Материал: 2581

2

УДК 621.81. (075)

Детали машин и основы конструирования [Текст]: методические указания к лабораторным работам на ЭВМ для студентов специальности 170400 (150405) – Машины и оборудование лесного комплекса / В. В.Стасюк, Н. А. Бородин, П. Н. Щеблыкин, Р. Г. Боровиков ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2008. – 20 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «ВГЛТА»

Рецензент канд. техн. наук, доц. ВГАУ А.В. Полуэктов

3

Предисловие

Основными задачами инженера-конструктора являются разработка новых машин, повышение их надежности, долговечности и экономичности.

При конструировании должны быть выбраны оптимальные параметры изделия, удовлетворяющие различным, иногда противоречивым требованиям: наименьшим массе, габаритам, стоимости; наибольшему КПД, требуемой жесткости, надежности. Сложность и трудоемкость расчетов часто не позволяло быстро и качественно выполнить поставленную задачу.

Применение ЭВМ для расчетов передач расширяет объем используемой информации, позволяет произвести расчеты с варьированием наиболее значимых параметров: способа термической обработки, применяемых материалов, распределения общего передаточного числа между ступенями и др. Пользователю остается только провести анализ влияния этих параметров на качественные показатели и с учетом налагаемых ограничений выбрать оптимальный вариант.

Выполнение лабораторных работ на ЭВМ по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» является важной работой студентов, цель которой – приобретение навыков проведения расчетов механических передач, а также знакомство с методами конструирования нестандартных узлов механических приводов. В процессе выполнения студенты пользуются учебной и справочной литературой, осваивают методику расчетов деталей машин на ЭВМ с использованием стандартного пакета программ.

Знания и навыки, приобретенные при выполнении лабораторных работ, необходимы для выполнения курсового проекта по ДМ, заданий по специальным дисциплинам (в том числе дипломного проекта), так и для практической работы по специальности по окончании академии.

О программе

Пакет программ АРМ WinTrans, установленная на ЭВМ кафедры деталей машин и инженерной графики, предназначен для расчета механических передач вращения, т. е. механизмов, служащих для передачи энергии от дви-

4

гателя к исполнительным органам машины. Как правило, передача идет с преобразованием скорости, сил, вращающего момента.

Спомощью АРМ WinTrans Вы можете задать конструкцию передачи, выполнить все необходимые расчеты и получить рабочие чертежи передачи.

АРМ WinTrans предназначен для осуществления проектировочного расчета и проверочного расчета передач.

При проектировочном расчете Вы задаете значения таких параметров, как кинематические характеристики (вращающий момент и частоту вращения выходного вала, передаточное отношение передачи), вид термообработки материалов, требуемый ресурс работы передачи и т.д.

Используя эти данные, АРМ WinTrans рассчитывает основные геометрические размеры передачи, основываясь на критериях усталостной прочности на изгиб и сопротивления выкрашиванию.

Спомощью проверочного расчета определяется нагрузочная способность передачи при заданных значениях параметров (геометрических размеров, характеристик конструкционных материалов и т.п.). В системе АРМ WinTrans реализовано два вида проверочных расчетов: определение максимального момента при заданной долговечности и определение долговечности при заданной нагрузке.

В системе АРМ WinTrans возможно осуществление расчетов прямозубых, косозубых, шевронных, конических, зубчатых передач и передач гибкой связью, цепных и ременных. Результатами расчета являются основные геометрические параметры передачи; силы, действующие в передаче; параметры используемых материалов и чертеж ведущего или ведомого элемента.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ НА ЭВМ КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

1. Цель работы

Изучить методику проектирования зубчатых цилиндрических передач на ЭВМ. Овладеть основами конструирования зубчатых колес.

5

2. Общие сведения

Цилиндрическая зубчатая передача, у которой зубья расположены параллельно оси зубчатого колеса называется прямозубой.

В общем случае зубчатое колесо состоит из зубчатого венца, диска, ступицы и шпоночного паза для крепления зубчатого колеса на валу. Форма зубчатого колеса может быть плоской (рис. 2.1, а, б) или с выступающей ступицей (рис. 2.1, в). Значительно реже (в одноступенчатых редукторах) колеса делают со ступицей, выступающей в обе стороны.

Рис. 2.1 Простейшие формы колес, изготовляемых в единичном и мелкосерийном производстве.

Длину 1ст посадочного отверстия колеса желательно принимать равной или больше ширины b2 зубчатого венца (1ст > b2). Принятую длину ступицы согласуют с диаметром посадочного отверстия d:

1ст =(0,8…1,5) d, обычно 1ст =(1,0…1,2) d.

Диаметр ступицы dcm назначают в зависимости от диаметра посадочного отверстия d:

для стали dcm = (1,5... 1,55) d.

меньшие значения для шлицевого соединения колеса с валом, большие - для шпоночного и соединения с натягом.

Ширину S торцов зубчатого венца принимают:

S=2,2m+0,05b2

где т - модуль зацепления, мм.