ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Методические указания к выполнению лабораторных и практических работ для студентов специальностей 250401 «Технология деревообработки» и 250407 «Технология лесозаготовок»


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИИ МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯГОУ СПО «Читинский политехнический колледж»
ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
Методические указания
к выполнению лабораторных и практических работ
для студентов специальностей
250401 «Технология деревообработки» и
250407 «Технология лесозаготовок»
Чита, 2014 г
Утверждаю:
Руководитель УМО
ГОУ СПО «ЧПТК»
_____________ Е.Н.Соломирская
«__16___»___12____2014г.
Рассмотрено и одобрено
на заседании МЦК ОПД
«__15____»____12_____2014г.
Протокол № ____3__
Председатель МЦК
________ Т.А.Давыдова
Автор: Беломестнова Наталья Владимировна – преподаватель ГОУ СПО «Читинский политехнический колледж»
Методические рекомендации предназначены для выполнения практических и лабораторных работ студентами II курса по дисциплине «Техническая механика». Содержат задания согласно рабочей программе, разработанной по ФГОС СПО.
ВведениеУчебная программа дисциплины «Техническая механика» является одной из основных в общепрофессиональном цикле.
Для систематизации и закрепления полученных теоретических знаний и приобретения практических умений обучающимся предлагается не только выполнение практических, но и расчетно-графических работ.
Дисциплина «Техническая механика» состоит из трех разделов: теоретическая механика, сопротивление материалов и детали машин. По каждому из этих разделов в методических указаниях приведены практические, лабораторные работы и методические указания к их выполнению. Даны варианты заданий, контрольные вопросы для самопроверки. Работы выполняются в соответствии с вариантом, который выбирается по номеру в учебном журнале. В результате выполнения работ обучающиеся приобретают навыки элементарных расчетов конструкций, учатся выбирать рациональные и экономичные конструктивные решения.
Методические рекомендации к выполнению практических и лабораторных работ разработаны в соответствии с рабочей программой дисциплины ОП.02 «Техническая механика». Содержание методических указаний соответствует требованиям ФГОС СПО для студентов специальностей 250401 «Технология деревообработки» и 250407 «Технология лесозаготовок»
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
- выполнять несложные расчеты элементов конструкций и деталей машин, механических передач и простейших сборочных единиц.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
- законы статики, кинематики, динамики;
- основы расчетов элементов конструкций и деталей машин;
- основы расчетов механических передач и простейших сборочных единиц общего назначения.
Задания для лабораторных и практических работ по учебной дисциплине «Техническая механика»Раздел 1 «Теоретическая механика»
Тема 1. 2. Плоская система сходящихся сил – 2 ч.
Практическая работа № 1
Тема: «Определение реакций стержней»
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме: «Равновесие плоской системы сходящихся сил»
Приобретение навыков составления уравнений равновесия для плоской системы сходящихся сил.
Приобретение навыков решения уравнений равновесия.
Задание:
Определить реакции стержней заданного кронштейна. Задание выбрать согласно варианту (таблица 1)
F1
F2
α
β

Рисунок 1
Таблица 1 – Данные к практической работе № 1
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F1, кН 12 8 5 9 21 15 24 18 16 15
F2, кН 7 5 10 22 25 12 27 22 8 22
α, град. 30 40 50 60 15 75 20 70 30 40
β, град. 40 60 70 15 75 20 30 50 60 50
Тема 1.4 Плоская система произвольно расположенных силПрактическая работа № 2
Тема: «Определение главного вектора и главного момента произвольной плоской системы сил»
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме: «Приведение произвольной плоской системы сил к центру»
Приобретение навыков определения проекций и моментов сил
Задание:
Определить главный вектор и главный момент заданной системы сил. Задание выбрать согласно варианту (таблица 2).
F5
α
β
F1
F2
F3
F4
a
b
c
d
A
B
C
D
E

Рисунок 2
Таблица 2 – Данные к практической работе № 2
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F1, кН 12 8 5 9 21 15 24 18 16 15
F2, кН 7 5 10 22 25 12 27 22 8 22
F3, кН 14 25 10 19 7 27 4 12 16 18
F4, кН 24 32 18 6 14 8 28 10 15 24
F5, кН 26 17 35 29 11 10 12 14 28 35
a, м 2 3 1 7 5 4 3 2 6 2
b, м 5 4 5 2 1 7 6 3 2 5
c, м 4 6 8 7 3 2 1 5 4 7
d, м 5 3 5 1 2 5 6 4 2 8
α, град. 30 40 50 60 15 75 20 70 30 40
β, град. 40 60 70 15 75 20 30 50 60 50
Центр моментов A B C D E A B C D Е
Практическая работа № 3
Тема: «Определение реакций балочных опор»
Цель:
Закрепление пройденного материала по темам: «Равновесие плоской системы произвольно расположенных сил», «Виды нагрузок. Виды опор балочных систем и их реакции».
Приобретение навыков составления уравнений равновесия для плоской системы произвольно расположенных сил.
Приобретение навыков решения уравнений равновесия.
Задание:
Определить реакции заделки консольной балки. Задание выбрать согласно варианту (таблица 3).
F
α
m
q
a b с
Рисунок 3
Таблица 3 – Данные к практической работе № 2
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F, кН 22 31 12 18 45 34 19 26 33 28
q, кН/м 4 2 5 3 6 5 2 4 3 4
m, кНм 14 22 25 15 30 24 33 40 18 18
a, м 2 1 3 5 4 6 3 4 2 3
b, м 3 1 4 5 2 6 4 1 3 5
c, м 2 3 5 4 4 6 2 3 4 2
α, град. 15 30 40 50 30 60 50 40 15 30
Порядок выполнения работы:
Заменить равномерно-распределенную нагрузку
равнодействующей силой Q, приложив ее в центре нагруженного участка и вычислить ее по формуле
Q = q ℓ
Заменить жесткую заделку ее реакциями (две взаимно перпендикулярные силы и реактивный момент заделки)
Составить уравнение проекций на ось Оx.
Σ Fi x = 0
Составить уравнение проекций на ось Оy.
Σ Fi y = 0
Составить уравнение моментов относительно точки А.
Σ М А = 0
Решить полученную систему уравнений.
Поставить точку В в любом месте. Проверить правильность полученных результатов путем составления уравнения моментов относительно точки В, в которое подставить полученные значения искомых величин.
Σ М В = 0
Тема 1.6 Центр тяжести
Лабораторная работа № 1
Тема: «Определение координат центра тяжести плоских фигур сложной формы»
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме: «Центр тяжести тела»
Приобретение навыков определения центра тяжести сечения методом подвешивания
Приобретение навыков определения координат центра тяжести сечения методами разбиения и дополнения
Последовательность выполнения работы:
Вырезать из плотной бумаги фигуру, используя масштаб, в которую входят прямоугольник, треугольник, круг или полукруг.
Определить положение центра тяжести данной фигуры аналитическим способом
Разбить фигуру на составные части
Указать на фигуре расположение центра тяжести каждой части
Провести оси координат
Определить координаты центра тяжести каждой части
Подсчитать площадь каждой части
Подсчитать координаты центра тяжести всей фигуры
Указать полученную точку на фигуре, используя масштаб
Определить положение центра данной фигуры опытным путем
Подвесить вырезанную фигуру в любой точке, провести на ней вертикальную линию по отвесу
Подвесить фигуру в другой точке, провести вертикальную линию по отвесу
Подвесить фигуру в третьей и четвертой точках, провести линии по отвесу
В месте пересечения линий и находится центр тяжести данной фигуры.
Определить координаты центра тяжести, используя масштаб
Сравнить результаты вычислений и опыта
Тема 1. 7 Простейшие движения твёрдого тела
Практическая работа № 4
Тема: «Определение кинематических параметров движения тела»
Цель:
Закрепление пройденного материала по темам: «Поступательное движение твердого тела», «Вращательное движение твердого тела»
Приобретение навыков определения скоростей и ускорений при поступательном и вращательном движениях твердого тела
Задание:
Задача № 1
Шкив диаметром 600мм в течение 15 секунд вращался с постоянной угловой скоростью ωо = 5 рад/с. Затем стал вращаться равноускоренно и через 10 секунд равноускоренного вращения его угловая скорость достигла 12 рад/с.
Определить: 1) число оборотов и среднюю угловую скорость за все время вращения; 2) окружную скорость точек, расположенных на ободе шкива, через 6 секунд после начала равноускоренного вращения.
Задача № 2
Точка, двигаясь прямолинейно и равноускоренно из состояния покоя, прошла путь в 150м и приобрела скорость 25 м/с. С этой скоростью точка продолжала прямолинейное движение в течение 10 секунд. После этого точка начала двигаться по окружности радиусом 80м и 15 секунд двигалась равнозамедленно до полной остановки.
Определить: 1) среднюю скорость движения точки на всем пути; 2) полное ускорение точки через 5 секунд после начала ее равнозамедленного движения по окружности.
Задача № 3
Маховое колесо начинает вращаться равноускоренно из состояния покоя. Через 25 минут после начала движения колесо имело угловую скорость, соответствующую 300 об/мин. Сколько оборотов сделало колесо за эти 20 минут.
Задача № 4
Колесо, вращающееся вокруг неподвижной оси с угловой скоростью 2π рад/с, было затем отключено от привода, поддерживавшего заданную рабочую скорость вращения. Сделав30 оборотов, колесо вследствие трения в подшипниках остановилось. Полагая вращение равнозамедленным, определить угловое ускорение колеса.
Задача № 5.
Маховое колесо радиусом 3 метра вращается равноускоренно из состояния покоя и через 15секунд точки, лежащие на ободе колеса приобретают линейную скорость 45 м/с. Найти скорость, нормальное и касательное ускорения точек обода колеса через 10 секунд вращения.
Раздел 2 Сопротивление материалов
Тема 2.2 Растяжение-сжатие
Практическая работа № 5
Тема: «Определение перемещений поперечных сечений бруса»
Цель:
Закрепление пройденного материала по темам: «Метод сечений», «Построение эпюр продольных сил и нормальных напряжений», «Продольные деформации при растяжении, сжатии»
Приобретение навыков определения продольных сил и нормальных напряжений
Приобретение навыков построения эпюр продольных сил и нормальных напряжений
Задание:
Построить эпюру продольных сил, нормальных напряжений, определить абсолютное удлинение (укорочение) бруса и проверить прочность. Задание выбрать согласно варианту (таблица 4).
F1
F2
A1
A2
а
b
с
d
F3


Рисунок 4
Таблица 4 – Данные к расчетно-графической работе № 5
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F1, кН 25 33 45 15 10 22 34 19 15 25
F2, кН 10 18 22 44 25 48 52 45 35 30
F3, кН 15 12 14 18 40 30 20 25 46 42
A1, см2 1,1 1,2 1,5 1,8 1,9 1,3 1,4 1,5 1,2 1,5
A2, см2 1,7 1,9 2,1 2,2 2,5 1,6 1,9 2,1 1,5 1,8
a, м 0,2 0,3 0,1 0,4 0,5 0,2 0,6 0,5 0,4 0,2
b, м 0,1 0,4 0,5 0,2 0,3 0,5 0,4 0,2 0,1 0,4
с, м 0,3 0,2 0,5 0,4 0,2 0,3 0,6 0,5 0,2 0,5
d, м 0,4 0.3 0,3 0.1 0,5 0,3 0,2 0,4 0,6 0,3
[σ], МПа. 160 140 150 150 160 140 120 130 150 160
Практическая работа № 6
Тема: «Подбор сечений из расчета на прочность при растяжении, сжатии»
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме: «Расчеты на прочность при растяжении, сжатии».
Приобретение навыков расчета на прочность.
Задание:
Задача № 1
Из расчета на прочность при растяжении подобрать сечение, состоящее из двух равнополочных или неравнополочных уголков, если F = 180кН, [σ] = 140 МПа.
Порядок выполнения работы:
Определить требуемую площадь поперечного сечения по формуле проектного расчета.
A ≥ N/ [σ]
Выбрать по таблице ГОСТа уголки, площадь которых близка к полученной, но больше.
Задача № 2
Из расчета на прочность при растяжении подобрать круглое сечение, если F = 190кН, [σ] = 150 МПа.
Порядок выполнения работы:
Определить требуемую площадь поперечного сечения по формуле проектного расчета.
A ≥ N/ [σ]
Подсчитать диаметр круга по полученной площади. Принять диметр круга так, чтобы цифра делилась на 2 или на 5.
Задача № 3
Проверить прочность квадратного стержня на растяжение, если N = 34 кН, [σ] = 150 МПа, сторона квадрата равна 35мм.
Порядок выполнения работы:
По заданной стороне квадрата определить площадь поперечного сечения квадрата.
Определить рабочее напряжение.
σ = N/A
Сравнить рабочее напряжение с допускаемым напряжением.
Сделать вывод о прочности заданного сечения.
Задача № 4
Проверить прочность сечения на растяжение, если сечение состоит из двух уголков с размерами 80х50х5, F = 180кН, [σ] = 160 МПа.
Порядок выполнения работы:
По таблице ГОСТа определить площадь поперечного сечения заданных уголков.
Определить рабочее напряжение, учитывая, что уголков в сечении – 2.
Сравнить рабочее напряжение с допускаемым.
Сделать вывод о прочности заданного сечения
Тема 2.5 Кручение
Практическая работа № 7
Тема: «Определение диаметров многоступенчатого вала»
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме: «Расчеты на прочность при кручении».
Приобретение навыков расчетов на прочность и жесткость
Задание:
Построить эпюру крутящих моментов для вала, изображенного на рисунке, определить диаметры вала на каждом участке из расчета на прочность и жесткость, построить эскиз полученного вала. Задание выбрать согласно варианту (таблица 5)
Таблица 5 – Данные к практической работе № 7
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
P1, кВт 25 33 45 15 10 22 34 19 15 25
P2, кВт 10 18 22 44 25 48 52 45 35 30
P4, кВт 15 12 14 18 40 30 20 25 46 42
A1, см2 1,1 1,2 1,5 1,8 1,9 1,3 1,4 1,5 1,2 1,5
A2, см2 1,7 1,9 2,1 2,2 2,5 1,6 1,9 2,1 1,5 1,8
ω, рад/с 0,2 0,3 0,1 0,4 0,5 0,2 0,6 0,5 0,4 0,2
[τ], МПа. 40 30 35 40 30 35 30 40 30 35
[φ] рад/м 0,02 0,03 0,03 0,04 0,04 0,01 0,01 0,02 0,03 0,02
М4
M3
M 2
M 1


Рисунок 5
Тема 2.6 ИзгибПрактическая работа № 8
Тема: «Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов»
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме: «Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов методом сечений», «Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов по характерным точкам».
Приобретение навыков определения поперечных сил и изгибающих моментов
Приобретение навыков построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов
Задание:
Определить реакции опор балки, построить эпюру поперечных сил и изгибающих моментов. Задание выбрать согласно варианту (таблица 6).
F1
F2
M
a
b
c
d

Рисунок 6
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F1, кН 15 20 18 15 22 21 24 19 18 28
F2, кН 18 20 25 15 28 12 15 23 21 26
M, кНм 15 5 14 15 18 14 8 10 14 15
a, м 2 4 4 3 2 4 5 1 3 2
b, м 3 3 2 1 4 3 2 6 1 3
c, м 1 2 4 5 5 1 2 3 6 4
D, м 1 4 5 2 3 4 1 5 4 6
Таблица 6 – Данные к практической работе № 8
Практическая работа № 9
Тема: «Расчеты на прочность при изгибе. Подбор рациональных сечений»
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме: «Изгиб».
Приобретение навыков построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов.
Приобретение навыков расчета на прочность при изгибе.
Задание:
Подобрать сечение балки, работающей на изгиб, в двух вариантах: квадрат и двутавр. Задание выбрать согласно варианту (таблица 7).
Таблица 7 – Данные к практической работе № 9
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
F1, кН 12 15 8 10 20 25 21 17 14 15
F2, кН 8 10 15 25 18 22 15 20 25 22
M, кНм 12 8 25 10 15 24 7 9 12 24
a, м 3 4 5 6 5 3 6 2 1 2
b, м 4 4 1 1 2 1 2 4 5 3
c, м 2 2 2 1 2 4 2 6 4 5
F1
а
b
c
m
F2

Рисунок 7
Последовательность выполнения работы:
Составить уравнение моментов относительно точки А (левая опора).
Σ М А = 0
Составить уравнение моментов относительно точки В (правая опора).
Σ М В = 0
Определить реакции опор балки, решив полученные уравнения равновесия
Проверить решение, составив уравнение проекций всех сил на ось Оy и подставив в это уравнение полученные величины.
ΣFiy = 0
Определить поперечные силы, используя метод сечений, т.е. сложив все оставшиеся силы.
Построить их эпюру.
Определить изгибающие моменты, используя метод сечений или метод характерных точек.
Построить их эпюру.
Определить осевой момент сопротивления сечения по формуле проектного расчета (подставить наибольший изгибающий момент).
Определить сторону квадрата, округлить до целого числа.
Определить по таблицам ГОСТа № профиля двутавра, списать значения площади и осевого момента сопротивления сечения
Сравнить массы квадратной и двутавровой балок, сравнив для этого их площади
Раздел 3 «Детали машин»
Тема 3.1 Основные положения. Общие сведения о передачах Практическая работа № 10
Кинематический и силовой расчеты многоступенчатых передач.
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме: «Механические передачи», «Основные силовые и кинематические соотношения в передачах».
Приобретение навыков чтения кинематических схем
Приобретение навыков определения основных соотношений в механических передачах
Задание:
Произвести кинематический и силовой расчеты привода, приведенного на кинематической схеме, если даны: мощность электродвигателя Рэ, угловая скорость его вала ωэ, угловая скорость рабочей машины ωр и характеристики звеньев передачи. Требуется определить: общий КПД привода, передаточные числа его передач, мощности, угловые скорости и вращающие моменты для всех его валов. Кроме того, надо дать характеристику привода и его отдельных передач, а также сделать вывод, сопоставив результаты расчетов.
М
d1
d2
z3
z4
z5
z6

Рэ = 7,5 кВт d1 = 100 мм z5 = 21
ωэ = 306 рад/с d2 = 350 мм z6 = 63
ωр = 3,4 рад/с
рисунок 8
Тема 3.4 Зубчатые передачиЛабораторная работа № 2
Тема: «Изучение конструкции зубчатых редукторов»
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме «Зубчатые передачи».
Рассмотреть конструкцию двухступенчатого зубчатого цилиндрического редуктора
Ознакомиться со способами смазки зубчатого зацепления и подшипников качения
Общие сведения:
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного закрытого агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Кинематическая схема привода может включать помимо редуктора открытые зубчатые передачи, ременную или цепную.
Назначение привода – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.
По относительному расположению валов в пространстве редукторы бывают горизонтальные и вертикальные; по особенности кинематической схемы – развернутые, соосные, с раздвоенной ступенью и.т.д.
Если оси зубьев параллельны оси вращения колес, такое зацепление называют прямозубым, если оси расположены под углом – зацепление называют косозубым.
Последовательность выполнения работы указана в методических рекомендациях.
Выводы и заключения
В выводах необходимо отметить:
а) способы смазки зубчатых колес и подшипников качения;
б) определить тип, номер и серию подшипников качения на валах редуктора;
в) особенности конструкции редуктора.
Практическая работа № 11
Тема: «Определение геометрических параметров зубчатых передач»
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме: «Зубчатые передачи».
Приобретение навыков определения геометрических параметров зубчатых передач
Задание:
Задача № 1
Определить основные размеры шестерни и колеса прямозубой цилиндрической передачи, если число зубьев колеса 50, передаточное число передачи – 2, модуль зацепления – 3мм.
Задача № 2
Определить основные геометрические параметры конической зубчатой передачи, если число зубьев шестерни – 25, передаточное число передачи – 2,5, внешний окружной модуль зацепления – 3мм.
Задача № 3
Для прямозубой цилиндрической зубчатой передачи известно: а ω = 220мм, m = 2 мм, z1 = 24, i = 4. Определить основные размеры зубчатых колес, а также угловую скорость колеса, если угловая скорость шестерни – 120 рад/с.
Тема 3.5 Винтовые и червячные передачиЛабораторная работа № 3
Изучение конструкции червячного редуктора
Цель:
Закрепление полученных знаний по теме «Червячные передачи»
Изучение конструкции червячных редукторов
Закрепление навыков чтения кинематических схем
Последовательность выполнения работы:
Изучить назначение редукторов
Изучить какие существуют виды редукторов
Разобрать устройство червячного редуктора
Зарисовать кинематические схемы рассмотренных редукторов с указанием деталей, из которых они состоят
Тема 3.6 Ременные передачиПрактическая работа: № 12
Тема: «Расчет плоскоременных передач по тяговой способности».
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме «Ременные передачи»
Приобретение навыков проектирования ременной передачи, умения пользоваться специальной и справочной литературой
Задание:
Рассчитать открытую плоскоременную передачу от электродвигателя к приводу поршневого водяного насоса. Нагрузка с умеренными колебаниями, работа двухсменная. Угол наклона линии центров шкива к горизонту – 75 градусов. Передачу выполнить с возможно меньшими габаритами. Задание выбрать согласно варианту (табл.8)
Таблица 8 – Данные к практической работе № 12
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
P1, кВт 4 4,5 5 5,5 6 6,5 3,5 7 4 5
ω1, рад/с 30 35 40 45 45 35 30 35 30 40
u 2 2.5 3 3,5 3,15 4 2 3 2,5 3,15
Последовательность выполнения работы:
Принимаем тип ремня – резинотканевый А, Б или В
Определяем вращающий момент на ведущем валу
T1 = P1 / ω1
Определяем диаметр малого шкива
d1 = (52…64) √ T1
Уточняем значение диаметра по стандарту
40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000
Определяем диаметр большего шкива без учета скольжения ремня
d2 = d1u
и принимаем его значение по стандарту
Уточняем передаточное число по стандартным размерам
u = d2 / d1
Допускается отклонение до 5%
Принимаем межосевое расстояние
a = 2 (d1 + d2)
Определяем расчетную длину ремня
Lp = 2 a + 0,5π(d1 + d2) + 0,25 (d2 – d1)2 / a
Определяем скорость ремня и сравниваем с допускаемой
υ = ω1d1 /2 ≤ 30 м/с
Проверяем долговечность ремня по числу пробегов в секунду
U = υ / Lp ≤ [U]
[U] – допускаемая частота пробегов ремня, с-1, при которой не появляется признаков усталостного разрушения
[U] = 15 с-1 для резинотканевых ремней. Если это условие не выполняется, то надо увеличить расчетную длину ремня и уточнить межосевое расстояние
Определяем угол обхвата ремнем малого шкива
α1 = 1800 – 570 (d2 – d1) / а ≥ 1500
Если угол обхвата меньше 1500, то необходимо увеличить межосевое расстояние
Ориентировочно определяем толщину ремня δ из условия
δ / d1 ≤ 1 / 40, т.е. δ ≤ d1 / 40
С увеличением δ долговечность ремня уменьшается.
Определяем окружную силу, передаваемую ремнем
Ft = P1 / υ
Из таблицы выбираем ремень Б800 с числом прокладок z, расчетную толщину одной прокладки с резиновой прослойкой δо, наибольшую допускаемую нагрузку ро на прокладку.
Определим коэффициент угла обхвата
Сα = 1 – 0,003 (180 – α10)
Коэффициент, учитывающий влияние скорости ремня
Сυ = 1,04 – 0,0004υ2
Выбираем по таблице коэффициент режима работы Ср
Коэффициент, учитывающий угол наклона линии центров передачи Сθ. Если угол наклона θ не превышает 600, то принимают Сθ =1; при θ > 600Сθ= 0,9; при θ > 800Сθ= 0,8
Допускаемая рабочая нагрузка на 1мм ширины прокладки
[р] = ро СαСυ СрСθ
Ширина ремня
b ≥ Ft / z[p]
Предварительное натяжение ремня, Н
Fо = σоbδ
δ ≤ 0,03d1 – толщина ремня
σо=1,8 – напряжение от предварительного натяжения ремня
Натяжение ветвей ремня, Н
Натяжение ведущей ветви
F1 = Fо + 0,5Ft
Натяжение ведомой ветви
F2 = Fо - 0,5Ft
Напряжение от силы F1, МПа
σ1 = F1 / bδ
Напряжение изгиба
σи = Еи δ/d1
Для резинотканевых ремней Еи = 100…200МПа
Напряжение от центробежной силы
συ = ρ υ210-6
ρ – плотность ремня, ρ = 1100…1200кг/м3
Максимальное напряжение
σmax = σ1 + σи + συ ≤ σ-1
σ-1 = 7 МПа – предел выносливости для резинотканевых ремней
Число пробегов ремня
λ = υ/L
Коэффициент, учитывающий влияние передаточного отношения
Ci = 1,5 3√i – 0,5
Коэффициент, учитывающий вид нагрузки Сн=2 при периодически изменяющейся нагрузке от нуля до номинального значения, Сн=1 при постоянной нагрузке
Расчетная долговечность ремня
Н0= (σ-16 107CiСн) / ( 2 σmax6 3600 λ)
Рекомендуемая долговечность ремня не менее 20000 часов
Нагрузка на валы ременной передачи
При автоматическом регулировании натяжения ремня
Fв = 2F0 sin(α1/2)
При периодическом регулировании натяжения ремня
Fв = 3F0 sin(α1/2)
Тема 3.7 «Цепные передачи»
Практическая работа № 13
Тема: «Расчет цепной передачи»
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме «Цепные передачи»
Приобретение навыков проектирования цепной передачи, умения пользоваться специальной и справочной литературой
Задание:
Рассчитать цепную передачу в приводе ленточного транспортера. Нагрузка спокойная, работа двухсменная. Смазка цепи периодическая. Наклон линии центров звездочек к горизонту – 30 градусов. Регулирование натяжения цепи производится нажимным роликом. Задание выбрать согласно варианту (таблица 9).
Таблица 9 – Данные к расчетно-графической работе № 13
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
P1, кВт 5 5,5 4,5 4 6 6,5 4 5 5,5 6,5
ω1, рад/с 28 45 40 35 45 40 30 38 42 32
ω2, рад/с 5,2 7 8 7 9 8 6 7 8 6
Порядок выполнения работы:
Определяем вращающий момент на валу ведущей звездочки
T1 = P1 / ω1, Нм
Определим коэффициент, учитывающий условия монтажа и эксплуатации
Кэ = КдКаКнКрКсмКп, где
Кд – динамический коэффициент:
Кд=1 при спокойной нагрузке
Кд=1,2…1,5 при толчках
Кд=1,8 при сильных ударах
Ка – коэффициент, учитывающий межосевое расстояние
при а = (30…50)t Ка=1
при а < 30t Ка=1,25
при а > 50t Ка=0,9
Кн – коэффициент, учитывающий наклон цепи
при наклоне до 600 Кн=1
при наклоне свыше 600 Кн=1,25
при автоматическом регулировании натяжения цепи при любом угле наклона принимают Кн=1
Кр – коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи
при автоматическом регулировании Кр=1
при периодическом Кр=1,25
Ксм – коэффициент, учитывающий способ смазывания цепи
при картерной смазке Ксм=0,8
при непрерывной смазке Ксм=1
при периодической смазке Ксм=1,3…1,5
Кп – коэффициент, учитывающий периодичность работы
Кп=1 при работе в одну смену
Кп=1,25 при двухсменной работе
Кп=1,5 при трехсменной работе
Определим передаточное число передачи
u = ω1 / ω2
Определим число зубьев ведущей звездочки
z1=31-2u
Округлить до целого числа
Определим число зубьев ведомой звездочки
z2 = z1u
Округлить до целого числа
По заданному значению угловой скорости определим частоту вращения ведущей звездочки
n1 = 30ω / π
Ориентировочно определим среднее значение допускаемого давления [p] при t=25,4, число рядов цепи m=1
Определим шаг цепи из условия износостойкости шарниров
t = 2,8 √T1Кэ / z1 [p] m
Принять ближайшее большее значение по ГОСТу
9,525; 12,7; 15,875; 19,05; 25,4; 31,75; 38,1; 44,45; 50,8
По величине шага выбрать по стандарту роликовую цепь
Выписать основные параметры цепи:
Аоп – площадь проекции опорной поверхности шарнира; Q – разрушающая нагрузка; q – масса одного метра цепи; d1 – диаметр ролика цепи
Для выбранной цепи проверяем выполнение условия n1 ≤ [n1]
Определим скорость цепи
υ = z1t ω1 / 2π
Определим окружную силу, предаваемую цепью
Ft = P1 / υ
Определим расчетное давление в шарнирах цепи
P = FtКэ / Аоп
Уточняем значение [p] и проверяем износостойкость цепи по формуле р ≤ [p]
Если условие не выполняется необходимо изменить шаг цепи
Определим число звеньев цепи
zц = 2at + 0,5(z1 +z2) + (z2 – z1)2 / 4at π2
Предварительно выбираем at= a/t = 40
Полученное значение округляем до четного числа
Уточняем межосевое расстояние
a = 0,25t[zц – 0,5(z1 +z2) + √(zц - 0,5(z1 +z2))2 – 2((z2 – z1)/π)2
Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, т.е. на 0,004а
Определим диаметры делительных окружностей звездочек:
ведущей
dд1 = t / sin (180/z1)
ведомой
dд2 = t / sin (180/z2)
Определим диаметры наружных окружностей звездочек
ведущей De1 = t (ctg(180/z1) + 0,7) – 0,31d1
ведомой De2 = t (ctg(180/z2) + 0,7) – 0,31d1
где d1 – диаметр ролика цепи из п.8
Определяем силы, действующие на цепь:
окружная (вычислена в п.11)
центробежная Fυ = qυ2
от провисания цепи Ff = 9,81qakf
где q – вес одного метра цепи (см. п.8)
kf – коэффициент, учитывающий расположение цепи
kf= 6 при горизонтальном расположении
kf = 1,5 при наклонной цепи (под 450)
kf = 1 при вертикальном расположении цепи
а – межосевое расстояние, м (см. п.15)
расчетная нагрузка на валы Fв = Ft + 2 Ff
Определим коэффициент запаса прочности
S = Q / (kд Ft + Fυ + Ff) где
Q – разрушающая нагрузка, Н (см. п.8)
Проверяем выполнение условия прочности s ≥ [s] и делаем вывод о прочности цепной передачи
Тема 3.9 ПодшипникиЛабораторная работа № 4
Тема: «Изучение конструкции подшипниковых узлов
Цель:
Закрепление пройденного материала по теме «Подшипники качения»
Ознакомиться с конструкцией подшипников качения
Рассмотреть конструкцию подшипниковых узлов
Последовательность выполнения работы:
Ознакомиться с конструкцией шарикового радиального и роликового конического подшипников качения
Рассмотреть краткие характеристики основных типов подшипников качения
Ознакомиться со схемами установки подшипников качения
Разобрать крепление подшипников на валу и в корпусе
Ознакомиться с правилами монтажа и демонтажа подшипников качения

Библиографический списокОсновные источники:
Эрдеди А.А. Техническая механика: Теоретическая механика. Сопротивление материалов: учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по машиностроительным специальностям / А. А. Эрдеди, Н. А. Эрдеди - Москва: Академия, 2012. – 296с.
Аркуша, А. И. Техническая механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов./ А. И.Аркуша. - Москва: Высшая школа, 2011. – 352с.
Олофинская В.П. Детали машин: Краткий курс и текстовые задания: [учебное пособие для СПО]. / В.П.Олофинская. – М.: ФОРУМ – ИНФРА-М, 2012.-208с.
Дополнительные источники:
Сетков, В. И. Сборник задач по технической механике: учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальностям строительного профиля / В. И. Сетков - Москва: Академия, 2013. – 222 с.
Техническая механика: учебник для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальностям технического профиля / Л. И. Вереина, М. М. Краснов - Москва: Академия, 2012. – 322 с.
Бородин, Н. А. Сопротивление материалов: учебное пособие для использования в учебном процессе образовательных учреждений, реализующих программы среднего профессионального образования / Н. А. Бородин - Москва: Дрофа, 2010 – 204 с.
Интернет-ресурс:
Образовательная баннерная сеть = Education Banner Network, [электрон. ресурс] – Режим доступа: http://www.toehelp.ru
Содержание
Введение 5
1. Задания для лабораторных и практических работ
по учебной дисциплине «Техническая механика» 6
Библиографический список 28

Приложенные файлы

  • docx 9ZS
    Размер файла: 103 kB Загрузок: 1