфты изготовляют из легированных сталей 15Х; 20Х с цементацией рабочих поверхностей [ σ _см ] = 15÷20МПа.