Раздел 3. Детали машин.
Тема 3.5. Зубчатые передачи
Лабораторная работа № 10.
Снятие кинематических схем с моделей механизмов.
Цель работы – исследовать принцип работы и кинематику простейших механизмов, ознакомится с условным изображением звеньев и кинематических пар по ЕСКД.
Теоретическое обоснование. Механизмом называется сочетание тел, соединенных между собой таким образом, что заданному движению одного из тел соответствует вполне определенное движение каждого из остальных.
Кинетической парой называется соединение двух тел, обеспечивающих заданное движение одного тела относительно другого. Тела, составляющие кинематическую пару, называются звеньями. Последовательное соединение звеньев, входящих в кинематические пары, образует кинематические цепи. Механизм – это замкнутая кинематическая цепь с одним неподвижным звеном – стойкой, при этом заданному движению одного или нескольких звеньев соответствует вполне определенное движение всех остальных звеньев.
Рис 1.
         
 
   1 2 3
 4 4
На рисунке 1 изображена кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма. Условные графические обозначения звеньев и кинематических пар механизмов должны выполняться в соответствии с ГОСТ …… - … «Обозначения условно-графические в схемах. Элементы кинематики».
Ползун движущейся в направляющей, представляет вместе с ней поступательную пару. Тело вместе с осью, вокруг которой оно может поворачиваться, представляет вращательную пару, а винт с гайкой – винтовую пару. Кинематические пары делятся на низшие и высшие.
В низших кинематических парах два звена соприкасаются друг с другом поверхностями, а в высших кинематических парах – в точке или по линии. Совокупность звеньев соединенных между собой кинематическими парами образует кинематическую цепь.
Неподвижное звено механизма носит название стойки. Звенья, движения которых задаются, называются ведущими; звенья, движения которых зависят от движения ведущих, называются ведомыми.
Для изучения движения механизма необходимо знать число и виды его кинематических пар, основные размеры звеньев и их взаимное расположение. Все это изображается на кинематической схеме механизма. Кинематическая схема – это такое условное изображение механизма и отдельных его звеньев , которое отчетливо показывает из каких звеньев и кинематических пар данный механизм состоит и какие относительные перемещения могут они совершать. Все элементы на кинематической схеме вычерчивают в виде условных графических обозначении.
Порядок выполнения работы.
1. Собрать механизм по схеме «А» состоящий из двух кинематических пар высшего порядка, ознакомиться с устройством и принципом работы механизма, кинематическая схема которого показана на рисунке.
Схема «А».
  3 4
  
 
       1 2
1.1. Установить число зубьев в звеньях передачи
z1 = 15; z2 = 30; z3 = 15; z4 = 45.
1.2. Вычислить общее передаточное число механизма
uобщ = u1*u2 = (z2/z1)*(z4/z3) = (30/15)/(45/15) = 2*3 = 6.
2. Собрать механизм по схеме «Б» состоящий из двух кинематических пар высшего порядка, ознакомиться с устройством и принципом работы механизма, кинематическая схема которого показана на рисунке.
Схема «Б».
3 4
1 2
  
2.1. Установить число зубьев в звеньях передачи
z1 = 15; z2 = 15; z3 = 30; z4 = 45.
2.2. Вычислить общее передаточное число механизма
uобщ = u1*u2 = (z2/z1)*(z4/z3) = (15/15)/(45/30) = 2*3 = 1,5.
3. Собрать механизм по схеме «В» состоящий из двух кинематических пар высшего порядка, ознакомиться с устройством и принципом работы механизма, кинематическая схема которого показана на рисунке.
Схема «В».
1 2 3
3.1. Установить число зубьев в звеньях передачи
z1 = 15; z2 = 30; z3 = 45;
3.2. Вычислить общее передаточное число механизма
uобщ = u1*u2 = (z2/z1)*(z3/z2) = (30/15)/(45/30) = 2*3 = 3,0.
4. Собрать механизм по схеме «Г» состоящий из двух кинематических пар высшего порядка, ознакомиться с устройством и принципом работы механизма, кинематическая схема которого показана на рисунке.
Схема «Г».
1 2 3
4.1. Установить число зубьев в звеньях передачи
z1 = 15; z2 = 15; z3 = 45;
4.2. Вычислить общее передаточное число механизма
uобщ = u1*u2 = (z2/z1)*(z3/z2) = (15/15)/(45/15) = 1*3 = 3,0.
5. Собрать механизм по схеме «D» состоящий из двух кинематических пар высшего порядка, ознакомиться с устройством и принципом работы механизма, кинематическая схема которого показана на рисунке.
Схема «D».
 1 2
5.1. Установить число зубьев в звеньях передачи
z1 = 15; z2 = 55;
5.2. Вычислить общее передаточное число механизма
u = (z2/z1) = (45/15) = 3,0.
Основные обозначения:
u = z2/z1 – передаточное число, где z2 – число зубьев колеса зубчатой пары; z1 – число зубьев шестерни (ведущего звена) зубчатой пары.
uобщ = u1*u2*… un – общее передаточное число механизма, где u1 , u2 ,…, un – передаточные числа отдельных ступеней многоступенчатой передачи.
ω1 – угловая скорость ведущего звена.
ω2 – угловая скорость ведомого звена.
φ1 – угол поворота ведущего звена.
φ2 – угол поворота ведомого звена.
n1 – частота вращения ведущего звена.
n2 – частота вращения ведомого звена.
z1 – число зубьев ведущего звена (шестерни).
z2 – число зубьев ведомого звена (колеса).
dα , dд , df – диаметры окружностей (выступов, делительных и впадин).
Отчет о проделанной работе
1. Начертить кинематические схемы и заполнить таблицу 1.
Таблица 1
Номера элементов схем
|
№ 1
|
№ 2
|
№ 3
|
№ 4
|
№ 5
|
№ 1. z1=15, z2=30, z3=15, z4=45
|
uобщ = 6
|
uобщ= 1,5
|
uобщ =3,0
|
uобщ =3,0
|
uобщ =3,0
|
2. Результаты расчета занести в таблицу 2
Таблица 2
Ведущий вал
|
Ведомый вал
|
Передаточное число
|
№1. Угол поворота φ1 =
|
Угол поворота φ1 =
|
u = u1*u2*u3 =
|
№2. Угол поворота φ2 =
|
Угол поворота φ2 =
|
u = u1*u2*u3 =
|
№3. Угол поворота φ3 =
|
Угол поворота φ3 =
|
u = u1*u2*u3 =
|
№4. Угол поворота φ4 =
|
Угол поворота φ4 =
|
u = u1*u2*u3 =
|
№5. Угол поворота φ5 =
|
Угол поворота φ5 =
|
u = u1*u2*u3 =
|
Контрольные вопросы.
1. Отражает ли кинематическая схема механизма конструктивные размеры?
2. Как связаны между собой тела (детали), образующие одно звено?
3. Каких два основных вида кинематических пар встречаются в различных механизмах?
4. В каких кинематических парах (высших или низших) контакт совершается по поверхности?
5. Как называются кинематические пары, у которых контакт звеньев осуществляется в точке или по линии?
6. Укажите, какие кинематические пары являются высшими:
Сочленение вала с подшипником скольжения;
Сцепление зубьев зубчатых колес;
Сочленение ползуна с направляющими;
Контакт шариков с обоймами подшипников качения.
Кривошипно – ползунный механизм служит для преобразования поступательного движения во вращательное. Какое звено в этом механизме является ведущим?
Угловая скорость вращения ведущей шестерни цилиндрической зубчатой передачи ω1=90 рад/сек, число зубьев шестерни z1=20. Определить угловую скорость ведомого зубчатого колеса с числом зубьев z2=60.
Литература:
[1.] Андреев В.И., Паушкин А.Г., Леонтьев А.Н., Техническая механика. – М.: Высшая школа, 2010 – 224с.
[2] Паушкин А.Г Практикум по технической механике. М.: КолосС,2008-94с
[3.] А.Г. Рубашкин, Д.В. Чернилевский. Лабораторно – практические работы по технической механике. Пособие. М., «ВЫСШАЯ ШКОЛА» - 1975
[4.] Мишенин Б.В. Техническая механика. Задания на расчетно – графические работы для ССУЗов с примерами их выполнения. – М.: НМЦ СПОРФ. 2007
Заключение
Рабочая тетрадь способствует закреплению теоретических знаний, выработке практических умений, рациональному использованию рабочего времени на занятии и повышению качества знаний студентов.
Методическая разработка написана с целью распространения опыта проведения практического занятия при изучении общетехнических дисциплин.
Список литературы
1. Андреев В.И., Паушкин А.Г., Леонтьев А.Н., Техническая механика. – М.: Высшая школа, 2010 – 224с.
2. Куклин Н.Г., Куклина Г.С. Детали машин. - М: Машиностроение, 2009.
3. Никитин Е.М. Теоретическая механика для техникумов – М.: Наука, 2008.
4. Эрдеди А.А. и др. Техническая механика. – м.: Высшая школа, 2010
5. Учебное пособие для техникумов. М., «Высшая школа», 2007.
Рубашкин А.Г., Чернилевский Д.В. Лабораторно – практические работы по
технической механике. Учебное пособие. М – «Высшая школа» 1975 – 254 с.
Дополнительные источники:
1. Атаров Н.М. Сопротивление материалов в примерах и задачах. М.: ИНФРА – М – 2010 – 262 с.
2. Багреев В.В., Винокуров А.И., Киселев В.Я., Панич Б.Б., Ицкович Г.М. Сборник задач по технической механике. Издательство «Судостроение». Ленинград., 1973 495с.
3. Винокуров А.И., Барановский Н.В. Сборник задач по сопротивлению материалов. – М.: Высшая школа, 2010.
4. Мишенин Б.В. Техническая механика. Задания на расчетно – графические работы для ССУЗов с примерами их выполнения. – М.: НМЦ СПОРФ –
2007.
5. Мовнин М.С. и др. Руководство к решению задач по технической механике. Учебное пособие для техникумов. М., «Высшая школа», 2007.
6 Рубашкин А.Г., Чернилевский Д.В. Лабораторно – практические работы по технической механике. Учебное пособие. М – «ВЫСШАЯ ШКОЛА» 1975 – 254 с.
7 Файн А.М. Сборник задач по теоретической механике. - М.: Высшая школа, 2007.
Интернет-источники:
Министерство образования и науки РФ www.mon. gov.ru
Российский образовательный портал www.edu.ru
Департамент образования Оренбургской области www.edu.oren.ru
Оренбургский областной институт усовершенствования учителей
www.tiuu.ru.
Интернет-ресурс «Техническая механика». Форма доступа:
http://edu.vgasu.vrn.ru/SiteDirectory/UOP/DocLib13/Техническая%20механика.pdf ; ru.wikipedia.org
|
