Зубч_механизмы, неразъемные соединения, констр_материалы. 1. Зубчатые механизмы
 Скачать 0.91 Mb.
|
|
Бумага – тонкий листовой материал с массой до 250 г/м 2 , состоящий из размолотых растительных волокон, переплетенных между собой. В машино- строении наибольшее применение находят следующие виды бумаги: элек- троизоляционная, конструкционная, фильтровальная и техническая. Электроизоляционная бумага имеет повышенные диэлектрические свой- ства и применяется для изоляции электрооборудования. Конденсаторная бумага в зависимости от толщины (от 4 до 30 мкм) и плотности имеет про- бивное напряжение в диапазоне 240–620 В. Для прокладок в электрических конденсаторах используют бумагу специальных марок толщиной до 95 мкм. Бумага кабельная предназначена для изоляции кабелей, ее используют так- же для изоляции в трансформаторах, дросселях и другой электрической ап- 41 паратуре при высоких напряжениях (35 кВ и выше). Бумага телефонная слу- жит для изоляции жил телефонных кабелей, для межвитковой и межобмо- точной изоляции трансформаторов; имеет удельное объемное сопротив- ление 10 9 Ом∙см. Электроизоляционные бумаги намоточная и пропиточная имеют высокую электрическую прочность (50–90 кВ/см). Бумага полупрово- дящая кабельная предназначена для экранирования изоляции силовых ка- белей и арматуры. Конструкционную бумагу используют непосредственно (или в качестве полуфабрикатов) для изготовления изделий, которые имеют стабильную форму и могут противостоять механическим нагрузкам. Фильтровальную бумагу нескольких видов и марок используют для изго- товления беззольных фильтров «быстрой» фильтрации (бумага фильтро- вальная лабораторная), для хроматографии и электрофореза, для изготовле- ния фильтрующих элементов очистки смазочных масел в двигателях внут- реннего сгорания (бумага фильтровальная для масел). Техническая бумага служит основой для изготовления тары и упаковки, прокладочных и обивочных материалов. Резина представляет собой искусственный материал, получаемый в ре- зультате специальной обработки резиновой смеси, основным компонентом которой является каучук. По назначению резины подразделяются на резины общего и специального назначения. Из резин общего назначения изготовляются автомобильные шины и камеры, транспортерные ленты, ремни ременных передач, изоляция кабелей, рукава и шланги, уплотнительные и амортизационные детали, обувь и др. Резины общего назначения могут использоваться в горячей воде, слабых растворах щелочей и кислот, а также на воздухе при температуре от - 10 до +150 °С. Резины специального назначения подразделяются на теплостойкие, ко- торые могут работать при температуре до 250–350 °С; морозостойкие, вы- держивающие температуру до -70 °С; маслобензостойкие, работающие в среде бензина, других топлив, масел и нефтепродуктов; светоозоностой- кие, не разрушающиеся при работе в атмосферных условиях в течении не- скольких лет, стойкие к действию сильных окислителей; электроизоляцион- ные, применяемые для изоляции проводов и кабелей; электропроводящие, способные проводить электрический ток. Композиционными называют сложные материалы, в состав которых вхо- дят отличающиеся по свойствам нерастворимые друг в друге компоненты. Основой композиционных материалов является сравнительно пластичный материал, называемый матрицей. В матрице равномерно распределены 42 более твердые и прочные вещества, называемые упрочнителями или напол- нителями. Первые зубчато-ременные передачи в основном синхронизировали вра- щение ведущего и ведомого валов. В настоящее время зубчато-ременные передачи применяют в станкостроении, автомобилестроении, легкой про- мышленности, полиграфическом оборудовании, в пишущих и швейных ма- шинках, в бытовой технике, в металлорежущих станках. Зубчато-ременная передача заменяет передачи с плоскими и клиновыми ремнями в полотерах, шлифовальниках, пилах и других портативных ручных инструментах. Зубча- тые ремни имеют ограниченное применение при отсутствии обеспечения центровки валов или в случае изменения межцентрового расстояния в про- цессе работы (например, привод качающихся грохотов). Коррозионная стой- кость и отсутствие смазки позволяют применять зубчато-ременной привод на предприятиях пищевой, бумажной, текстильной и фармацевтической про- мышленности, где не допускается загрязнение продукции. 43 4. Решение задачи: Вариант 20. Задано: Т вых = 0,2 Н∙м; n вых = 255 мин -1 ; i = 5,02. Определить: d 1 ,d а1 , d f1 , h а , h f , h, d 2 , d а2 , d f2 ,a, b 1 , b 2 , Т вд , Р дв , Т дв , F t , η зз Рассчитываемый механизм служит для уменьшения скорости вращения электродвигателя в i число раз и состоит из пары находящихся в зацеплении цилиндрических зубчатых колес (шестерни и колеса). Зубчатые колеса уста- навливаются на валах, которые поддерживаются в требуемом положении опорами. Каждый вал имеет две опоры (скольжения или качения), закреп- ленные в корпусе. Быстроходный вал редуктора соединен с валом электро- двигателя муфтой. В качестве опор принимаем подшипники качения. Ориентировочно определяем требуемую мощность Р дв электродвигателя, приняв предварительно значения КПД: КПД зубчатой передачи – η з = 0,9; КПД подшипника качения – η п = 0,99; КПД муфты – η м = 0,97. Тогда Р дв = kР вых /η [Вт], (1) где k - коэффициент запаса, учитывающий необходимость преодоления динамических нагрузок в момент разгона, принимаемый равным 1,05 ... 1,1; Р вых = T вых ∙ω вых – требуемая мощность на выходном валу; ω вых = 2πn вых /60 – угловая скорость выходного вала, рад/с; n вых – угловая скорость выходного вала в об/мин; T вых – момент на выходном валу, Н∙м; η– коэффициент полез- ного действия электромеханического привода для выбранной схемы он ра- вен η = η м ∙ η п 4 ∙ η з = 0,97∙0,99 4 ∙0,9 = 0,8386. Скорость вращения выходного вала в рад/с равна ω вых = (2∙3,14∙255)/60 = 26,69 рад/с. Подставив значения η, Т вых , ω вых в выражение (1) и приняв k = 1,1 получим Р дв = (k ∙T вых ∙ω вых )/η = (1,1∙0,2∙26,69)/ 0,8386 = 7,002 Вт. Частота вращения электродвигателя n дв = n вых ∙i = 255∙5,02 = 1280,1 об/мин. Из серии двигателей, имеющих скорости вращения 1250, 1280, 1300 об/мин выбираем электродвигатель с n = 1280 об/мин и мощностью Р ≥ 7 Вт. Выбираем число зубьев z 1 шестерни. Так как z min = 17, а рекомендуемое значение числа зубьев шестерни 18 – 30, принимаем z 1 = 20. Число зубьев зубчатого колеса определяем по формуле z 2 = z 1 ∙i = 20∙5,02 = 100,4. Так как колесо должно иметь целое число зубьев, принимаем z 2 = 100. То- гда фактическое передаточное отношение зубчатой передачи i ф = z 2 / z 1 = 100/20 = 5. 44 Относительная погрешность передаточного отношения зубчатой передачи Диаметр ведущего вала, т.е. вала шестерни, принимают близким по раз- меру диаметру вала двигателя. Считаем, что d дв ≥ 3 мм. Выбираем значение модуля m зацепления из стандартного ряда модулей (0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,25; ... мм). Принимаем m = 0,5, что- бы выполнялось условие, при котором диаметр окружности впадин зубьев d f шестерни был бы больше диаметра ее ступицы, т.е. d f1 > 2d в Предполагая прямозубый тип зубчатых колес, определим диаметр дели- тельной окружности колеса (ведомого звена): d 2 = m∙z 2 = 0,5∙100 = 50 мм. Линейная скорость зубчатого колеса в зацеплении v = ω вых ∙d 2 /2 = (26,69∙50∙10 -3 )/2 = 0,66 м/с. При линейных скоростях v < 6 м/с принимают тип передачи – прямозубая. У зубчатых колес со стандартной (нормальной) высотой зуба коэффициент высоты головки зуба h а * = 1, а коэффициент радиального зазора с* зубьев в зацеплении зависит от модуля и равен с* = 0,5 при m ≤ 0,5 мм; с* = 0,35 при 0,5 < m < 1,0; с* = 0,25 при m ≥ 1,0 мм. Высота головки зубьев колес h a = h a *∙m = 1 ∙ 0,5 = 0,5 мм. Высота ножки зубьев колес h f = m(h a * + с*) = 0,5(1 + 0,5) = 0,75 мм. Высота зуба h = h a +h f = 0,5 + 0,75 = 1,25 мм. Диаметры делительных окружностей зубчатых колес: шестерни d 1 = m∙z 1 = 0,5∙20 = 10 мм, колеса d 2 = m∙z 2 = 0,5∙100 = 50 мм. Диаметры окружностей вершин зубьев колес: шестерни d a1 = d 1 + 2h a = 10 + 2∙0,5 = 11 мм, колеса d a2 = d 2 + 2h a = 50 + 2∙0,5 = 52 мм. Диаметры окружностей впадин зубьев колес: шестерни d f1 = d 1 - 2h f = 10 - 2∙0,75 = 8,5 мм, колеса d f2 = d 2 - 2h f = 50 - 2∙0,75 = 48,5 мм. Межосевое расстояние а зубчатой передачи а = (d 1 + d 2 )/2 = (10 + 50)/2 = 30 мм. Длина b зуба определяется по формуле b = ψ bd ∙d, где ψ bd – коэффициент ширины b венца колеса по диаметру d делительной окружности, рекоменду- ется принимать ψ bd = 0,005 ... 0,3. Длина зуба колеса равна 45 b 2 = 0,05∙50 = 2,5 мм. Длина зуба шестерни, как более нагруженного звена, определяется по формуле b 1 = b 2 + (0,5 1,0) мм =3,5 мм. Окружное усилие в зацеплении определяется по формуле F t = 2T вых /d 2 = 2∙0,2/(50∙10 -3 ) = 8 Н. Уточняем значение КПД зубчатой пары , где f = 0,1 – коэффициент трения стали по стали (шестерня и зубчатое ко- лесо стальные); ε γ = 1,5 – коэффициент перекрытия пары прямозубых колес; с - коэффициент, учитывающий уменьшение КПД зубчатого зацепления при малых нагрузках Вращающийся момент на ведущем валу зубчатого механизма Т вд = T вых /(i ф ∙η зз ∙η п 4 ) = 0,2/(5 ∙ 0,981∙0,99 4 ) = 0,0424 Н∙м. Вращающий момент на валу электродвигателя Т ДВ = Т ВД /η м = 0,0424/0,97 = 0,0437 Н∙м. Ответ: d 1 =10 мм;d а1 =11 мм; d f1 =8,5 мм; h a = 0,5 мм; h f = 0,75 мм;h= 1,25 мм; d 2 =50 мм; d а2 = 51 мм; d f2 = 48,5 мм;a= 30 мм;b 1 = 3,5 мм; b 2 = 2,5 мм; Т вд = 0,0424 Н∙м; Р дв = 7,002 Вт; Т дв = 0,0437 Н∙м; F t = 8 Н; η зз = 0,981. 46 5. Список использованной литературы: Бойков В.П., Городничев Ю.Н., Козачевский Г.Г. Зубчатые ремни. – М.: Химия, 1989 г. Заплетохин В.А. Соединения деталей приборов. Изд. ЛГУ, 1974 г. Комаров О.С., Корженцева Л.Ф., Макаева Г.Г. Материаловедение в маши- ностроении. Учебник, Минск: Высш. шк., 2009 г. Кудрявцев В.Н. Зубчатые передачи. Машгиз, 1957 г. Лескова Л.А., Калашник Е.Г. Неразьемные соединения и зубчатые пере- дачи: Пособие для студентов механических специальностей вузов. – Гомель: БелГУТ, 2001 г. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Расчет, проектирование и из- готовление сварных конструкций. М., Высш. шк., 1971 г. Пейсахов А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкци- онных материалов. Учебник. 3-е издание. – СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2005 г. Петрусевич А.И. Зубчатые передачи. Сборник «Детали машин». Изд.2. под ред. проф. Н.С. Ачеркана. т. 1. Машгиз, 1954 г. Пронин Б.А. Зубчатые передачи. М., Знание, 1966 г. Струк В.А., Пинчук Л.С., Гольдаде В.А., Мышкин Н.К., Витязь П.А. Мате- риаловедение. Учебник. – Минск: ИВЦ Минфина, 2008 г. Фролов А.Д. Соединения в конструкциях радиотехнических изделий. М.- Л., «Энергия», 1966 г. |