Методические рекомендации по выполнению контрольной работы №2
Правило выбора варианта задачи: студент должен выбирать номер варианта задачи по последней цифре учебного шифра (номер зачетной книжки), номер условия из таблицы – по предпоследней цифре шифра.
В контрольной работе №2 предусматривается выполнение расчетов, определяющих основные параметры привода технологической машины.
Результаты работы должны быть оформлены в виде пояснительной записки и графической части.
Пояснительная записка выполняется на листах формата А4 и должна содержать титульный лист, лист задания, проектные расчеты привода:
1) определение потребной мощности электродвигателя и подбор его по каталогу;
2) определение потребного передаточного числа привода и разбивка его по ступеням передачи, определение частоты вращения, угловой скорости валов привода;
3) определение мощности и вращающих моментов на валах привода.
4) расчет основных конструктивных параметров редуктора:
- выбор материала зубчатых колес. Определение допускаемых контактных напряжений;
- проектный расчет зубчатой передачи с определением основных размеров зубчатых колес, модуля и числа зубьев;
- проектный расчет валов и разработка их конструкции с выполнением эскизов;
- подбор подшипников;
- определение конструктивных размеров шестерни (червяка) и колеса, выполнение их эскизов;
- выполнение эскизной компоновки с определением расстояний между точками приложения сил;
- определение сил в зубчатом зацеплении;
- построение расчетной схемы нагружения валов и определение реакций опор;
- проверка прочности шпоночного соединения «вал – ступица колеса»;
- порядок сборки редуктора.
5) выбор муфты по каталогу;
6) cписок использованной литературы.
Графическая часть должна содержать чертеж редуктора (вид сверху со снятой крышкой) в масштабе 1:1. На чертеже должны быть проставлены номера составных частей редуктора, указаны габаритные и присоединительные размеры редуктора; приведена техническая характеристика редуктора.
Чертеж выполняется на листе формата А1 в соответствии с ГОСТ2.102-68.
К чертежу должен быть приложен лист спецификации (подшивается к пояснительной записке).
Темы контрольных работ
Задание на контрольную работу №1
Задача 1
На горизонтальную балку (рис. С. 0 – С. 9) действует сосредоточенная сила Р., пара сил с моментом М, и равномерно распределенная нагрузка интенсивностью q. Определить реакции связей А и В, пренебрегая весом балки. Числовые значения величин приведены в таблице С.
Таблица.С.
| номер условия | P, кн. | М, к/нм | q, кн./м | углы град. | ℓ, м | а1, м | а2, м | |
| a | b | |||||||
Рис. С.0 Рис. С.1
Рис. С.2 Рис. С.3
Рис. С.4 Рис. С. 5
Рис. С.6 Рис. С.7
Рис. С.8 Рис. С.9
Задача 2
Механизм состоит из ступенчатых колес, находящихся в зацеплении или связанных ременной передачей и груза, прикрепленного к концу нити, намотанной на одно из колёс (рис. К. 0 – К. 9) таблица К.
По заданному уравнению прямолинейного поступательного движения груза S =f(t) определить скорость, касательное, нормальное и полное ускорение точки М в момент t=2с.
Таблица К.
| Номера условий | S=f(t) S-м,t-c | R1 м | R2 м | R3 м | R4 м |
| 0,2(7t2+ t) | 0,2 | 0,15 | 0,6 | 0,8 | |
| 0,4(t3 +3t) | 0,1 | 0,2 | 0,7 | 0,6 | |
| 0,3(8t2 +2t) | 0,15 | 0,1 | 0,45 | 0,5 | |
| 0,5(6t2 -t) | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | |
| 0,1(10t3 +8t) | 0,15 | 0,1 | 0,6 | 0,5 | |
| 0,2(t2 +4t) | 0,2 | 0,15 | 0,8 | 0,45 | |
| 0,3(2t2 +5t) | 0,2 | 0,1 | 0,6 | 0,45 | |
| 0,1(5t2+4t) | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,6 | |
| 0,1(6t3 –3t) | 0,15 | 0,1 | 0,45 | 0,4 | |
| 0,4(t2+ 5t) | 0,1 | 0,15 | 0,5 | 0,6 |
Рис.К0 Рис.К1
Рис.К2 Рис.К3
Рис.К4 Рис.К5
Рис. К.6 Рис. К.7
Рис. К.8 Рис. К.9
Задача 3
Для схемы нагружения стальной балки заданного двутаврового сечения (рис. 3):
- построить эпюры поперечных сил и моментов, выраженные через q, F или M;
- определить величины заданных внешних нагрузок (q, F и M) из условия σmax=[σ].
Величины, необходимые для решения задачи, даны в таблице
Таблица 3
| № п/п | № схемы | F/ qa | M/qa | [σ] | a, м | № двутавра по сортименту |
| 1,0 | 0,4 | 1,0 | ||||
| 0,75 | 0,35 | 1,0 | ||||
| 0,5 | 0,2 | 1,1 | ||||
| 2,0 | 0,25 | 1,1 | ||||
| 2,5 | 0,3 | 1,2 | ||||
| 0,8 | 0,15 | 1,2 | 18а | |||
| 0,9 | 0,16 | 0,9 | ||||
| 1,1 | 0,1 | 0,8 | 20а | |||
| 1,2 | 0,14 | 0,9 | ||||
| 1,4 | 0,18 | 1,0 |
|
Задание на контрольную работу № 2
Вариант задания 1
Выполнить проектный расчет привода к месильной машине 5, состоящий из электродвигателя (1), упругой муфты (2), редуктора с косозубыми цилиндрическими колесами (3) и цепной передачи (4). Структурная схема привода показана на рис.1. Мощность на рабочем валу машины Рз, частота вращения рабочего вала nз и синхронная частота вращения двигателя nc приведены в таблице исходных данных.
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| Рз, кВт | 2,0 | 2,3 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,1 | 4,7 | 5,5 | 6,5 | 8,0 |
| Nз, об/мин | ||||||||||
| nc, об/мин |
 |
Рис. 1.
Вариант задания 2
Спроектировать привод к охлаждающей машине 5, состоящий из электродвигателя 1, упругой муфты 2, редуктора с коническими зубчатыми колесами 3 и цепной передачи с втулочно-роликовой цепью 4. Структурная схема привода показана на рис. 2. Мощность на рабочем валу машины Рз. частота вращения рабочего валаnз и синхронная частота вращения двигателяnCприведены в таблице исходных данных.
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| Рз, кВт | 6,4 | 5,5 | 4,7 | 3,8 | 3,4 | 2,8 | 2,5 | 2,1 | 1,5 | 1,2 |
| Nз, об/мин | ||||||||||
| nC, об/мин |
Рис. 2
Вариант задания 3
Спроектировать привод месильной машины 5 с горизонтальным валом и многокрыльчатыми лопастями, состоящий из электродвигателя 1, упругой муфты 2, червячного редуктора с нижним расположением червяка 3 и клиноремненной передачи 4. Структурная схема привода показана на рис. 8. Мощность на рабочем валу машины Рз , частота вращения рабочего вала nз и синхронная частота вращения двигателя nC приведены в таблице исходных данных.
| Исходные данные | В а р и а н т ы | |||||||||
| Рз, к Вт | 4,8 | 3,5 | 3,2 | 2,8 | 2,5 | 2,0 | 1,9 | 1,7 | 1,4 | 1,2 |
| n з, об/мин | ||||||||||
| n С, об/мин |
 |
Рис.3
Вариант задания 4
Спроектировать привод к смесителю 5, состоящий из электродвигателя 1, упругой муфты 2, червячного редуктора 3 и открытой цилиндрической зубчатой передачи 4. Структурная схема приведена на рис. 4. Мощность на рабочем валу машины Рз , частота вращения рабочего вала nз и синхронная частота вращения двигателя nC приведены в таблице исходных данных.
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| Рз, к Вт | 8,0 | 7,4 | 7,0 | 6,3 | 5,9 | 5,5 | 5,0 | 4,6 | 4,2 | 3,7 |
| n з, об/мин | ||||||||||
| n С, об/мин |
 |
Рис.4
Вариант задания 5
Спроектировать привод месильной машине 5, состоящий из электродвигателя 1, клиноремненной передачи 2, редуктора с коническими зубчатыми колесами 3 и муфты 4. Структурная схема привода показана на рис. 10. Мощность на рабочем валу машины Рз , частота вращения рабочего вала nз и синхронная частота вращения двигателя nC приведены в таблице исходных данных.
| Исходные данные | В а р и а н т ы | |||||||||
| Рз, к Вт | 4,8 | 4,0 | 3,5 | 3,0 | 2,5 | 2,3 | 1,9 | 1,6 | 1,3 | 1,1 |
| n з, об/мин | ||||||||||
| n С, об/мин |
 |
Рис.5
Вариант задания 6
Спроектировать привод к охлаждающей машине 5, состоящий из электродвигателя 1, муфты 2, редуктора с косозубыми цилиндрическими колесами 3 и плоскоременной передачи 4. Структурная схема привода показана на рис. 11. Мощность на рабочем валу машины Рз , частота вращения рабочего вала nз и синхронная частота вращения двигателя nC приведены в таблице исходных данных.
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| Рз к Вт | 6,4 | 5,5 | 4,9 | 4,1 | 3,6 | 3,0 | 2,6 | 2,1 | 1,5 | 1,1 |
| n з, об/мин | ||||||||||
| n С, об/мин |
 |
Рис.6
Вариант задания 7
Спроектировать привод к месильной машине 5, состоящий из электродвигателя 1, упругой муфты 2, червячного редуктора с нижним расположением червяка 3 и цепной передачи с втулочно-роликовой цепью 4. Структурная схема привода показана на рис. 7. Мощность на рабочем валу машины Рp , частота вращения рабочего вала np и синхронная частота вращения двигателя nC приведены в таблице исходных данных.
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| Рз, к Вт | 4,6 | 4,9 | 3,6 | 3,1 | 2,4 | 2,0 | 1,6 | 1,2 | 0,9 | 0,7 |
| n з, об/мин | ||||||||||
| n С, об/мин |
 |
Рис.7
Вариант задания 8
Спроектировать привод к месильной машине 5, состоящий из электродвигателя 1, клиноременной передачи 2, редуктора с коническими зубчатыми колесами 3 и упругой муфты 4. Структурная схема привода показана на рис. 8. Мощность на рабочем валу машины Рз , частота вращения рабочего вала nз и синхронная частота вращения двигателя nC приведены в таблице исходных данных.
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| Рз, к Вт | 7,9 | 7,3 | 6,9 | 6,2 | 5,9 | 5,3 | 4,9 | 4,4 | 3,8 | 3,3 |
| n з об/мин | ||||||||||
| n С, об/мин |
 |
Рис.8
Вариант задания 9
Спроектировать привод к месильной машины 5 с горизонтальным валом и многокрыльчатыми лопастями, состоящий из электродвигателя 1, клиноременной передачи 2, редуктора с косозубыми цилиндрическими колесами 3 и упругой муфты 4. Структурная схема привода показана на рис. 9. Мощность на рабочем валу машины Рз , частота вращения рабочего вала nз и синхронная частота вращения двигателя nC приведены в таблице исходных данных.
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| Рз, к Вт | 1,9 | 2,7 | 3,4 | 4,1 | 4,9 | 5,1 | 6,3 | 6,0 | 6,7 | 5,8 |
| n з, об/мин | ||||||||||
| n С, об/мин |
 |
Рис. 9
Вариант задания 10
Спроектировать привод к смесителю 5, состоящий из электродвигателя 1, муфты 2, редуктора с коническими зубчатыми колесами 3 и плоскоременной передачи 4.. Структурная схема привода показана на рис.10. Мощность на рабочем валу машины Рз , частота вращения рабочего вала nз и синхронная частота вращения двигателя nC приведены в таблице исходных данных.
| Исходные Данные | Варианты | |||||||||
| Рз, к Вт | 6,4 | 5,6 | 4,8 | 4,1 | 3,5 | 2,9 | 2,4 | 1,9 | 1,4 | 1,0 |
| nз, об/мин | ||||||||||
| n С, об/мин |
 |
Рис. 10
Вопросы к зачету и экзамену
1. Что понимают под абсолютно твердым телом?
2. Что такое материальная точка?
3. Что называют силой?
4. Какими параметрами характеризуется сила?
5. Что такое система сил?
6. Как классифицируют силы?
7. Какие задачи решает статика?
8. Что понимают под состоянием равновесия?
9. Какие системы сил называют эквивалентными?
10. Что такое равнодействующая?
11. Что устанавливают аксиомы статики?
12. Что такое пара сил?
13. Какие различают виды трения?
14. Что такое центр тяжести тела и как найти его координаты?
15. Что называют виды трения?
16. Чем перемещение точки (тела) отличается от ее пути?
17. Какие задачи решает кинематика?
18. Какие существуют способы задания движения тела?
19. Что называют истинными скоростью и ускорением точки?
20. Какое движение тела называют поступательным?
21. Какое движение тела называют вращательным?
22. Какое движение тела называют плоскопараллельным?
23. Что такое масса тела?
24. Какие задачи решает динамика?
25. Как формулируются три закона динамики?
26. В чем суть принципа независимости действия сил?
27. Как определяется импульс точки и формулируется теорема об его изменении?
28. Как формулируется теорема о движении центра масс?
29. Как определяют кинематическую энергию точки?
30. Как найти кинетическую энергию тела при поступательном, вращательном, плоскопараллельном движении?
31. Что называют работой?
32. Что такое мощность?
33. Как формулируется теорема об изменении кинетической энергии точки?
34. В чем суть принципа д , Аламбера и метода кинетостатики?
35. Что понимают под прочностью, жесткостью, устойчивостью и выносливостью?
36. Какие гипотезы положены в основу расчетных методов сопромата?
37. В чем суть принципа суперпозиции?
38. Какие материалы называют однородными и изотропными?
39. Что называют напряжениями?
40. Какие различают типы простейших деформаций?
41. Как формулируется закон Гука для однородного изотопного тела?
42. Какие механические свойства материалов используются при расчетах на прочность, жесткость, устойчивость и выносливость?
43. Что такое КЗП?
44. Какие Вы знаете теории (гипотезы) прочности?
45. Что такое критическая сила?
46. Какие нагрузки называют циклическими?
47. В чем суть явления механической усталости?
48. Как проявляется эффект концентрации напряжении при циклическом нагружении?
49. От каких факторов зависит величина коэффициента запаса циклической прочности?
50. Как обеспечить надежность и минимальную материалоемкость элемента конструкции?
51. Что понимаю под работоспособностью и надежностью деталей машин?
52. Каковы основные критерии работоспособности?
53. Какие конструкционные материалы используют в современном машиностроении?
54. Какие этапы включает процесс проектирования?
55. Для чего необходимы механические передачи?
56. По каким признакам классифицируют передачи?
57. Какие виды передач получили наибольшее распространение и каковы их основные характеристики?
58. Что такое передаточное отношение?
59. Каковы области применения передач типа «винт-гайка»?
60. Какие различают виды зубчатых колес и каковы области их применения?
61. Каковы главные достоинства зубчатых передач по сравнению с другими механическими передачами?
62. Почему наибольшее распространение получили зубчатые передачи с эвольвентным профилем боковых поверхностей зубьев?
63. Что такое шаг и модуль зубчатого колеса?
64. Как определяют длительный диаметр зубчатого колеса?
65. Как вычисляют диаметры вершин и впадин рабочего венца зубчатого колеса?
66. По каким причинам зубчатые передачи выходят из строя?
67. Какие критерии лежат в основе расчетов зубчатых передач?
68. Как осуществляется смазывание зубчатых передач?
69. Какой алгоритм используют при расчетах зубчатых передач?
70. Какими достоинствами и недостатками обладают червячные передачи по сравнению с зубчатыми?
71. Из каких материалов изготавливают червяки и червячные колеса?
72. Каковы причины выхода из строя и критерии работоспособности червячных передач?
73. Как определяют КПД червячной передачи?
74. Как выполняют тепловой расчет червячной передачи?
75. Какие используют способы охлаждения червячных передач?
76. Как осуществляют смазывание червячных передач?
77. Какой алгоритм применяют для расчета червячных передач?
78. Для чего предназначены редукторы?
79. Каковы достоинства и недостатки ременных передач?
80. Какие виды ременных передач различают и каковы области их использования?
81. За счет каких факторов происходит потеря мощности в ременной передач? Чему равен ее КПД?
82. Как выполняют расчеты плоских и клиновых ремней по тяговой способности?
83. Какова методика расчета плоско- и клиноременных передач?
84. Из каких материалов изготавливают ремни и шкивы?
85. Какие бывают цепи?
86. По каким критериям проводят расчеты цепных передач?
87. Чем отличаются цепные передачи от ременных и что между ними общего?
88. Чем оси отличаются от валов?
89. Какими бывают валы по конструктивному исполнению?
90. Как проводят расчеты валов и осей?
91. Как проводят проверочный расчет валов на выносливость?
92. Каковы области применения подшипников скольжения?
93. Как устроены подшипники скольжения?
94. Как определяют основные размеры подшипников скольжения?
95. Из каких деталей состоят подшипники качения?
96. Какими достоинствами и недостатками обладают подшипники качения по сравнению с подшипниками скольжения?
97. Какие различают подшипники качения в зависимости от формы тел качения и характера воспринимаемой нагрузки?
98. Какие существуют серии подшипников качения?
99. Как подбирают подшипники качения и определяют их резус?
100. Как устроены втулочная и фланцевая муфты? Какова область их при-менения? Как выполняют их проверочный расчет?
101. Какие различают виды упругих муфт? Каковы области их применения? Как проводят их расчет?
102. Как устроены и где применяются предохранительные муфты?
103. Какие виды сварки получили наибольшее распространение?
104. Какие различают типы сварных швов?
105. Как проводят расчет сварных швов различных типов?
106. Какими преимуществами обладают сварные соединения по сравнению с заклепочными?
107. В каких случаях применяют соединения с натягом?
108. Какими преимуществами и недостатками обладают соединения с натягом по сравнению со шпоночными и шлицевыми?
109. Какие различают типы шпонок?
110. Каковы области применения шпонок различных типов?
111. Как определяют размеры шпонок?
112. Как проводят расчет призматических и сегментных шпонок?
113. В чем состоят преимущества шлицевых соединений по сравнению со шпоночными?
114. Какие различают типы резьб?
115. Какие различают виды метрической резьбы?
116. Каковы геометрические параметры резьбы?
117. Какие используются резьбовые элементы крепежа и каковы области их применения?
118. В каких случаях применяют шпильки и винты вместо болтов?
119. Как выполняют расчет резьбовых соединений на прочность?
Рекомендуемая литература
Основная:
1. Яблонский А.А., Никифоров В.М. Теоретическая механика.- М.: Высшая школа, 2006.
2. Яковенко Г.Н. Краткий курс теоретической механики. .- М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006.
3. Аркуша А.И. Техническая механика. . - М.: Высшая школа, 2008.
4. Вольмир А.С., Григорьев Ю.П., Станкевич А.И. Сопротивление материалов : Изд-во: Дрофа,2007.
5. Межецкий Г.Д., Загребин Г.Г., Решетник Н.Н. и др. Сопротивление материалов : Изд-во: Дашков и Ко, 2008.
6. Михайлов А.М. Сопротивление материалов : Изд-во Академия. 2009.
7. Подскребко М.Д. Сопротивление материалов. Практикум по решению задач. - М.: Высшая школа, 2009.
8. Копнов В.А., Кривошапко С.Н. Сопротивление материалов. Руководство для решения задач и выполнения лабораторных и расчетно-графических работ. - М.: Высшая школа, 2009.
9. Сапунов В.Т. Классический курс сопротивления материалов в решениях задач. Изд-во: ЛКИ, 2008.
10. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин. - М.: Высшая школа, 2007.
11. Вагнер В.А.,Звездаков В.П., Тюняев А.В. и др. Детали машин. - М.: Машиностроение, 2007.
12. Чернилевский Д.В. Детали машин и основы конструирования. М.: Машиностроение, 2006.
13. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Машиностроение, 2006.
14. Куклин Н.С., Куклина Г.С., Житков В.К. Детали машин. - М.: Высшая школа, 2007.
15. Вереина Л.И. Техническая механика: Изд-во Академия. 2008.
Дополнительная:
1. Детали машин. Учебно-практическое пособие для студентов специальностей 1706 и 2713 п.ф.о. и с.ф.о. 3 и 4 курса. - М.: МГУТУ, 2009, 60 с. Изд. № 4980.
2. Балакин Ю.А., Буторин Л.В. Детали машин. Рабочая программа, методические документы, тематика курсовых проектов для студентов спец. 290601 , 260602 п.ф.о. и с.ф.о. М.: МГУТУ, 2009, 32 с. Изд. № 5056.
3. Дунаев П.Ф., Леликова О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. М.: Высшая школа, 2006. 399 с.
4. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. М.: Высшая школа, 2006. 432 с.
Буторин Леонид Васильевич
МЕХАНИКА
Рабочая программа, методические документы,
тематика контрольных работ
Подписано к печати:
Тираж:
Заказ: