Лабораторных работ и сдачи зачета

   

Здесь приводятся только дополнительные вопросы к подразделу 7.1, связанные со спецификой лабораторных работ.

Лабораторная работа №3

1. Предохранительные муфты: особенности конструкции и принцип действия.

2. Что такое автоматическая предохранительная муфта?

3. Устройство (на стенде): а) привода вращения стенда;   б) системы нагружения; в) системы измерения моментов.

4. Что такое момент срабатывания Т _ср иостаточный момент Т _ост муфты?

 Почему Т _ср > Т _ост?

5. Какие конструктивные  параметры и как влияют на Т _ср муфт в данной

 работе?

6. На эскизе муфты покажите через какие детали передается силовой поток замыкания соединительных элементов.

7. Проанализируйте силы на рабочих поверхностях исследуемых муфт.

93

8. Какие конструктивные условия необходимо выполнить, чтобы кулач-

ковая и шариковая муфты были автоматическими предохранительными?

9. Как влияет материал соединительных элементов на Т _ср?

10. Каким образом соединяются фрикционные накладки из неметаллов с

дисками муфты?

11. Как измеряется тормозной момент на стенде? Что значит "тормоз ба-

лансирного типа"?

Лабораторная работа №5

1. Что называется редуктором? Его стандартное обозначение и составные части.

    2. От чего зависит вариант сборки редуктора?

    3. Понимать и объяснять основные параметры зацепления.

    4. Уметь изображать силы на шестерне и колесе для любого вала.

    5. Доказать на рисунке: какой наклон должны иметь зубья на промежуточных валах редукторов Ц2.

    6. Типы концов входных и выходных валов: изобразить и дать необходимые размеры.

    7. Способы регулирования "осевой игры" валов.

8. Винтовой регулятор. Расчет его параметров на примере заданной величины "осевой игры".

    9. Элементы корпуса и крышки редуктора.

    10. Способы смазки зацеплений и подшипников в редукторах.

    11. От чего зависит выбор сорта масла.

    12. Уплотнения зазоров в редукторах. Почему в плоскость разъема корпуса и крышки не ставят прокладки?

    13. Уметь записать и расшифровать стандартное обозначение крепежных деталей редуктора.

Лабораторная работа №10

1. Устройство подшипников качения.

2. Характеристика типов подшипников.

3. Серии подшипников, их влияние на габаритные размеры, грузоподъемность и быстроходность.

4. Классы точности и ряды радиальных зазоров.

5. В чем разница понятий «ширина» и «монтажная высота»?

6. Уметь расшифровывать любой пример условного обозначения, предложенный преподавателем.

7. Что такое динамическая и статическая грузоподъемности подшипника? Как они определяются?

8. Как рассчитать предельную частоту вращения подшипника?

9. Какую нагрузку (по направлению и соотношению величин) могут воспринимать подшипники 305, 2305, 42305, 46305, 8305?

10. Какой подшипник воспринимает большую осевую силу: 310 или 70-310?

11. Из каких материалов изготавливают детали подшипников?

 

ГЛОССАРИЙ

 

Вал – тело вращения, предназначенное для поддержания вращающихся на нем деталей и передачи вращающего момента;

– бурт – выступ, высота которого равна разности радиусов двух соседних участков;

– галтель – поверхность плавного перехода от меньшего диаметра к большему;

– гладкий – все участки вала одного диаметра;

– "осевая игра" – это допустимые осевые зазоры при сборке в комплекте подшипников для нормальной эксплуатации узла с учетом выборки этих зазоров при рабочей температурной деформации вала;

– ступенчатый – участки вала разных диаметров, образуя на стыках ступени;

– фасонный – на участках вала за одно целое с ним выполнены элементы передач или соединений (вал-шестерня, вал-червяк, шлицевый вал и др.);

– цапфы – опорные части валов и осей;

       – шейки – промежуточные цапфы (например, у коленчатых валов);

       – шипы – концевые цапфы (отсюда опоры валов и осей называют подшипниками).

       Вариатор – механизм, предназначенный для бесступенчатого регулирования скорости.

Вероятность безотказной работы –вероятностьтого, что в пределах заданной наработкине возникнетотказ изделия.

Виброустойчивость – способность конструкции работать в режиме колебаний, далеком от области резонанса.

Вращение – круговое движение чего-либо;

– левое – против часовой стрелки;

– правое – по часовой стрелке;

– реверсирование – изменение направления движения (вращения).

Деталь – изделие, выполненное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций.

Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.

Жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы или размеров под нагрузкой.

         Зубья –выступы. равномерно чередующиеся со впадинами на поверхности колеса;

             – высокотвердые – с твердостью поверхности Н ≥ 56 HRC, подвергаемые после закалки химико-термической обработке: цементации, нитроцементации, азотированию;

             – круговые – в конических редукторах, нарезанные по дугам окружностей специальными зуборезными головками с разводными резцами по торцам;

             – мягкие – с твердостью поверхности Н £ 350 НВ, которые нарезаются после термообработки: нормализации или улучшения;

             – твердые – с твердостью поверхности Н = (40…55) HRC; улучшенные зубья, подвергаемые закалке (чаще ТВЧ) после их нарезания.

Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию поверхности контакта вследствие трения материала.

Класс прочности крепежных изделий – цифры, выражающие характеристику статической прочности изделий.

Комплекс – две или более сборочных единицы, не соединенные на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенные для выполнения взаимосвязанных функций.

      Конуса конической передачи

      – дополнительные – образующие которых перпендикулярны образующей основного делительного конуса.

      – основные – с вершинами в точке О – пересечения осей валов;

Коробка передач – механизм ступенчатого (дискретного) переключения скоростей передач.

Коэффициент безопасности – отношение предельных напряжений к максимальным расчетным.

Критерий – "мерило значения чего-либо" (С. Ожегов); признак, на основании которого производится оценка, определение или классификация чего-либо.

Муфты – устройства для соединения концов валов сборочных единиц или валов со свободно установленными на них деталями;

– глухие – для жесткого соединения строго соосных валов (втулочная, фланцевая);

– компенсирующие – для компенсации несоосностей осей валов и снижения требований к их установке: жесткие (зубчатая, цепная, шарнирная) и упругие (со звездочкой, с торообразной оболочкой, втулочно-пальцевая, с конусной шайбой, с металлическими упругими элементами);

– предохранительные – для предохранения деталей машин от разрушения при перегрузках (кулачковая, шариковая, фрикционная, с разрушающимся элементом);

– управляемые – с помощью механизмов управления возможно соединение и разъединение вращающихся или неподвижных валов    

Нагрузка – общее понятие силы, момента силы, мощности, давления;

– динамическая – изменяющаяся во времени, которая вызывает колебания и появление переменных напряжений в изделии;

– расчетная – номинальная (идеальная) нагрузка с учетом влияния погрешностей изготовления и условий эксплуатации (учитываются введением коэффициентов расчетной нагрузки);

– статическая – постоянная или мало изменяющаяся во времени, которая не вызывает колебаний системы и приводит к постоянным напряжениям;

Надежность – свойство изделия сохранять во времени работоспособность в заданных условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Напряжения контактные – поверхностные напряжения, возникающие на поверхности контакта двух деталей под нагрузкой, если хотя бы один из размеров площадки контакта существенно мал по сравнению с другими размерами контактирующих тел (например, первоначальный контакт по линии или в точке).

Наработка – продолжительность или объем работы изделия.

Образец материала испытательный – это гладкий полированный цилиндрический стержень малого (например, 10 мм) диаметра со свободной боковой поверхностью, без термообработки и поверхностного упрочнения.

Опора – подшипник, на котором вал или ось устанавливаются в корпус сборочной единицы;

– "плавающая" – имеющая свободу перемещения вала в осевом направлении в обе стороны;

– фиксирующая – препятствующая осевому перемещению вала в одну сторону (односторонне-фиксирующая) или в обе стороны (двухсторонне-фиксирующая).

       Отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.

       Параметры – любые величины изделия;

– биэквивалентные – параметры прямозубой цилиндрической передачи, получен-ные двойным приведением к ней заданной передачи (например, конической с круговыми зубьями);

– расчетные – параметры, окончательные величины которых, полученные в результате  расчетов, устанавливаются согласно  нормативным  документам  (например, ГОСТам);

– эквивалентные  –  параметры  заданной  передачи, приведенные к равнозначным параметрам прямозубой цилиндрической передачи..

Передача – механизм для сообщения энергии от двигателя к рабочему органу при согласовании их скоростей вращения;

96

– винт – гайка качения – передача, в которой резьба винта и резьба гайки разделены замкнутыми потоками шариков или роликов. Передачу с шариками также называют шариковой винтовой (ШВП);

– зубчатая – передача вращения путем зацепления зубьев со впадинами двух и более зубчатых колес;

       – закрытая – передача, находящаяся в герметичном корпусе;

– коническая – с пересекающимися осями зубчатых колес;

       – открытая – передача, установленная открыто, без корпуса в окружающей среде

– ременная – передача, состоящая, как минимум, из двух шкивов, закрепленных на валах, и ремня, охватывающего шкивы с предварительным натягом при сборке для создания силы трения между ремнем и шкивами, передающей полезную нагрузку;

– степень  точности – комплекс нормированных стандартами допусков, регламентиру-

ющих кинематическую точность, плавность и пятно контакта в зацеплении передачи;

– ступень – передача, расположенная между двумя соседними валами;

– цилиндрическая – с параллельными осями зубчатых колес;

                  – волновая – вращение передается за счет перемещения зоны деформации гибкого звена, которое деформируется генератором волн и зубья которого входят в зацепление с зубьями жесткого колеса.;

                  – планетарная – передача, имеющая зубчатые колеса с подвижными осями, которые установлены в водиле;

                  – реечная – передача, в которой зубья шестерни зацепляются с зубьями плоской рейки;

– червячная – передача, в которой витки винта зацепляются с зубьями червячного колеса;

       – фрикционная – движение от ведущего тела к ведомому передается силами трения;

– цепная – зубья ведущей и ведомой звездочек зацепляются со втулками или роликами приводных цепей.

Передаточное отношение – отношение угловой скорости ведущего элемента передачи к угловой скорости ведомого.

Передаточное число – отношение числа зубьев ведомого элемента передачи к числу зубьев ведущего.

Предел выносливости – максимальное напряжение, которое может выдержать образец материала при наработке заданного числа циклов.

Привод – устройство, включающее в себя двигатель и передаточный механизм.

Подпятник – опора вертикального вала, воспринимающая осевую нагрузку.

Подшипник качения – основная опора валов и вращающихся осей, в которой подвижное и неподвижное кольца разделены телами качения (шариками или роликами);

– "враспор" – схема установки радиально-упорных подшипников, когда точки приложения сил реакций вала находятся между его опор, а наружные кольца подшипников – снаружи опор;

– "врастяжку" – схема установки радиально-упорных подшипников, когда точки приложения сил реакций вала находятся снаружи опор, а наружные кольца подшипников – между опорами;

– грузоподъемность – силовая характеристика подшипника;

                   – базовая динамическая: для радиальных и радиально-упорных подшипников – это базовая динамическая радиальная грузоподъемность С _r (для упорных и упорно-радиальных подшипников – базовая динамическая осевая грузоподъемность С _а) – такая постоянная радиальная (осевая) нагрузка, которую может выдержать партия идентичных подшипников с неподвижным наружным кольцом при базовом расчетном ресурсе, равном 1 миллиону оборотов. Значения С приводятся в каталогах;

– базовая статическая: для радиальных и радиально-упорных подшипников –

97

 это базовая статическая радиальная грузоподъемность С _{0 r} (для упорных и упорно-радиальных подшипников – базовая статическая осевая грузоподъемность С _{0 а}) – такая постоянная радиальная (осевая) нагрузка, которой соответствует расчетное контактное напряжение σ _Н в центре наиболее нагруженной зоны контакта тела и дорожки качения, равное: для шариковых (кроме сферических) подшипников 4200 МПа, для роликовых и шариковых сферических 4000 МПа;   

– предварительный натяг – пару подшипников при сборке нагружают осевой силой, которая устраняет зазоры и создает начальную упругую деформацию в местах контакта колец с телами качения. После нагружения рабочей осевой нагрузкой осевое относительное перемещение деталей подшипников будет значительно меньше, жесткость узла выше.

– серия – признак классификации подшипников по грузоподъемности;

– ресурс:

       – базовый расчетный ресурс в миллионах оборотов – ресурс, соответствующий 90%-ной надежности для конкретного подшипника группы идентичных подшипников, изготовленных из обычного материала по обычной технологии и работающих в одинаковых обычных условиях эксплуатации;

       – скорректированный расчетный ресурс – ресурс, рассчитанный при отличии свойств материала или условий эксплуатации от обычных, а также при повышенных требованиях к надежности;

– скоростной параметр – произведение среднего диаметра подшипника на его частоту вращения;

– тип – признак классификации подшипников по соотношению радиальной и осевой нагрузок;

– эквивалентная нагрузка:

       – статическая – это такая постоянная условная нагрузка, которая вызывает в зоне контакта такие же напряжения, как и в условиях действительного нагружения;

       – динамическая – постоянная условная нагрузка, под воздействием которой подшипник будет иметь такой же ресурс, как и в условиях действительного нагружения.

Подшипник скольжения – опора, основанная на использовании трения скольжения;

– баббит – специальный подшипниковый сплав на основе олова и свинца;

– гидродинамическое давление – давление, возникающее в сужающемся клиновом зазоре, заполненном маслом определенной вязкости, при движении в нем со скоростью выше критической;

– режим жидкостного трения – состояние, при котором толщина слоя масла, воспринимая приложенную нагрузку, полностью и надежно разделяет металлические поверхности цапфы вала и вкладыша.

Прочность – способность детали сопротивляться разрушению под действием приложенных нагрузок.

       Работоспособность – состояние изделия, при котором оно способно нормально выполнять заданные функции.

Редуктор – одна или несколько зубчатых (червячных) передач, помещенных в герметичный корпус, работающих в смазке и предназначенных для уменьшения угловой скорости и увеличения вращающего момента;

        – мотор-редуктор – сборочная единица, в которой электродвигатель и редуктор объединены в одном корпусе.

Режим нагружения – характер изменения параметров (нагрузки, скорости) циклов, действующих на деталь в течение заданного ресурса; 

       – типовой – эквивалентный режим, установленный на основании статистической обработки режимов нагружения различных машин (стандартом принято шесть типовых режимов;  

– эквивалентный – это условный постоянный режим нагружения, равнозначный по своему усталостному воздействию на разрушение детали, что и действительный нерегу-лярный режим.

Резьба – образование на поверхности детали выступов и впадин, идущих по винтовой линии;

98

– метрическая – треугольная с углом профиля 60⁰ и параметрами, выраженными в миллиметрах;

– самоторможение – сохранение затянутого положения гайки так, что для ее отвинчивания следует приложить внешний момент;

– трапецеидальная – с симметричным трапецеидальным профилем, угол профиля 30⁰.

– угол подъема – арктангенс отношения хода винта к длине окружности по среднему диаметру резьбы.

– упорная – с несимметричным трапецеидальным профилем, углы профиля сторон 30⁰ и 3⁰;

– ход винта – расстояние, на которое переместится винт за один оборот при неподвижной гайке;

– шаг – расстояние между одноименными боковыми сторонами двух соседних профилей, измеренное вдоль оси;

Ресурс – суммарная наработка изделия от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние.

Ряды предпочтительных чисел – ряды чисел геометрической прогрессии со знаменателем φ = 10^{1/ n} (основа стандартизации).

Сборочная единица (узел) – изделие, детали которого подлежат соединению между собой сборочными операциями на предприятии-изготовителе.

      Сила в зубчатых и червячных передачах

      – нормальная – сила, направленная по линии зацепления нормально к поверхности контакта зубьев;

      – окружная – сила, направленная по касательной к делительным окружностям; основная, полезная сила;

      – осевая – сила, направленная параллельно оси зубчатого колеса

      – радиальная – сила, направленная по линии центров (радиусам) эубчатых колес.

Соединение – образование неподвижной связи двух или более деталей при помощи сборочных операций;

– заклепочное – соединение, образованное пластическим деформированием стержня детали (заклепки), свободно установленного в отверстия соединяемых деталей;

– клеевое – соединение деталей неметаллическим веществом (клеем), образующим между ними тонкую прослойку, посредством поверхностного схватывания и межмолекулярных связей в клеящем слое;

– паяное – соединение элементов конструкции межатомными связями между материалами деталей и присадочным материалом, который называется припоем;     

– резьбовое – соединение винта (стержень с наружной резьбой) и гайки (отверстие с внутренней резьбой);

       – предварительная затяжка – осевая сила, которая создается при сборке соединения так, чтобы после приложения рабочей нагрузки не произошло раскрытия стыка или сдвига деталей в соединении;

– с гарантированным натягом – фрикционное соединение, передающее рабочие нагрузки за счет сил трения между сопряженными поверхностями;

– сварное – соединение деталей при помощи сварки;

       – нахлесточное – боковые поверхности деталей частично перекрывают друг друга т свариваются по сторонам перекрытия;

– стыковое – соединяемые детали являются продолжением друг друга и свариваются по торцам;

       – тавровое – торец одной детали приварен к боковой поверхности другой детали под углом (чаще всего 90⁰);

       – угловое – детали установлены под углом друг к другу и приварены по кромкам 

– фрикционно-винтовое (клеммовое) – соединение, в котором необходимая сила трения создается затяжкой винтов;

99

– шлицевое – соединение вала, имеющего выступы (зубья), входящие во впадины (шлицы) ступицы;

 

 

– шпоночное – соединение для передачи вращающего момента при помощи шпонки (стальной брусок), устанавливаемой в пазы вала и ступицы.

       Срок службы – календарная продолжительность (наработка и время простоев) эксплуатации изделия от начала до перехода в предельное состояние (обычно в годах).   

Ступица – утолщенная часть любого колеса, при помощи которой оно соединяется с валом или осью.

Стык деталей – поверхность контакта деталей в соединении;

– нераскрытие – отсутствие образования зазора на поверхностях контакта двух деталей под действием отрывающей нагрузки;

       Теплостойкость – способность изделия работать в пределах заданных температур в течение заданного срока службы.

Усталость – процесс накопления повреждений;

– выкрашивание поверхностного слоя – вырыв с поверхности детали за счет микротрещин частиц материала под действием контактных напряжений, в результате чего поверхность контакта покрывается "раковинами", "оспинами", "ямками" глубиной, например, в зубьях передач около 0,2 мм;

– кривая – графическая характеристика циклической долговечности материала или детали;

– разрушение – поломка детали в результате образования и развития усталостной трещины под длительным воздействием переменных напряжений;

Цикл изменения напряжения – характер единичного колебания напряжения, после которого колебания периодически повторяются;

       – асимметричный – максимальные и минимальные напряжения не равны по модулю и не равны нулю;

       – базовое число – абсцисса (число циклов) точки перелома N_G (N _lim) кривой усталости;

       – коэффициент асимметрии – отношение минимальных напряжений к максимальным, взятых со знаками;

       – отнулевой – минимальные напряжения равны нулю;

       – симметричный – максимальные напряжения равны по модулю, но противоположны по знаку.

      Червяк – винт с трапецеидальной или близкой к ней резьбой;

      – коэффициент диаметра q – отношение делительного диаметра червяка к модулю – стандартный параметр, введенный для исключения маложестких червяков;

      – линейчатый – винтовая поверхность может быть образована прямой линией – прямолинейной кромкой резца на токарно-винторезном станке (архимедов ZA, конволютный ZN, эвольвентный ZI);

– нелинейчатый – нарезают дисковой фрезой конусной (червяк ZK) или тороидальной (червяк ZT) формы. Витки во всех сечениях имеют криволинейный профиль: в нормальном к витку сечении выпуклый, в осевом сечении вогнутый;

– число заходов z ₁ – число витков в торцовом сечении; по ГОСТ z ₁ = 1, 2 и 4.

Эксцентричное нагружение болта – внецентренное приложение осевой силы, приводящее к возникновению опасных напряжений изгиба в стержне болта.

                                                                                                                                                

 

 

100

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Основная

1. Решетов, Д.Н. Детали машин: учебник для вузов. 4-е изд. / Д.Н. Решетов.– М.: Машиностроение, 1989.– 496 с.

2. Леликов, О.П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин: конспект лекций по курсу "Детали машин" / О.П. Леликов.– М.: Машиностроение, 2002, 2003.– 440 с.

    3. Ульянов, А.А. Детали машин: учеб. пособие / А.А. Ульянов.– Н. Новгород, НГТУ, 2006.– 199 с.

4. Иванов, М.Н. Детали машин: учебник для вузов. 6-е изд. / М.Н. Иванов.– М.: Высшая школа, 1998.– 383 с.

5. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие для техн. спец. вузов. 7-е изд. / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов.– М.: Высшая школа, 2001.– 447 с.

6. Дунаев, П.Ф. Детали машин. Курсовое проектирование: учеб. пособие для машиностроит. спец. учреждений среднего профессионального образования. 3-е изд. / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов.– М.: Машиностроение, 2002.– 536 с.

    7. Кудрявцев, В.Н. Курсовое проектирование деталей машин: учеб. пособие для студентов машиностроит. спец. вузов / В.Н. Кудрявцев, Ю.А. Державец, И.И. Арефьев и др.; под общей ред. В.Н. Кудрявцева.– Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983.– 400 с.

    8. Атлас конструкций узлов и деталей машин: учеб. пособие; под ред. О.А. Ряховского.– М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.– 384 с.

    9. Курмаз, Л.В. Детали машин. Проектирование: справочное учебно-метод. пособие / Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда.– М.: Высшая школа, 2004.– 308 с.

    10. Детали машин: атлас конструкций: в 2 ч. 5-е изд.; под ред. Д.Н. Решетова.– М.: Машиностроение, 1992.– 352 с.

11. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. 8-е изд. / В.И. Анурьев.– М.: Машиностроение, 2001.– 920 с., 912 с. и 864 с.