практические. методичка по ТМ. Методическое пособие по выполнению практических заданий учебной дисциплины Техническая механика
 Скачать 1.99 Mb.
|
|
ТЕМА: Червячные передачи. НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Тепловой расчет червячной передачи. Цель работы: 1.Закрепить теоретические знания в проведении теплового расчёта червячных передач. 2. Приобрести практические навыки в проведении теплового расчёта червячных передач. 3. Отработать первичные практические навыки в проведении теплового расчёта червячных передач. 4. Углубить, систематизировать, обобщить теоретические знания по теме. Задание: Проверить тепловой режим червячного редуктора, работающего непрерывно в течение смены. Редуктор расположен в помещение (tВ= 200С). Принять Кт = 17Вт/м2 град. Мощность на валу червяка N1 = 2,2 кВт. КПД принять равным 0,79. Размеры корпуса указаны в таблице№ 18: Таблица№ 22
Площадь поверхности корпуса вычислить по формуле: S = 2hb+2hc+bc.Выполнить эскиз корпуса червячного редуктора по размерам данного варианта. ХОД РАБОТЫ 1. По согласно выданному заданию выполнить тепловой расчёт червячных передач редуктора. 2.Определить площадь поверхности корпуса ( без учёта бобышек и выступов) 3. Выбрать коэффициент теплопередачи, в зависимости от материала корпуса редуктора. 4. Определить температуру масла в редукторе. 5. Выполнить эскиз корпуса червячного редуктора. 6. Оформить отчёт. НОРМА ВРЕМЕНИ: 2 часа МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ: учебный кабинет «Техническая механика» ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: • Инструкционная карта. • Калькулятор.Чертежные принадлежности. ЛИТЕРАТУРА:1. А.А. Эрдеди «Детали машин»- М.: Издательский центр «Академия», 2003.- стр.181-187. 2.В.П.Олофинская «Детали машин» краткий курс и тестовые задания- М: ФОРУМ,2010.- стр.38-40 Теоретическое обоснование: При работе червячных передач выделяется большое количество теплоты. Потерянная мощность (1-η)N1 на трение в зацеплении и подшипниках, а так же на размешивание и разбрызгивание масла переходит в теплоту, которая нагревает масло, а оно через стенки корпуса передает эту теплоту окружающей среде. Если отвод теплоты будет недостаточным, передача перегреется. При перегреве смазочные свойства масло резко ухудшается (его вязкость падает) и возникает опасность заедания, что может привести к выходу передачи из строя. Тепловой расчет червячной передачи при установившемся режиме работы производится на основе теплового баланса, т.е. равенство тепловыделения Qв и теплоотдачи Q0. Количество теплоты, выделяющейся в непрерывно работающей передаче в одну секунду: Qв = (1-η)N1 где η – общий кпд червячной передачи; N1 – мощность на червяке, Вт. Количество теплоты, отводимой наружной поверхностью корпуса, в одну секунду: Q0 = Кт (tм – tв) S Где: S – площадь поверхности корпуса, омываемая внутри маслом или его брызгами, а снаружи воздухом, м2; tв – температура воздуха вне корпуса; (в помещениях tв =20°C); tм – температура масла в корпусе передачи, °C; Кт – коэффициент теплопередач. Зависит от материала корпуса редуктора и скорости циркуляции воздуха.  По условии теплового баланса: Qв = Q0 (1-η)N1 = Кт (tм – tв) S Откуда температура масла в корпусе червячной передачи при непрерывной работе: tм = tв + (1-η)N1 / (Кт S)   - величина зависит от марки масла ( = 70-90°C).Если при расчете окажется, tм > то необходимо:Либо увеличить поверхность охлаждения S, применяя охлаждающие ребра. Либо применить искусственное охлаждение, которое может осуществляться: - обдувом корпуса воздухом с помощью вентилятора, насаженного на вал червячка (рис.1), в этом случае увеличивается Кт. - охлаждением масла водой, проходящий через змеевик (рис.2а). - применением циркуляционной системы смазки со специальным холодильником (рис. 2б).  Тепловой расчет червячных передач производится как проверочный после определения размеров корпуса при эскизном проектирование. Задание: проверить тепловой режим червячного редуктора, работающего непрерывно в течении смены. Редуктор расположен в помещении (tв =20°C). Принять Кт = 17Вт/м2 град. Мощность на валу червяка N1 =2,2 кВт. КПД применять равным 0,79. Размеры корпуса указаны в таблице:
Площадь поверхности корпуса вычислить по формуле: S=2hb+2hc+bc Выполнить эскиз корпуса червячного редуктора по размерам данного варианта ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 15 ТЕМА: Цепные передачи. НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Расчёт цепной передачи. Цель работы: Закрепить теоретические знания в проведении расчёта цепной передачи. Приобрести практические навыки в проведении расчёта цепной передачи. Отработать первичные практические навыки в проведении расчёта цепной передачи. Углубить, систематизировать, обобщить теоретические знания по теме. ЗАДАНИЕ. Рассчитать передачу роликовой цепью от электродвигателя к редуктору привода транспортера, если: Варианты заданий
ХОД РАБОТЫ 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Вычертить кинематическую схему передачи. 3. По согласно выданному заданию выполнить расчёт цепной передачи. 4. В выбранной цепи проверить давление в шарнирах. 5. Оформить отчёт. НОРМА ВРЕМЕНИ: 2 часа МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ: учебный кабинет «Техническая механика» ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: • Инструкционная карта. • Калькулятор. Чертежные принадлежности. ЛИТЕРАТУРА:1. А.А. Эрдеди «Детали машин»- М.: Издательский центр «Академия», 2003.- §10.1-10.3. 2.В.П.Олофинская «Детали машин» краткий курс и тестовые задания- М: ФОРУМ,2010.- стр.50-54. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Цепная передача – механическая передача между двумя или несколькими валами, осуществляемая зацеплением с помоев гибкой бесконечной цепи и звездочек. Классификация Грузовые – применяемые для подвески, подъема и опускания груза в различных подъемно-транспортных механизмах при скоростях, не превышающих 0,25…….0,5 м/с; Тяговые – применяемые для транспортировки грузов (транспортеры, элеваторы, бревнотаски, приводные рольганги, эскалаторы) при небольших литейных скоростях до 2….4м/с; Приводные – используемые для передачи энергии в широком диапазоне скоростей о постоянным передаточным отношением.  Достоинства Возможность передачи мощности на значительные расстояния (а=8м) при передаточном отношении обычно i = 6. Сравнительно небольшие (меньшие, чем у фрикционных и ременных передач) нагрузки на валы и их опоры. Большой диапазон передаваемых мощностей: от долей киловатта до сотен киловатт (известны передачи мощностью до 4000 кВт) и большой диапазон скоростей: от долей м/с до 30…35 м/с; роликовые и втулочные цепи обычно допускают скорость до 10…15 м/с. Возможность передачи энергии одной цепью нескольким валам с одинаковым или противоположным направлением вращения. Высокий КПД: = 0,95…0,98 (при передачи полной мощности, тщательном уходе и хорошей смазке). Недостатки Цепные передачи дороже, требуют более высокой точности установка валов, чем ременные передачи и более сложное ухода-смазки, регулировки. Затруднительный подвод смазки к шарнирам увеличивает их износ, вследствие чего цепь вытягивается и требует установки натяжных устройств; срок службы передачи сокращается. Основной причиной износа шарниров (кроме недостатка смазки), шума, дополнительных динамических нагрузок и неравномерности вращения ведомой системы является то, что цепь состоит из отдельных звеньев, которые располагаются на звездочках не по дугам окружностей, а по ломанным линиям.  Геометрические характеристики цепных передач. Делительный диаметр звездочки. d=t/[sin(180°/z)] где: d – диаметр окружности, на которой располагаются оси валиков; t – шаг цепи и звездочек; z - число зубьев звездочек. Диаметр вершины зубьев звездочек. Для втулочных и роликовых цепей - dа=t/[ctg(180°/z)+0,58…0,5] Для зубчатых цепей - dа=tctg(180°/z) Передаточное отношение - i=ω1/ω2 =n1/n2 =z1/z2 Рекомендуемое число зубьев меньшей звездочки Z1 Таблица 1
Значения допускаемого давления [р] для роликовых цепей Таблица 2
Примечание: Для цепей с нерегулируемым или периодически регулируемым натяжением значения [р] ниже табличных на 20%. При γ > 60° табличные значения [р] уменьшить на 10…20%. Значение коэффициентов К1, К2, К3, К4, К5 Таблица 3 К1 – динамический коэффициент: К1 =1 при спокойной нагрузке; К1 = 1,2,…1,5 при толчках. К2 – коэффициент смазки: К2 = 0,5 при непрерывной, К2 = 1 при капельной; К2 = 1,5 при периодической смазке цепной передачи. К3 – коэффициент продолжительности работы: К3 = 1 при односменной; К3 = 1,25 при двухсменной; К3 = 1,45 при трехсменной работе цепной передачи. К4 – коэффициент длины цепи: К4 = 1 при а = (30..50) t; К4 = 0,8 при а =(60..80) t; К5 – коэффициент способа регулирования натяжения цепи: К5 = 1 при регулировании отжимными опорами К5 = 1,1 при регулировании нажимными роликами или отжимными звездочками; К5 = 1,25 для нерегулируемой передачи. Природные цепи ПР (приводные роликовые однорядные, ГОСТ 13568-75)  Таблица 4
Приводные цепи 2ПР (приводные роликовые двухрядные ГОСТ 13568-75)  Таблица 5
ПРИМЕР РАСЧЕТА Вычертить кинематическую схему передачи. Определить передаточное отношение. i=n1/n2 По таблице 1 выбираем число зубьев меньшей звездочки (рекомендуется применять нечетное число/зубьев). Z= шт. Определить число зубьев большей звездочки. Z2 =i*Z1 шт. Применять большее число зубьев. Найти расчетный шаг цепи. t=6√(K*P1)/(Z1*n1*[P]*u) мм; где К – коэффициент нагрузок (см. таблицу 3). К=К1*К2*К3*К4*К5 = К1 –динамический коэффициент К2 – коэффициент смазки К3 – коэффициент продолжительности работы К4 – коэффициент длины цепи К5 – коэффициент способа регулирования натяжения цепи По таблице 2 интерполированием определить размер допускаемого давления [P], предполагая, что шаг цепи находится в пределах t = мм. Следовательно [P] = Мпа. Число рядов цепи u =1 при передачи мощности до 20….30 кВт рекомендуется принимать однорядную цепь. Итак, по таблице 4 принимаем цепь: t= мм (тип ПР.Гост 13568-75) Определить скорость цепи: V=(t*Z1*n1)/60 м/с Назначить межосевое расстояние, ориентируясь на рекомендуемое: а=(30…50)*t =30*t…50*t мм. Вычислить число звеньев W цепи и ее длину L. W=(2а/t)+[(Z1-Z2)/2]+[(Z2-Z1)/2π]2*[t/а] шт. Принять (рекомендуется брать четное число звеньев цепи) округлить до четного числа межосевое расстояние, а незначительно изменится, чем можно пренебречь: L=W*t мм. Определить силу ведущей ветви цепи: Окружная сила Ft=P1/V Н. Центробежная сила при массе 1м выбранной цепи q = кг. (таблица 4) Fv = qm*V2 = Н. Сила от провисания ведомой ветви цепи: Ff = Kf*qm*q*а Н. где: Kf – коэффициент провисания. Kf=6 γ=0° Kf=4..2 γ=20…50° Kf=2…1,5 γ=50…70° Kf=1 γ=90° γ – угол с горизонтом для данной передачи. Следовательно, Q1=Ft+Fv+Ff Н. В выбранной цепи проверить давление в шарнирах. Определить площадь проекции шарнира в цепи: S=(0,25….0,30)*t2*u мм2 Принять S = мм2 ; получим P=K*Ft/S= Мпа<[p]= Мпа Определить нагрузку на валы и их опоры (подшипники): F = 1,15*Ft = Н. Вычислить делительные диаметры звездочек: d1 = t/[sin(180/ Z1)] = мм. d2 = t/[sin(180/ Z2)] = мм. Условное обозначение запроектированной цепи: Цепь т.е. приводная роликовая цепь с шагом t = мм. И разрушающей нагрузкой. Контрольные вопросы Как определяется передаточное число цепной передачи. Какие преимущества и недостатки имеет цепные передачи перед клиноременными. В каких случаях целесообразно применять цепную передачу. Перечислите типы приводных цепей. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 16 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||