Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
Им В.А., Апачиди Н.К., Бударагина А.А., Надобенко Е.А.
Методические указания
К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
ПО ДИСЦИПЛИНАМ
«Основы конструирования и детали машин»,
«Основы конструирования и автоматизации проектирования»,
«Детали машин и основы конструирования»
Караганда 2009
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
Кафедра систем автоматизированного проектирования
Им В.А., Апачиди Н.К., Бударагина А.А., Надобенко Е.А
Методические указания
к лабораторным работам по дисциплинам
«Основы конструирования и детали машин»,
«Основы конструирования и автоматизации проектирования»,
«Детали машин и основы конструирования»
для студентов специальностей
050704 «Вычислительная техника и программное обеспечение»,
050712 «Машиностроение»,
050724 «Технологические машины и оборудование»,
050713 «Транспорт, транспортная техника и технологии»
Форма обучения: дневная
Караганда 2009
УДК 621.74.004.12
Им В.А., Апачиди Н.К., Бударагина А.А., Надобенко Е.А Методические указания к лабораторным работам по дисциплинам «Основы конструирования и детали машин», «Основы конструирования и автоматизации проектирования», «Детали машин и основы конструирования»
Караганда: КарГТУ, 2009. 46 с.
Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и программой дисциплины «Основы конструирования и детали машин» и включает все необходимые сведения по выполнению тем лабораторных работ курса.
Методические указания предназначены для студентов специальностей 050704 «Вычислительная техника и программное обеспечение», 050712 «Машиностроение», 050724 «Технологические машины и оборудование», 050713 «Транспорт, транспортная техника и технологии»
Рецензент - член Редакционно-издательского совета КарГТУ
_______________________________________
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
© Карагандинский государственный технический университет, 2009
Содержание
Введение 5
Лабораторная работа №1 9
Лабораторная работа №2 22
Лабораторная работа №3 34
Список рекомендуемой литературы 45
Введение
Редуктором называется механическая передача, выполненная в виде самостоятельного агрегата. Судя по переводу с латинского, редуктор должен понижать частоту вращения, подаваемую на его входной (ведущий) вал, одновременно повышая вращающий момент на выходном (ведомом) валу.
Однако, если ведомый вал редуктора сделать ведущим, а ведущий — ведомым, получается агрегат, называемый мультипликатором, который повышает подаваемую на ведущий вал частоту вращения, понижая при этом вращающий момент.
Внешне редуктор и мультипликатор не отличаются друг от друга, но редукторы применяются гораздо чаще, так как двигатели, приводящие входной вал в движение, имеют обычно частоту вращения, существенно превышающую необходимую для приводимого рабочего органа той или иной машины. Поэтому во всех случаях будем использовать термин «редуктор», имея в виду и мультипликатор.
Редукторы состоят из закрытых механических передач, установленных в герметичном корпусе со своей системой смазки, ее контроля, возможно охлаждения, вентиляции и т.д. Разновидностей редукторов очень много, чаще всего — это зубчатые и червячные редукторы, которые имеют преимущественное применение. Планетарные и волновые редукторы находят все большее распространение в технике. Соединение редукторов с двигателем и рабочей машиной осуществляется с помощью различных муфт, ременных и цепных передач.
Следует заметить, что широко применяются редукторы, выполненные в одном агрегате с электромотором, — мотор-редукторы. Мотор-редукторы имеют меньшие габаритно-массовые показатели и большую экономичность по сравнению с тихоходными высокомоментными электродвигателями с равным вращающим моментом на выходе и системами, состоящими из отдельного электродвигателя, соединенного с редуктором муфтой или механической открытой передачей.
Редукторы классифицируют по типам, типоразмерам и исполнениям. Тип редуктора определяется по виду применяемых передач, порядку их размещения от входного вала к выходному, по числу ступеней, расположению оси выходного вала.
В зависимости от применяемых передач редукторы обозначаются русскими буквами: Ц — цилиндрические; К — конические; Ч — червячные; Г — глобоидные; П — планетарные; В — волновые; КЦ — коническо-цилиндрические; ЧЦ — червячно-цилиндрические; ЦЧ — цилиндрическо-червячные.
В зависимости от числа ступеней редукторы делятся на одноступенчатые, двухступенчатые, трехступенчатые. Если число одинаковых передач (например, цилиндрических или червячных) две и более, то в обозначении редуктора после буквы ставят соответствующую цифру. На рисунках 1 и 2 изображены основные типы одноступенчатых и двухступенчатых редукторов.
а — горизонтальный цилиндрический; б — вертикальный цилиндрический; в — горизонтальный конический; г — конический редуктор с вертикальным тихоходным валом; д — червячный с нижним расположением червяка; в — червячный с верхним расположением червяка; Б — быстроходный вал; Т — тихоходный вал
Рисунок 1 – Одноступенчатые редукторы
Широкие редукторы обозначают буквой Ш, узкие — У, соосные — С; в мотор-редукторах к обозначению впереди добавляют букву М (например, МП — мотор-редуктор планетарный).
В зависимости от расположения оси выходного вала в пространстве бывают редукторы горизонтальные, вертикальные, универсальные. Наиболее распространены горизонтальные редукторы, поэтому они особого обозначения не имеют. Если все валы редуктора расположены вертикально, то добавляется индекс В. Если ось тихоходного вала вертикальна, добавляют индекс Т, если быстроходного — Б.
Типоразмер редуктора определяют тип и главный параметр тихоходной ступени. Для цилиндрической, червячной (глобоидной) передач главным параметром является межосевое расстояние; для конической — внешний делительный диаметр колеса de2; для планетарной — радиус водила Rw; для волновой — внутренний диаметр гибкого колеса d в недеформированном состоянии. Все размеры даются в миллиметрах.
Исполнение редуктора определяется по передаточному отношению, варианту сборки, форме концевых участков валов (коническая, цилиндрическая).
а — горизонтальный цилиндрический по развернутой схеме; б — горизонтальный цилиндрический соосный; в — вертикальный цилиндрический соосный; г — горизонтальный коническо-цилиндрический; Б — быстроходный вал; Т —тихоходный вал
Рисунок 2 – Двухступенчатые редукторы
Для силовых характеристик основное значение имеет вращающий момент Т2 на выходном (тихоходном) валу.
Показателем технического уровня редуктора является удельная масса у — отношение массы редуктора, кг, к номинальному вращающему моменту Т2, Н-м. Чем меньше у, тем выше технический уровень редуктора.
Например, значения у, кг/(Н-м), для одноступенчатых редукторов при Т2 = 315 Н-м равны: для червячного — 0,14; конического — 0,12; цилиндрического — 0,095; планетарного — 0,085; волнового — 0,063; для двухступенчатых редукторов при Т2 = 1000 Н-м: коническо-цилиндрического — 0,1; цилиндрического по развернутой схеме — 0,085; соосного — 0,07. В конструкциях редукторов с высокотвердыми поверхностями зубьев можно получить у = = 0,03...0,05 кг/(Н-м).
Среди типов редукторов следует отдавать предпочтение цилиндрическим редукторам из-за их простоты, распространенности, достаточно низкой стоимости и высокого КПД. Весьма перспективными являются планетарные и волновые редукторы, находящие все большее применение в современной технике.
Корпуса (картеры) редукторов должны быть прочными и жесткими. Внешние очертания должны быть простыми; для удобства сборки корпуса выполняют разъемными по плоскости расположения валов. Корпуса редукторов, выпускаемых большими сериями, изготовляют литьем из чугуна или алюминиевых сплавов. В индивидуальном или мелкосерийном производстве используют сварные корпуса. В качестве опор валов редукторов применяют подшипники качения соответствующих типов.
Большое значение имеет смазывание передач в редукторе. В большинстве случаев смазывание зацеплений осуществляется погружением в масляную ванну, а подшипников — масляным туманом, образующимся при разбрызгивании масла при окружных скоростях колес свыше 3 м/с.
При больших окружных скоростях, свыше 12 м/с, применяют другие способы смазывания. В большой степени это касается планетарных передач, где детали водила и сателлиты создают большие потери при смазке погружением.
Вязкость масла назначается тем выше, чем больше значения контактных напряжений и меньше окружные скорости. Смазка должна периодически заменяться.