ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН И ДЕТАЛИ МАШИН 10.10.2015 03:28

 

 

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

 

ОДЕССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН И ДЕТАЛИ МАШИН

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие методические указания по выполнению контрольного задания

 

1.1. С целью закрепления теоретических знаний и приобретения практических навыков выполнения инженерных расчетов по дисциплине “Теория механизмов и машин и детали машин” студент-заочник должен выполнить одно контрольное задание, состоящее из решения четырех задач (две задачи по разделу ТММ и две - по разделу ДМ).

1.2. Контрольное задание выполняется на отдельных сброшюрованных листах формата А4 в соответствии с ГОСТ 2.104-68 либо в отдельной тетради.

1.3. При оформлении контрольного задания необходимо переписать условие каждой задачи, привести эскиз схемы механизма, передачи или соединения, подлежащих расчету, указать необходимые размеры, действующие силы и моменты и в табличной форме представить исходные числовые данные, которые соответствуют учебному шифру.

1.4. Каждая задача содержит пять расчетных схем (Рис.3.1,...,3.4) и десять вариантов числовых данных. Номер схемы для всех задач выбирать из таблицы 1.1 по последней цифре шифра, а вариант числовых данных – из таблиц, соответствующих каждой задаче, по предпоследней цифре шифра. Например, студент, имеющий шифр 22097, должен выполнить задачи по схеме 2 варианта 9.

1.5. Расчеты должны быть выполнены в определенной последовательности, теоретически обоснованы и сопровождены пояснительным текстом. Обязательным является выполнение расчетов в единицах СИ. Точность расчетов – три-четыре значащих цифры, не считая нулей слева (обычная для инженерных расчетов).

1.6. При решении задач необходимо делать ссылку на литературу с указанием страниц и таблиц, откуда взяты расчетные формулы, значения коэффициентов, допускаемых напряжений и другие величины. В конце работы привести список использованной литературы.

 

 

2. Дополнительные методические указания                                              по решению отдельных задач

 

2.1. При решении задачи 2 необходимо определить, из каких видов передач состоит заданное сложное соединение зубчатых колес, выделив планетарную передачу с ее характерными звеньями – водилом и сателлитами. Обратить внимание на указанные направления угловой скорости w₁ и углового ускорения e₁ входного звена – по ним определить характер движения (ускоренное, замедленное). В расчетах общего коэффициента полезного действия передачи принять следующие значения КПД (учитывающего потери и в зацеплении, и в подшипниках): для пары цилиндрических колес h₁ = 0,97; для планетарной передачи с внешними зацеплениями ее колес  h₂ = 0,5; для планетарной передачи, имеющей внутреннее зацепление одной из пар, h₃ = 0,96.

2.2. При расчете соединений (задача 3) допускаемые напряжения вычислять в зависимости от марки материала деталей, вида сварки, размера резьбовых деталей и других параметров. Расчет резьбовых соединений заканчивается подбором стандартной метрической резьбы.

2.3. Решение задачи 4 следует начинать с ориентировочного расчета вала на кручение при пониженных допускаемых напряжениях. После выполненной таким образом оценки диаметра вала в месте посадки зубчатых колес разработать конструкцию вала, определив диаметр посадочных мест подшипников. Определить наиболее опасное сечение вала и произвести проверочный расчет на выносливость, приняв для напряжений изгиба симметричный цикл изменения напряжений, а для напряжений кручения – пульсирующий (отнулевой) цикл.

 

3. Задачи для контрольного задания

 

Задача 1

         Построить в масштабе кинематическую схему механизма в заданном положении, определяемом углом φ₁ поворота кривошипа. Провести структурный анализ механизма и определить его класс. Выполнить кинематическое исследование механизма методом планов.Направление угловых скоростей и угловых ускорений звеньев указать круговыми стрелками на схеме механизма.

         Кинематические схемы механизмов приведены на рис.3.1, исходные числовые данные - в табл. 3.1,…,3.5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.1    Кинематические схемы механизмов

 

 

 

Задача 2

На рис.3.2 показаны схемы зубчатых передач. Входное колесо 1 в данный момент имеет угловую скорость ω₁ и постоянное угловое ускорение ε₁, направленное по движению или против движения. Определить:

1)         передаточное отношение между входным и выходным звеньями и его знак;

2)         угловую скорость и угловое ускорение выходного звена, их направления показать на схеме передачи;

3)         время, в течение которого угловая скорость увеличится в два раза (если движение ускоренное), или уменьшится до нуля (если движение замедленное);

4)         общий коэффициент полезного действия передачи.

Исходные числовые данные приведены в табл. 3.6,…,3.10.

 

 

 

 

 

 

Рис.3.2    Схемы зубчатых передач

 

Задача 3

 

         На рис.3.3 показаны схемы различных соединений. В соответствии с шифром необходимо рассчитать одно из них. Исходные данные для расчета приведены в табл.3.11,...,3.15.

 

С х е м а  1

         Проверить прочность сварных швов, соединяющих диск с зубчатым ободом и диск со ступицей. Передаваемая мощность P. Материал диска - сталь Ст.3, материал ступицы и обода - сталь 40. Числовые данные для расчета принять из табл. 3.11.

 

С х е м а  2

         Рассчитать болты, скрепляющие зубчатое колесо с барабаном грузовой лебедки. Сила натяжения троса F. Расчет вести в двух вариантах: а) болты поставлены с зазором; б) болты поставлены без зазора.                           

         Материал барабана - чугун, материал колеса - сталь 35. Числовые данные для расчета принять из табл. 3.12.

 

С х е м а  3

         Подобрать посадку и определить необходимую температуру нагрева венца червячного колеса для сборки его с центром колеса. Передаваемый крутящий момент T, осевая сила F. Числовые данные принять из табл. 3.13. Недостающие данные принять самостоятельно.

 

С х е м а  4

         Подобрать стандартную призматическую шпонку со скругленными торцами и проверить ее на прочность. Передаваемый крутящий момент T. Исходные данные для расчета приведены в табл. 3.14.

 

С х е м а  5

         Определить высоту косынки Н, а также число и диаметр заклепок, соединяющих косынку со швеллерной балкой. Соединение нагружено силой F. Числовые данные принять из табл. 3.15.

 

 

 

 

Рис.3.3   Схемы соединений

 

 

Задача 4

         По заданным геометрическим параметрам вала, крутящему моменту, размерам зубчатых колес требуется выполнить расчет вала на статическую прочность и выносливость, а также подобрать и рассчитать на динамическую грузоподъемность подшипники качения.

         Направления сил, действующих на вал, определяются расположением сопряженных зубчатых колес, показанных на рис.3.4 тонкими линиями. Исходные числовые данные принять из табл. 3.16,…,3.20.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.4  Схемы валов

Литература

 

         1. Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин: учебник для втузов.– 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1980. – 640  с.

         2. Левитская О.Н., Левитский Н.И. Курс теории механизмов и машин: Учебное пособие для вузов . — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1985. — 279 с., ил.

          3. Прикладная механика / Под редакцией К. И. Заблонского. Учеб. пособие для вузов. – Киев : Вища школа, 1979. – 280с.

         4. Гузенков П. Г. Детали машин: Учеб. для вузов. — 4-е изд., испр. М. : Высш. шк., 1986. – 359 с., ил.

          5.  Иванов М.Н. Детали машин: Учебн. для машиностр. спец. вузов. — 4-е изд., перераб. — М.: Высш. шк., 1984. — 336 с., ил.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

1. Общие методические указания по выполнению контрольного задания .......3
2. Дополнительные методические указания по решению отдельных задач..... 3
3. Задачи для контрольного задания......................................................................4

Задача 1.................................................................................................................4

Задача 2.................................................................................................................7

Задача 3...............................................................................................................10

Задача 4...............................................................................................................12

Литература..........................................................................................................15