Привод ковшового элеватора
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
для студентов-заочников
«ДЕТАЛИ МАШИН»
Специальность 151901 Технология машиностроения
Нижний Тагил 2014
Методические указания разработаны на основе рабочей программы по дисциплине «Детали машин» по специальности среднего профессионального образования (далее СПО) 151901Технология машиностроения
Методические указания составил:
|
Семухина Ирина Вячеславовна – преподаватель
НТМТ НТИ(ф) УрФУ
Председатель ________________
Методического Совета (подпись)
НТМТ
Содержание
стр.
1. Общие методические указания 4
2. Тематический план и содержание дисциплины 6
3. Задание для контрольной работы 10
4. Вопросы к зачету 14
4. Рекомендуемая литература 15
l. Общие методические указания
Программой дисциплины "Детали машин" предусматривается изучение
механических передач, соединений деталей машин и деталей передач.
Курс "Детали машин" является связующим между общетехническими и
специальными дисциплинами.
В пределах, предусмотренных учебным планом и программой, этот курс дает
студентам основы расчета на прочность и жесткость деталей машин общего
назначения, учит выбирать материалы, дает правила конструирования с учетом
технологии изготовления и эксплуатации машин.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
– выбирать машиностроительные материалы для конкретного применения
в элементах конструкции и деталях механизмов и машин;
– производить расчеты механических передач и простейших сборочных единиц общего назначения;
– читать кинематические схемы;
– определять напряжения в конструкционных элементах.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
– виды механизмов, их кинематические и динамические характеристики;
– назначение и устройство передач и соединений;
– обозначения, единицы и размерность величин, применяемых в деталях машин;
– основы расчетов механических передач и простейших сборочных единиц общего назначения.
Основным методом изучения дисциплины является самостоятельная работа
студентов:
- консультации в межсессионный период;
- работа с учебной и справочной литературой;
- конспектирование;
- работа с конспектом лекций;
- решение задач;
- выполнение контрольных работ.
По окончании изучения соответствующих тем 1-4 разделов, выяснения неясных и непонятных вопросов, приступить к выполнению домашней контрольной работы.
Домашняя контрольная работа выполняется на листах белой писчей бумаги
форматом А4.
На первом листе указывается номер варианта и номер соответствующего
задания.
Записи делаются четким разборчивым почерком, либо оформляются на компьютере (шрифт Times New Roman, размер шрифта 14, через 1,5 интервала, поля страницы стандартные: верхнее и нижнее по 2 см, левое 3 см, правое 1,5 см).
Домашняя контрольная работа включает в себя кинематический расчёт, выбор материалов, расчет допускаемых напряжений и прочностной расчет закрытой передачи.
Номер задания выбирают, согласно варианту, из таблицы вариантов заданий.
Он состоит из двух или трёх цифр, первая соответствует номеру технического задания, последняя или две последних номеру варианта исходных данных.
В период весенней сессии предстоит сдать зачёт по дисциплине.
Приступая к изучению дисциплины, следует чётко уяснить, что основную часть
производственных процессов хозяйственной деятельности человека выполняют машины – механические устройства, служащие для преобразования энергии, материалов или информации.
Машиностроение – ключевая отрасль экономики, в значительной степени определяющая производительность труда, качество продукции, темпы и уровень технического процесса, и обороноспособность страны.
Детали машин есть научная дисциплина, включающая теорию, расчёт и конструирование деталей общего назначения.
Изложение дисциплины «Детали машин» основывается на знаниях, полученных при изучении математики, теоретической механики, технологии металлов, инженерной графики, нормирования точности.
2. Тематический план и содержание учебной дисциплины «Детали машин»
| Наименование разделов и тем | Содержание учебного материала, практические работы, самостоятельная работа обучающихся | Объем часов |
| Раздел 1. Соединения деталей | ||
| Тема 1.1. Основные положения | Содержание учебного материала | |
| Цели и задачи предмета «Детали машин». Механизм и машина. Классификация машин в зависимости от их назначения. Детали и сборочные единицы машин, их классификация. Современные направления в развитии машиностроения. Требования, предъявляемые к машинам, сборочным единицам и их деталям. Основные понятия о надёжности машин и их деталей. | ||
| Тема 1.2. Резьбовые соединения | Содержание учебного материала | - |
| Силовые отношения в винтовой паре. Момент в резьбе и момент торцового трения. Соотношение между силой затяжки и силой на ключе. Самоторможение в винтовой паре. КПД винтовой пары. Расчёт одиночного болта на прочность при постоянной нагрузке. Основные расчётные случаи: затянутый болт без внешней осевой силы; затянутый болт с дополнительной осевой силой; болт, нагруженный поперечной силой. | ||
| Практические занятия | ||
| Расчет резьбовых соединений на прочность | ||
| Тема 1.3. Шпоночные и шлицевые соединения | Содержание учебного материала | |
| Шпоночные соединения. Назначение, достоинства и недостатки. Основные типы стандартных шпонок и их сравнительная характеристика. Материал и допускаемые напряжения. Шлицевые соединения. Назначение, достоинства и недостатки. Классификация по характеру соединения, по форме зубьев и по способу центрирования ступицы относительно вала. Материал и допускаемые напряжения. | ||
| Практические занятия | - | |
| Расчет шпоночных и шлицевых соединений на прочность | ||
| Тема 1.4. Неразъемные соединения | Содержание учебного материала | - |
| Клепаные соединения. Сварные соединения. Клиновые и штифтовые соединения. | ||
| Практические занятия | - | |
| Расчет клепанных соединений на прочность | ||
| Расчет сварных соединений на прочность | ||
| Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по разделу 1. Примерная тематика самостоятельной работы: 1. Клеевые соединения 2. Прессовые соединения 3. Расчеты на прочность неразъемных соединений | ||
| Раздел 2. Механические передачи | ||
| Тема 2.1. Классификация и основные характеристики передач | Содержание учебного материала | |
| Вращательное движение, его достоинство и роль в механизмах и машинах. Назначение передач по принципу действия и принципу передачи движения от ведущего звена к ведомому. Основные кинематические и силовые соотношения в передачах. | ||
| Практические занятия | - | |
| Расчет характеристик передач | ||
| Кинематический расчет | ||
| Тема 2.2. Фрикционные и передачи | Содержание учебного материала | - |
| Принцип работы и устройство фрикционных передач с нерегулируемым передаточным числом. Достоинства и недостатки, область применения. Цилиндрическая передача гладкими катками, определение требуемой силы их прижатия. Способы прижатия и материал катков. Виды разрушения рабочих поверхностей катков. Понятие о критериях работоспособности и расчёте на прочность. | ||
| Тема 2.3. Ременные передачи | Содержание учебного материала | - |
| Общие сведения о ременных передачах. Принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения ременных передач. Детали ременных передач: приводные ремни, шкивы, натяжные устройства. Сравнительная характеристика передач плоскими, клиновыми и поликлиновыми ремнями. | ||
| Тема 2.4. Общие сведения о зубчатых передачах. | Содержание учебного материала | |
| Общие сведения о зубчатых передачах: принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения. Классификация зубчатых передач. Основы теории зубчатого зацепления. Основная теорема зацепления. Эвольвента окружности. Образование эвольвенты зацепления. Зацепление двух эвольвентных колёс. Основные элементы и характеристики зацепления; скольжение при взаимодействии зубьев. | ||
| Подрезание зубьев. Основные понятия о зубчатых колёсах со смещением. Виды разрушения зубьев. Основные критерии работоспособности и расчёта зубчатых передач. Материалы зубчатых колёс и допускаемые напряжения. | ||
| Тема 2.5. Цилиндрические прямозубые и косозубые передачи | Содержание учебного материала | - |
| Прямозубые цилиндрические передачи. Основные геометрические соотношения. Силы, действующие в зацеплении. Расчёт на контактную прочность и изгиб. Выбор основных параметров и расчётных коэффициентов. Косозубые цилиндрические передачи. Основные геометрические соотношения. Силы, действующие в зацеплении. Особенности расчета косозубых передач на контактную прочность и на изгиб. | ||
| Практические занятия | - | |
| Выбор материалов зубчатых колес. | ||
| Расчет на прочность цилиндрических передач | ||
| Тема 2.6. Конические зубчатые передачи | Содержание учебного материала | |
| Конические прямозубые передачи. Конические передачи с круговым зубом. Основные геометрические соотношения. Силы, действующие в зацеплении. Расчёт конической передачи. Конические прямозубые передачи. Конические передачи с круговым зубом. Основные геометрические соотношения. Силы, действующие в зацеплении. Расчёт конической передачи. | ||
| Практические занятия | - | |
| Расчет на прочность конических передач | ||
| Тема 2.7. Планетарные передачи | Содержание учебного материала | |
| Планетарные зубчатые передачи. Принцип работы и устройство. Достоинства и недостатки, область применения. Определение передаточных отношений (метод Виллиса). | ||
| Тема 2.8. Общие сведения о червячных передачах | Содержание учебного материала | |
| Общие сведения о червячных передачах. Принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения червячных передач. Червячная передача с Архимедовым червяком. Основные геометрические соотношения. Понятие о червячных передачах со смещением. Передаточное число и КПД червячной передачи. Силы, действующие в зацеплении. Виды разрушения зубьев червячных колёс. Материалы звеньев червячной пары. | ||
| Практические занятия | - | |
| Расчет червячных передач | ||
| Тема 2.9. Общие сведения о цепных передачах. | Содержание учебного материала | - |
| Общие сведения о цепных передачах. Принцип работы, устройство, достоинства и недостатки, область применения цепных передач. Детали цепных передач: приводные цепи, звёздочки и натяжные устройства. Смазка цепи. Основные геометрические соотношения в передаче. Передаточное число. Силы, действующие в цепной передаче. | ||
| Практические занятия | - | |
| Расчет цепных передач | ||
Самостоятельная работа обучающихся:
выполнение домашних заданий по разделу 2.
Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы:
| ||
| Раздел 3. Валы, оси, подшипники | ||
| Тема 3.1. Назначение, класси-фикация, элементы конструкции валов и осей | Содержание учебного материала | |
| Валы и оси, их назначение и классификация. Элементы конструкции: цапфы, посадочные поверхности, переходные участки. Материалы валов и осей. | ||
| Тема 3.2. Расчеты валов и осей | Содержание учебного материала | - |
| Проектировочный и проверочный расчёты валов. Конструктивные технологические способы повышения сопротивления усталости. Проверочный и проектировочный расчёты осей. | ||
| Практические занятия | - | |
| Проектный расчет валов | ||
| Расчетная схема валов редуктора | ||
| Тема 3.3. Общие сведения о подшипниках скольжения | Содержание учебного материала | |
| Конструкции, достоинства и недостатки, область применения подшипников скольжения. Применяемые материалы и смазки. Виды разрушения и основные критерии работоспособности. | ||
| Тема 3.4. Общие сведения о подшипниках качения | Содержание учебного материала | - |
| Подшипники качения. Устройство. Классификация, условные обозначения и основные типы. Особенности работы радиально-упорных и роликоподшипников. Краткие сведения о конструировании опор валов. | ||
| Практические занятия | - | |
| Подбор подшипников качения по динамической грузоподъёмности. | ||
| Зачет по практическим занятиям. | ||
Самостоятельная работа обучающихся:
выполнение домашних заданий по разделу 3.
Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы:
| ||
| Всего |
3.Задание для контрольной работы
Расчет привода
1. Начертить кинематическую схему привода.
2. Определить ресурс привода.
3. Выбрать двигатель.
4. Определить передаточное число привода и его ступеней.
5. Определить угловые скорости на валах привода.
6. Определить частоты вращения на валах привода.
7. Определить вращающие моменты на валах привода.
8. Выбрать материал передачи редуктора.
9. Определить допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни и
колеса (червяка и червячного колеса).
10.Определить допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и
колеса (червячного колеса).
11.Выполнить проектный расчет передачи редуктора.
12.Выполнить проверочный расчет передачи редуктора.
Таблица вариантов заданий на контрольную работу
| 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 2.1 | 2.2 | 2.3 | 2.4 | 2.5 | 3.1 | 3.2 | 3.3 | 3.4 | 3.5 |
Выбор варианта – по номеру в учебном журнале
Например: 
Вариант-10, техническое задание 2. вариант в техническом задании 5
Техническое задание 1
Привод к тарельчатому питателю для формовочной земли 
| исходные данные | Варианты | |||||||||
| Окружная сила на диске | ||||||||||
| F,кН | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,0 | 3,5 | 3,5 | 4,0 | 4,0 | 4,5 |
| Скорость подачи земли | ||||||||||
| v, м/с | 0,55 | 0,60 | 0,65 | 0,70 | 0,75 | 0,80 | 0,85 | 0,90 | 0,95 | 1,00 |
| Диаметр диска .D, мм | ||||||||||
| Допускаемое отклонение | ||||||||||
| скорости подачи | ||||||||||
| земли 8, % | ||||||||||
| Срок службы привода | ||||||||||
| Lr., лет | 6 |
Техническое задание2
Привод ковшового элеватора
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| Тяговая сила цепи F, кН | 1,0 | 1,3 | 1,5 | 1,5 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | 2,2 | 2,6 | 2,8 |
| Скорость ленты v, м/с | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 |
| Диаметр барабана D, | ||||||||||
| мм | ||||||||||
| Угол наклона цепной | ||||||||||
| передачи 0, град | ||||||||||
| Допускаемое отклонение | ||||||||||
| скорости ленты 8, % | 5 | |||||||||
| Срок службы привода | ||||||||||
| Lr., лет | 5 |
Техническое задание 3
Привод к шнеку-смесителю
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| Тяговая сила шнека F, кН | 1,1 | 1,3 | 1,5 | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 2,7 | 2,9 | 3,0 |
| Скорость перемещения смеси v, м/с | 0,8 | 0,9 | 1,1 | 1,3 | 1,2 | 1,0 | 1,1 | 0,9 | 1,3 | 1,2 |
| Наружный диаметр шнека D,мм | ||||||||||
| Угол наклона ременной | ||||||||||
| передачи 0, град | ||||||||||
| Допускаемое отклонение | ||||||||||
| скорости смеси 8, % | 4 | |||||||||
| Срок службы привода | ||||||||||
| Lr., лет |
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ
1. Понятия: машина, прочность, жесткость. Требования к проектируемым машинам
2. Методы оценки прочности деталей машин
3. Виды резьб, применение.
4. Геометрические параметры резьбы.
5. Шпоночные соединения: назначение, виды соединений, достоинства и недостатки
6. Шлицевые соединения: назначение, классификация, достоинства и недостатки
7. Классификация механических передач
8. Понятия: передаточное число и коэффициент полезного действия
9. Фрикционная передача: область применения, принципы работы, классификация, достоинства и недостатки
10. Ременная передача: область применения, принципы работы, классификация, достоинства и недостатки
11. Зубчатая передача: принцип работы достоинства и недостатки классификация, область применения
12. Характеристики зубчатой передачи
13. Основные элементы эвольвентного зацепления
14. Понятие о корригировании зацепления
15. Виды разрушения зубьев
16. Цилиндрические прямозубые передачи. Область применения. Силы в зацеплении
17. Цилиндрические косозубые передачи. Назначение, особенности, достоинства и недостатки.
18. Цилиндрические косозубые передачи. Силы в зацеплении
19. Конические зубчатые передачи. Определение, устройство, геометрия
20. Червячные передачи. Назначение, особенности конструкции, классификация
21. Червячные передачи. Материалы. Достоинства и недостатки.
22. Геометрия и кинематика червячных передач. Силы в червячном зацеплении
23. Понятие редуктора, разновидности
24. Валы и оси. Определение, конструктивные элементы, классификация
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
| Основная |
| 1. А.А.Эрдеди, Н.А. Эрдеди Детали машин – М.: Высшая школа, 2001г. |
| 2. Н.Г.Куклин, Г.С. Куклин Детали машин – М.: Машиностроение, 1987г. |
| Дополнительная |
|
| 3. Шейнблит Е. Курсовое проектирование деталей машин – М.: Высшая школа, 2005г. |