Сборник задач по дисциплине «Детали машин» для студентов механических специальностей. Часть 2 / Л. Н. Новицкая, А. В. Чумаченко ёc к - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Методические указания для студентов механических специальностей вуза... 1 429.24kb.
Методические указания к выполнению курсового проекта по деталям машин... 1 145.15kb.
Е. Ф. Чубенко Детали машин и основы конструирования 1 272.36kb.
Пара Суббота 01. 03 Пятница 28. 02 Четверг 27. 02 Среда 26. 2 435.55kb.
Экономика 1 275.96kb.
Практикум для студентов небиологических специальностей 15 1054.11kb.
Сборник задач по физике 7-9 кл. Москва «Просвещение» 2010. А. 2 316.4kb.
Задание на первую часть контрольной работы для студентов специальностей 1 57.57kb.
В. П. Грибанов Лабораторный практикум по дисциплине "Информатика... 1 184kb.
Методические указания для студентов заочной формы обучения по экономическим... 3 554.22kb.
Сборник механических действий, которые позволяют избавиться от кармических... 1 144.65kb.
I. Общие положения Шлифовщик 5-го разряда непосредственно подчинен 1 38.81kb.
1. На доске выписаны n последовательных натуральных чисел 1 46.11kb.

Сборник задач по дисциплине «Детали машин» для студентов механических специальностей. - страница №1/1



Министерство образования и науки Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия


СБОРНИК ЗАДАЧ

по дисциплине «Детали машин»

для студентов механических специальностей

ЧАСТЬ 2

Утверждено

на заседании кафедры ОКММ

Протокол № 10 от 17.06.03


Перезатверджено на засіданні
методичної ради факультету ПіМОТ
Протокол №6 від 22.02.2012

Краматорск 2003

УДК 621.81

Сборник задач по дисциплине «Детали машин» для студентов механических специальностей. Часть 2 / Л.Н. Новицкая, А.В. Чумаченко ЁC Краматорск: ДГМА, 2003. ЁC 64 с.


В сборник включены краткие сведения и задачи по расчетам валов, осей и муфт.

Составители:

Л.Н. Новицкая, ст. препод.,

А.В. Чумаченко, ст. препод.

Отв. за выпуск С.Г.Карнаух, доц.

СОДЕРЖАНИЕ





1 Проверочный расчет машинного вала на выносливость

1.1 Предварительные указания к решению задач
При решении задач по темам 1 и 2 необходимо руководствоваться следующими предпосылками:

1 Направление действия изгибающего момента по часовой стрелке считать положительным.

2 Считать отрицательным момент, направленный против часовой стрелки.

3 Действие осевых сил рассматривать в одной плоскости с радиальными нагрузками.

4 Опорой с индексом «µ §» является опора, воспринимающая внешнюю осевую силу.

5 Два радиально-упорных подшипника, установленных в одной опоре, рассматривать как сдвоенный подшипник, на который действует только внешняя осевая нагрузка. В этом случае осевые составляющие от радиальных нагрузок не возникают.

8 Необходимые для расчета справочные данные приведены в таблицах 1.10-1.14.
1.2 Задачи
Задача 1.1

Проверить на выносливость выходной вал червячного редуктора в сечении под колесом (рис. 1.1).

Рисунок 1.1 ЁC Выходной вал червячного редуктора

На выходном валу закреплена звездочка горизонтально расположенной цепной передачи. На вал действуют силы от червячной передачи: µ § µ § µ § а также нагрузка от цепной передачи µ §. Передаваемый вращающий момент µ §. Диаметр вала под колесом µ §, делительный диаметр червячного колеса µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение червячного колеса и ведущей звездочки цепной передачи определяется координатами µ §. Материал вала ЁC сталь µ § без поверхностного упрочнения. Шероховатость вала под колесом µ § Концентратор напряжений ЁC шпоночная канавка. Допустимый запас прочности µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Исходные данные к задаче 1.1

№ вар.123456µ §4053822538612954254628986µ §147629941405107592710550µ §1278267212559608279418µ §232320259325436345µ §455012345794433824348µ §507040304070µ §13014015010090160µ §655060454070µ §657075504580µ §657075504580µ §40613165004805555000Примечание. При составлении расчетной схемы силуµ § и силу µ § направить в разные стороны, а силу µ § направить на подшипник, расположенный вблизи звездочки цепной передачи.

Задача 1.2

Проверить на выносливость выходной вал червячного редуктора в сечении под подшипником (рис. 1.1). На выходном валу закреплена звездочка горизонтально расположенной цепной передачи.

На вал действуют силы от червячной передачи: µ § µ § µ § а также нагрузка от цепной передачи µ §. Передаваемый вращающий момент µ §. Диаметр вала в опоре µ §, делительный диаметр червячного колеса µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение червячного колеса и ведущей звездочки цепной передачи определяется координатами µ § Материал вала ЁC Сталь µ § без поверхностного упрочнения. Шероховатость вала под колесом µ § Концентратор напряжений ЁC посадка подшипника качения. Допустимый запас прочности µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Исходные данные к задаче 1.2

№ вар.123456µ §4053822538612954254628986µ §147629941405107592710550µ §1278267212559608279418

Продолжение таблицы 1.2

№ вар.123456µ §232320259325436345µ §455012345794433824348µ §507060405580µ §13014015010090160µ §655060454070µ §657075504580µ §657075504580µ §40613165004805555000Примечание. При составлении расчетной схемы силуµ § и силу µ § направить в разные стороны, а силу µ § направить на подшипник, расположенный вблизи звездочки цепной передачи.

Задача 1.3

Выполнить проверочный расчет на выносливость опасного сечения промежуточного вала цилиндрического соосного редуктора (рис. 1.2). На валу установлены колеса с косым зубом. На вал действуют силы: µ §, µ §, µ § и µ §, µ §, µ §. Передаваемый вращающий момент µ §. Диаметр вала под шестерней и колесом µ §, зубчатые колеса соединены с валом посредством шпонки.

Рисунок 1.2 ЁC Промежуточный вал соосного редуктора

Делительный диаметр колеса равен µ §, делительный диаметр шестерни µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение колес на валу определяется координатами µ §. Материал вала - сталь µ § без поверхностного упрочнения. Шероховатость поверхности вала под колесами µ §. Допустимый запас прочности µ §. Концентратор напряжений ЁC шпоночная канавка. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Исходные данные к задаче 1.3

№ варианта123456µ §34127263358211828772964µ §1281027126579810841117µ §91731900567771794µ §121096797521529464449337µ §45636472834199524283518µ §32425942016141917272502µ §135150150170180180µ §254030354050µ §85709010010080µ §26,6266325242358450µ §399803632374411905µ §202830325045µ §156195194229249304µ §4455869111196Примечание. При составлении расчетной схемы для вала внешние осевые силы направить на опору вблизи шестерни.
Задача 1.4

Проверить на выносливость опасное сечение промежуточного вала двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора (рис. 1.3). На вал действуют силы:µ §, µ §, µ § и µ §, µ §. Передаваемый вращающий момент µ §. Делительный диаметр конического колеса µ §. Делительный диаметр прямозубой цилиндрической шестерни µ §. Диаметр вала под колесами µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение колес на валу определяется координатами µ §.

Материал вала - сталь µ § без поверхностного упрочнения. Шероховатость вала под зубчатыми колесами µ §. Концентратором напряжений является шпоночная канавка. Допустимый запас прочности µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.4.

Рисунок 1.3 ЁC Промежуточный вал коническо-цилиндрического редуктора

Таблица 1.4 - Исходные данные к задаче 1.4

№ варианта123456µ §253226592889242028642857µ §250262429327425315µ §887932960818952991µ §506466486500484057285625µ §184324202366176220852048µ §155150180170180180µ §506070557065µ §454030504045µ §605080657070µ §26,6266325242358450µ §303040405070µ §100200225200250315µ §5080100100125160Примечание. При расчетах осевую силу на коническом колесе прикладывать на внешнем делительном диаметре.


Задача 1.5

Проверить на выносливость в опасном сечении выходной вал цилиндрического соосного редуктора, на котором установлено колесо с косым зубом и звездочка горизонтально расположенной цепной передачи (рис 1.4).

Рисунок 1.4 ЁC Выходной вал соосного редуктора

На вал действуют силы, возникающие в зацеплении: µ § и усилие от цепной передачи µ §. Передаваемый вращающий момент µ §. Диаметр вала под колесом µ §. Делительный диаметр колеса равен µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Диаметр шейки вала в опоре подшипника равен µ §. Положение деталей на валу определяется координатами µ §. Материал вала - сталь µ § без поверхностного упрочненияµ §. Шероховатость посадочной поверхности вала под подшипником µ §, под зубчатым колесом µ §. Допустимый запас прочностиµ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Исходные данные к задаче 1.5

№ варианта123456µ §120596797521529464449338µ §45736472834199524283518µ §35125942016141917272502µ §14461161590256353773311206µ §135135150150170180µ §254030354050µ §11095120115130130µ §606580808070µ §94,49447286058021418µ §156156195194229249µ §306055505565µ §255550455060Примечания:

1 При составлении расчетной схемы внешнюю осевую силу направить на подшипник, расположенный вблизи звездочки цепной передачи. Усилие от цепной передачи направить в ту же сторону, что и радиальное усилие зубчатого зацепления.

2 При опасном сечении в опоре подшипника концентратором напряжений является посадка подшипника на вал.


Задача 1.6

Определить фактический запас прочности при расчете на выносливость входного вала конического редуктора. На выходном конце вала закреплена упругая компенсирующая муфта типа МУВП (рис. 1.5).

Рисунок 1.5 ЁC Входной вал конического редуктора

На вал действуют силы от конической передачи: µ §, а также радиальное усилие со стороны муфты µ §. Передаваемый вращающий момент µ §. Делительный диаметр конической шестерни µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение конической шестерни и муфты относительно опор определяется координатами µ §.

Диаметр вала в опоре µ §. Материал вала - сталь µ § без

упрочнения. Шероховатость поверхности вала под подшипником µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 ЁC Исходные данные к задаче 1.6

№ варианта123456µ §2794400354160012001086µ §969141120532777360µ §310352236967163µ §5527033528200225µ §6735221005068µ §452020303530µ §7845507581105µ §252020302735µ §904050557584µ §96,67,33,479,23033,8Примечания:

1 Силы в коническом зацеплении следует прикладывать на внешнем делительном диаметре.

2 При составлении расчетной схемы окружные силы от зубчатого колеса и муфты необходимо направить в одну сторону.


Задача 1.7

Проверить на выносливость в опасном сечении входной вал червячного редуктора. На валу закреплен шкив горизонтально расположенной поликлиновой ременной передачи (рис. 1.6).

Рисунок 1.6 ЁC Входной вал червячного редуктора

На вал действуют силы от червячной передачи: µ §, а также нагрузка от ременной передачи µ §. Передаваемый вращающий момент µ §. Диаметр окружности впадин червяка при делительном диаметре µ § равен µ §, диаметр вала в опоре µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение действующих на вал нагрузок определяется координатами µ §. Материал червяка - сталь µ §, витки червяка окончательно обработаны резцом, шероховатость µ §, твердость поверхности µ §. Допускаемый запас прочности для вала µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.7.

Таблица 1.7 - Исходные данные к задаче 1.7

№ варианта123456µ §987294589385187400µ §12833481258522766325µ §3525956218114352105893µ §50,43264508050,4µ §44,82844,830,470,438µ §11404601255655442757µ §351550254530µ §290100260180210160µ §1104090759080µ §145501309010580µ §145501309010580µ §184,7621,27,77,210,1Примечания:

1 При составлении расчетной схемы направление действия окружной силы на червяке и усилия ременной передачи принять одинаковым, осевую силу на червяке направить на опору, расположенную вблизи шкива.

2 При опасном сечении в опоре вала в качестве концентратора напряжений принимать посадку с натягом.

Задача 1.8

Выполнить проверочный расчет на выносливость опасного сечения выходного вала шевронного редуктора. На выходном конце вала установлена звездочка горизонтально расположенной цепной передачи (рис. 1.7).

Рисунок 1.7 ЁC Выходной вал шевронного редуктора

На вал действуют силы: от шевронной передачи - µ § и цепной - µ §. Вращающий момент на валу µ §. Делительный диаметр колес µ §. Диаметр вала под колесами µ §, под подшипниками µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение колес и ведущей звездочки цепной передачи относительно опор определяется координатами µ §. Материал вала - сталь µ § без упрочнения. Шероховатость поверхности вала под подшипником µ §, шероховатость под колесом - µ §. Допускаемый коэффициент безопасности µ §. Варианты значений переменных представлены в таблице 1.8.

Таблица 1.8 - Исходные данные к задаче 1.8Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.

№ варианта123456µ §17201689182117302184874µ §730717767729920368µ §10341015106010071271509µ §5522446234280208µ §241448301924384844831720µ §506040455538µ §455035405035µ §180190235255240240µ §404550709045µ §10010013511560150µ §404550709045µ §858070857065µ §94,637884,3404613182Примечание. При составлении расчетной схемы радиальную силу в шевронной передаче и силу от цепной передачи направить в одну сторону.

Задача.§.9

Выполнить проверочный расчет на выносливость входного вала конического редуктора, на котором установлен шкив горизонтально расположенной ременной передачи (рис. 1.8).

Рисунок 1.8 ЁC Входной вал конического редуктора со шкивом

На вал действуют силы от конической передачи: µ §, а также нагрузка от ременной передачи µ §. Передаваемый вращающий момент µ §. Делительный диаметр конической шестерни µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение конической шестерни и ведомого шкива ременной передачи относительно опор определяется координатами µ §. Диаметр вала под подшипниками µ §. Материал вала - сталь µ § без упрочнения. Шероховатость поверхности вала под подшипником µ §. Допустимый запас прочности µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.9.

Таблица 1.9 ЁC Исходные данные к задаче 1.9

№варианта123456µ §2794400354160012001086µ §969141120352777360µ §310352,1236967163µ §6735221005062µ §1685150486182012711298µ §451515303530µ §7845354510384µ §252020302735µ §904050557584µ §96,67,33,4279,23033,8Примечания:

1 При составлении расчетной схемы силы µ § и µ § необходимо направить в противоположные стороны.

2 Силы в коническом зацеплении следует прикладывать на внешнем делительном диаметре.


1.3 Справочные таблицы для расчета валов
Таблица 1.§0 ЁC Механические характеристики материалов валов и осей

Марка сталиТвердость, НВµ §µ §µ §µ §µ §ГОСТМПаСт. 5190520280150220130380-88Ст. 6200650330220270170Сталь 351905403201902301351050-88Сталь 45200600340220250150Сталь 40Х2007305002803202004543-88Сталь 40ХН240820650390260210Сталь 20Х197650400240300160Сталь 12ХНЗА260950700490420210Сталь 18ХГТ3301150950665520280Сталь 30ХГТ3201150950665520310

Таблица 1.11 ЁC Значение коэффициента влияния шероховатости поверхности µ §

Среднее арифметическое отклонение профиля µ §Значение µ § при

µ §, МПа40060012000,08ЎK0,321110,32ЎK2,51,051,11,255ЎK201,21,251,5Таблица 1.12 ЁC Эффективные коэффициенты концентрации напряжений µ § и µ §

КонцентраторЗначение µ §Значение µ §при µ §, МПа при µ §, МПаМенее 700Свыше 1000Менее 700Свыше 1000Шпоночные канавки1,7521,501,90Шлицы прямобочные1,601,752,452,80Витки червяка2,302,501,701,90Валы-шестерни1,601,751,501,60Посадка подшипников на валы2,403,601,802,50

Таблица 1.13 ЁC Усредненные значения коэффициентов чувствительности материала к асимметрии цикла

МатериалКоэффициентыµ §µ §Малоуглеродистые стали0,150,05Среднеуглеродистые стали0,200,10Легированные стали0,250,15

Таблица 1.14 ЁC Значения коэффициентов влияния абсолютных размеров µ § и µ § в зависимости от диаметра вала

Напряженное состояниеМатериалЗначение µ § при диаметре вала, мм152030405070100Прогиб, кручениеУглеродистая сталь0,960,920,880,850,810,760,7Высоколегированная сталь0,870,830,770,730,700,650,59


2 Расчет подшипников качения на долговечность по динамической грузоподъемности

2.1 Предварительные указания к решению задач

При решении задач по темам 1 и 2 необходимо руководствоваться следующими предпосылками:

1 Направление действия изгибающего момента по часовой стрелке считать положительным.

2 Считать отрицательным момент, направленный против часовой стрелки.

3 Действие осевых сил рассматривать в одной плоскости с радиальными нагрузками.

4 Опорой с индексом «µ §» является опора, воспринимающая внешнюю осевую силу.

5 Два радиально-упорных подшипника, установленных в одной опоре, рассматривать как сдвоенный подшипник, на который действует только внешняя осевая нагрузка. В этом случае осевые составляющие от радиальных нагрузок не возникают.

6 Суммарная динамическая грузоподъемность сдвоенных подшипников определяется по формуле:

радиально-упорный шариковый - µ §

радиально-упорный роликовый - µ §

7 При определении полной осевой нагрузки на радиально-упорный подшипник можно воспользоваться следующими рекомендациями:

если µ § то µ §

µ §


если µ § то µ §

µ §


8 Необходимые для расчета справочные данные приведены в таблицах 2.10-2.13.
2.2 Задачи

Задача 2.1

Определить скорректированную долговечность подшипников выходного вала червячного редуктора, на выходном конце которого закреплена звездочка горизонтально расположенной цепной передачи (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 ЁC Выходной вал червячного ректора.

В опорах вала установлены радиально-упорные роликовые конические подшипники легкой серии типа 7000 по схеме «в распор». На вал действуют силы от червячной передачи: µ §, а также нагрузка от цепной передачи µ §. Частота вращения вала µ §. Диаметр вала под подшипниками качения µ §. Делительный диаметр червячного колеса µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение червячного колеса и ведущей звездочки цепной передачи определяется координатами µ §. При работе возможны легкие толчки, µ §. Температура нагрева подшипника не превышает 900С - µ §. Считать, что долговечность подшипников соответствует 90% надежности - µ §. Отличие свойств материала и условий эксплуатации от обычных необходимо учитывать с помощью коэффициента µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1 ЁC Исходные данные к задаче 2.1

№ варианта123456µ §4053156253861055382545928986µ §14765687140532016926610550µ §127850772545180082729418µ §232320259325438345Продолжение таблицы 2.1

№ варианта123456µ §45502344579283138194348µ §507060405580µ §13014015010090160µ §655060454070µ §657075504580µ §657075504580µ §664518254035Примечание. При составлении расчетной схемы окружную силу на колесе и нагрузку от цепной передачи направить в разные стороны, осевую силу направить на подшипник, расположенный вблизи звездочки цепной передачи.


Задача 2.2

Определить скорректированную долговечность подшипников промежуточного вала двухступенчатого соосного цилиндрического редуктора (рис.2.2). В опорах вала установлены радиально-упорные шариковые подшипники легкой серии типа 46000 по схеме "враспор". На вал действуют силы: µ § µ § µ §и µ § µ § µ §. Частота вращения вала µ §. Делительный диаметр колеса µ §. Делительный диаметр шестерни µ §. Диаметр вала в опоре µ §. Расстояние между опорами равно µ §.

Рисунок 2.2 ЁC Промежуточный вал соосного редуктора.
Положение колес на валу определяется координатами µ §. При работе возможны средние толчки, µ §. Температура нагрева подшипника не превышает 900С ЁC µ §. Считать, что долговечность подшипника соответствует 90% надежности ЁC µ §. Свойства материала деталей подшипника и условия эксплуатации необходимо учитывать коэффициентом µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 ЁC Исходные данные к задаче 2.2

№ варианта123456µ §34127263358211828772964µ §1281027126579810841117µ §91731900567771794µ §121096797521529464449338µ §45636472834199524283518µ §32425942016141917272502µ §135150150170180180µ §254030354050µ §85709010010080µ §254030354050µ §798803632566417298µ §202530405045µ §156195194229249304µ §4455869111196Примечание. При составлении расчетной схемы для вала внешние осевые силы направить на опору вблизи шестерни.

Задача 2.3

Проверить долговечность подшипников промежуточного вала коническо-цилиндрического редуктора (рис.2.3).

Рисунок 2.3 ЁC Промежуточный вал коническо-цилиндрического редуктора

В опорах вала установлены радиально-упорные роликовые конические подшипники легкой серии типа 7000 по схеме "в распор". На вал действуют силы µ § µ § µ § и µ § µ § при частоте вращения µ §. Делительный диаметр конического колеса равен µ §. Шестерня имеет делительный диаметр µ §. Диаметр вала под подшипниками µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение колес на валу определяется координатами µ §. При работе возможны средние толчки, µ §. Температура нагрева подшипника не превышает 900С ЁC µ §. Считать, что долговечность подшипника соответствует 90% надежности ЁC µ § и составляет µ §. Свойства материала деталей подшипника и условия эксплуатации необходимо учитывать коэффициентом µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Исходные данные к задаче 2.3

№ варианта123456µ §253226592889242028642857µ §250262429327425315µ §887932960818952991µ §506466486500484057285625µ §184324202366176220852048µ §155150180170180180µ §506070557065Продолжение таблицы 2.3

№ варианта123456µ §454030504045µ §605080657070µ §399803632374411905µ §454550505560µ §100200225200250315µ §500080001041041250016000Примечание. При расчетах осевую силу на коническом колесе прикладывать на внешнем делительном диаметре.


Задача 2.4

Определить скорректированную долговечность подшипников выходного вала соосного двухступенчатого цилиндрического редуктора (рис.2.4). В опорах вала установлены радиально-упорные роликовые конические подшипники легкой серии типа 7000 по схеме "в распор". На вал действуют силы, возникающие в зубчатом зацеплении: µ § µ § µ § и усилие от горизонтально расположенной цепной передачи µ § при частоте вращения µ §. Делительный диаметр колеса равен µ § Расстояние между опорами равно µ §.

Рисунок 12 ЁC Выходной вал соосного редуктора
µ §

Положение деталей на валу определяется координатами µ §. Диаметр вала в опоре равен µ §. При работе возможны средние толчки, µ §. Температура нагрева подшипника не превышает 900С ЁC µ §. Считать, что долговечность подшипника соответствует 90% надежности ЁC µ §. Свойства материала деталей подшипника и условия эксплуатации учитывать коэффициентом µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Исходные данные к задаче 2.4

№ варианта123456µ §1205968752529644934µ §457365283199243352µ §351259202142173250µ §14461161590256353773311206µ §135135150150170180µ §254030354050µ §11095120115130130µ §606580808070µ §112226282150183287µ §156156195194229249µ §255550455060Примечание. При составлении расчетной схемы внешнюю осевую силу направить на подшипник, расположенный вблизи звездочки цепной передачи. Усилие от цепной передачи направить в ту же сторону, что и радиальное усилие зубчатого зацепления.


Задача 2.5

Рассчитать скорректированную долговечность подшипников входного вала конического редуктора. На выходном конце вала закреплен шкив горизонтально расположенной ременной передачи (рис.2.5).

Рисунок 2.5 ЁC Входной вал конического редуктора со шкивом

В опорах вала установлены радиально-упорные роликовые конические подшипники легкой серии типа 7000 по схеме «врастяжку». На вал действуют силы от конической передачи: µ §, а также нагрузка от ременной передачи µ § при частоте вращения µ §. Коническая шестерня имеет делительный диаметр µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение конической шестерни и ведомого шкива ременной передачи относительно опор определяется координатами µ §. Диаметр вала под подшипниками µ §. При работе возможны легкие толчки, µ §. Температура нагрева подшипника не превышает 900С - µ §. Считать, что долговечность подшипников соответствует 90% надежности - µ §. Отличие свойств материала и условий эксплуатации от обычных необходимо учитывать с помощью коэффициента µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 2.5.

Т?????? 2.5 ЁC Исходные данные к задаче 2.5Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.

№ варианта123456µ §2794400354160012001086µ §969141120532777360µ §310352,1236967163µ §6735221005062µ §1685150486182012711298µ §451515303530µ §,7845354510384µ §252020302735µ §904050557584µ §453113625099707502071Примечания:

1 При составлении расчетной схемы радиальное усилие на шестерне и усилие от ременной передачи необходимо направить в противоположные стороны.

2 Силы в коническом зацеплении прикладывать на внешнем делительном диаметре.

Задача 2.6

Рассчитать скорректированную долговечность подшипников входного вала конического редуктора. На выходном конце вала установлена упругая компенсирующая муфта типа МУВП (рис. 2.6).

Рисунок 2.6 ЁC Входной вал конического редуктора.

В опорах вала установлены радиально-упорные шариковые подшипники легкой серии типа 46000 по схеме «в распор». На вал действуют силы от конической передачи: µ §, а также радиальное усилие со стороны муфты µ § при частоте вращения µ §. Коническая шестерня имеет делительный диаметр µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение конической шестерни и муфты относительно опор определяется координатами µ §. Диаметр вала под подшипниками µ §. При работе возможны легкие толчки, µ §. Температура нагрева подшипника не превышает 900С - µ §. Считать, что долговечность подшипников соответствует 90% надежности - µ §. Отличие свойств материала и условий эксплуатации от обычных необходимо учитывать с помощью коэффициента µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 2.6.

Таблица ЁC 2.6 Исходные данные к задаче 2.6

№ варианта123456µ §2794400354160012001086µ §963141120532777360µ §310352236967163µ §6735221005062µ §5527033528200225µ §452020303530µ §7845507581105µ §252020302735µ §904050557584µ §453113625099707502071Примечания:

1 Силы в коническом зацеплении прикладывать на внешнем делительном диаметре.

2 При составлении расчетной схемы окружные силы от зубчатого колеса и муфты необходимо направить в одну сторону.

Задача 2.7

Проверить работоспособность подшипников входного вала червячного редуктора, на выходном конце которого закреплен шкив горизонтально расположенной поликлиновой передачи (рис. 2.7).

Рисунок 2.7 ЁC Входной вал червячного редуктора

В опорах вала установлены радиально-упорные шариковые подшипники легкой серии типа 46000 по схеме «враспор». На вал действуют силы от червячной передачи: µ §, а также нагрузка от ременной передачи µ § при частоте вращения вала µ §. Делительный диаметр червяка равен µ §, диаметр вала в опоре µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение действующих на вал нагрузок определяется координатами µ §. При работе возможны легкие толчки, µ §. Температура нагрева подшипника не превышает 900С - µ §. Требуемая долговечность подшипников при 99% надежности - µ §составляет µ § Отличие свойств материала и условий эксплуатации от обычных необходимо учитывать с помощью коэффициента µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 2.7.

Таблица 2.7. Исходные данные к задаче 2.7

№ варианта123456µ §987294589385187400µ §12833481258522766325µ §3525956218114352105893µ §50,43264508050,4µ §11404601255655442757µ §351550254530µ §290100260180210160µ §1104090759080µ §145501309010580µ §145501309010580µ §143596329007328691415Примечание. При составлении расчетной схемы направления действия окружной силы на червяке и усилия ременной передачи принять одинаковым, и осевую силу на червяке направить на опору, расположенную вблизи шкива.

Задача 2.8

Проверить работоспособность подшипников фиксированной опоры входного вала червячного редуктора. В опоре установлены два радиально-упорных подшипника средней серии типа 46000 (рис. 2.8).

Рисунок 2.8 ЁC Входной вал червячного редуктора

На выходном конце вала закреплен шкив горизонтально расположенной поликлиновой передачи. На вал действуют силы от червячной передачи: µ §, а также нагрузка от ременной передачи µ §. Передаваемый вращающий момент µ § при частоте вращения µ §. Делительный диаметр червяка равен µ §, диаметр вала в опоре µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение действующих на вал нагрузок определяется координатами µ §. При работе возможны легкие толчки, µ §. Температура нагрева подшипника не превышает 900С - µ §. Требуемая долговечность подшипников при надежности равной 99% - µ § составляет µ § Отличие свойств материала и условий эксплуатации от обычных необходимо учитывать с помощью коэффициента µ §. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 2.8.

Таблица 2.8 - Исходные данные к задаче 2.8

№ варианта123456µ §19745881178770374800µ §2566796251610441532650µ §705019124362287042101786µ §80641008010080µ §2280920251013108841514µ §653070508060µ §390200360280310360µ §1107012095120140µ §195100180140155180µ §195100180140155180µ §143596329007328691415Примечание. При составлении расчетной схемы направления действия окружной силы на червяке и усилия ременной передачи принять одинаковым, и осевую силу на червяке направить на опору, расположенную вблизи шкива.

Задача 2.9

Рассчитать скорректированную долговечность радиальных подшипников с коротким цилиндрическим роликом легкой серии типа 2000, которые установлены в опорах выходного вала шевронного редуктора (рис. 2.9).

Рисунок 17 ЁC Выходной вал шевронного редуктора

На выходном конце вала закреплена звездочка горизонтально расположенной цепной передачи. На вал действуют силы от шевронного зацепления: µ § и усилие цепной передачи - µ §. Частота вращения вала µ §. Делительный диаметр колес µ §. Диаметр вала под подшипниками µ §. Расстояние между опорами равно µ §. Положение колес и ведущей звездочки цепной передачи относительно опор определяется координатами µ §. При работе возможны легкие толчки, µ §. Температура нагрева подшипника не превышает 900С - µ §. Считать, что долговечность подшипников соответствует 95% надежности - µ §. Отличие свойств материала и условий эксплуатации от обычных необходимо учитывать с помощью коэффициента µ §. Варианты значений переменных представлены в таблице 2.9.

Таблица 2.9 - Исходные данные к задаче 2.9Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.

№ варианта123456µ §17201689182117302184874µ §730717767729920368µ §10341015106010071271509µ §5522446234280208µ §241448301924384844831720µ §975244145523140140µ §455035405035µ §180190235255240240µ §404550709045

Продолжение таблицы 2.9Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.

№ варианта123456µ §10010013511560150µ §404550709045µ §858070857065Примечание. При составлении расчетной схемы радиальную силу в шевронной передаче и силу от цепной передачи направить в одну сторону.


2.3 Справочные таблицы для расчета подшипников качения
Таблица 2.10 ЁC Технические данные подшипников типа 7000

Обозначениеµ §µ §µ §µ §µ §7202150,41,330,45105007205250,41,670,36240007206300,41,640,36310007207350,41,620,37385007208400,41,560,38460007209450,41,450,41500007210500,41,60,37560007211550,41,460,41650007212600,41,710,35780007214700,41,620,37960007216800,41,430,42112000

Таблица 2.11 ЁC Технические данные подшипников типа 46200

Обозначениеµ §µ §µ §µ §4620215351160704620420471411600462052552151240046206306216172004620735721724000462084080182890046209458519304004621050902031800Примечание. Для подшипников типа 46000 принимать следующие значения величин:µ § µ § µ §

Таблица 2.12 ЁC Технические данные подшипников типа 46300

Обозначениеµ §µ §µ §µ §463063072193260046310501102771800463126013031100000463136514033113000463147015035127000463168017039136000Таблица 2.13 ЁC Технические данные подшипников типа 2000

Обозначениеµ §µ §µ §µ §220735721731900220840801841800220945851944000221050902045700

3 Проверочный расчет муфт

3.1 Задачи

Задача 3.1

Проверить работоспособность втулочной муфты из условия прочности штифтов на срез и втулки на кручение (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 ЁC Втулочная муфта

Диаметр соединяемых валов µ §. Наружный диаметр втулки µ §. Диаметр штифта µ §. Передаваемая муфтой мощность µ §, частота вращения валов µ §, условия работы характеризуются коэффициентом режима µ §. Втулка выполнена из стали 40Х µ §, штифт выполнен из стали 45 µ §. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 ЁC Исходные данные к задаче 3.1Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.

№ варианта123456µ §202530405060µ §66881212µ §3540456080100µ §1,5332,44,53µ §750940140028001440940µ §1,51,822,51,82µ §222222

Задача 3.2

Определить номинальный момент, который может передать втулочная муфта, соединяющая валы диаметром µ §, из условия прочности шпоночного соединения на смятие и втулки на кручение (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 ЁC Втулочная муфта со шпонкой

Наружный диаметр втулки µ §, сечение шпонки µ §, рабочая длина шпонки µ §, глубина шпоночной канавки на валу µ §, допустимые напряжения смятия µ §, допустимые напряжения кручения µ §. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 ЁC Исходные данные к задаче 3.2Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.

№ варианта123456µ §202530353810µ §324048636025µ §µ §µ §µ §µ §µ §µ §µ §5,56,5810103,8µ §283642567080µ §9012010011080130µ §140130120115125150

Задача 3.3

Втулка втулочной муфты соединена с одним из валов призматической шпонкой с размерами поперечного сечения µ §, высотой сминаемого участка µ §, рабочей длиной µ §, с другим валом посредством штифтового соединения (рис.3.3)

Рисунок 3.3 ЁC Втулочная муфта со шпонкой и штифтом

Определить минимальный диаметр штифта из условия равнопрочности штифтового соединения, работающего на срез, и шпоночного соединения, работающего на смятие, приняв допустимые напряжения смятия µ §, допустимые напряжения среза µ §, а диаметры соединяемых валов µ §, количество штифтов µ §. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Исходные данные к задаче 3.3

№ варианта123456µ §202530405060µ §µ §µ §µ §µ §µ §µ §µ §2,63,03,03,64,04,8µ §283642607080µ §22222

Задача 3.4

Рассчитать максимальный вращающий момент, который может передать фланцевая (поперечно-свертная) муфта (рис.3.4).

Рисунок 3.4 ЁC Муфта фланцевая открытая

Полумуфты соединены µ § болтами из стали Ст3 µ § с метрической резьбой, имеющей наружный диаметр µ § и внутренний µ §. Болты установлены в отверстия с зазором (исполнение 1) на диаметре µ §. Коэффициент трения между фланцами µ §, коэффициент безопасности µ §, коэффициент, учитывающий скручивание при затяжке, µ §. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Исходные данные к задаче 3.4

№ варианта123456µ §446466µ §М12М16М12М18М29М16µ §10,113,8410,115,317,313,84µ §120180120200220180µ §0,120,100,120,20,100,12µ §1,41,31,61,41,51,4µ §1,351,351,351,351,351,35

Задача 3.5

Определить модуль венца зубчатой муфты (рис.3.5).

Рисунок 3.5 ЁC Муфта зубчатая

Муфта передает мощность µ § при частоте вращения µ §. Ширина зубчатого венца µ §, число зубьев муфты µ §, коэффициент динамичности нагрузки µ §, допустимые напряжения смятия µ §. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.5.

Таблица 3.5 ЁC Исходные данные к задаче 3.5

№ варианта123456µ §34,52,557,56,3µ §700400600280420130µ §122025301535µ §304048483856µ §2,11,82,532,83,2µ §201812151820

Задача 3.6

Определить, может ли зубчатая муфта (см. рис. 3.5) передать мощность µ §, если частота вращения соединяемых валов µ §, модуль зубчатого венца муфты µ §, ширина зубчатого венца µ §, число зубьев µ §, коэффициент динамичности нагрузки µ §, допускаемые напряжения смятия µ §. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 ЁC Исходные данные к задаче 3.6

№ варианта123456µ §2,5107,5854µ §210180340210180260µ §436543µ §151225303530µ §383048485656µ §2,133,21,843,5µ §151820202018

Задача 3.7

Втулочно-пальцевая муфта (рис.3.6) имеет характеристики: диаметр расположения пальцев µ §, диаметр пальца µ §, длина пальца µ §, длина втулки µ §, число пальцев µ §. Может ли муфта передать мощность µ § при частоте вращения µ § из условия прочности пальцев на изгиб и резиновых втулок на смятие, если допускаемые напряжения изгиба µ §, смятия - µ §. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.7.

Рисунок 3.6 ЁC Муфта упругая втулочно - пальцевая

Таблица 3.7 ЁC Исходные данные к задаче 3.7

№ варианта123456µ §5819024268140170µ §102430101820µ §195266194247µ §205012054872µ §145093073029501380970µ §410106810µ §154456153640

Задача 3.8

Втулочно-пальцевая муфта (см. рис. 3.6) имеет характеристики: диаметр расположения пальцев µ §, длину пальца µ §, длину втулки µ §, число пальцев µ § и передает при этом мощность µ §, при частоте вращения µ §. Приняв допустимые напряжения изгиба материала пальцев µ § и допустимые напряжения смятия резиновых втулок µ §, определить минимально возможные диаметры пальцев из условия прочности пальцев на изгиб и резиновых втулок на смятие. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.8
Таблица 3.8 ЁC Исходные данные к задаче 3.8

№ варианта123456µ §6814017058190242µ §194247195266µ §153640154456µ §681041010µ §548722050120µ §290013809701450930730

Задача 3.9

Кулачковая сцепная муфта (рис. 3.7) имеет на каждой из полумуфт µ § прямобочных кулачков. Кулачки сверху и снизу очерчены окружностями диаметром µ § и µ §, кулачок выступает над торцом полумуфты на высоту µ §. Рассчитать вращающие моменты, которые сможет передать муфта, из условия прочности кулачков на изгиб и смятие, если: допускаемые напряжения изгиба µ §, допускаемые напряжения на смятие µ §. Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между кулачками µ §. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.9.


Рисунок 3.7 - Кулачковая сцепная муфта


Таблица 3.9 ЁC Исходные данные к задаче 3.9

№ варианта123456µ §130140729519068µ §90120608515050µ §5793117µ §101578207µ §2,532,81,823

Задача 3.10

Рассчитать количество пар поверхностей трения µ § сцепной дисковой фрикционной муфты (рис. 3.8), у которой наружный диаметр поверхностей трения µ §, внутренний - µ § и которая передает мощность µ § при частоте вращения µ §. При расчете принять: допустимое давление на поверхностях трения µ §, коэффициент трения на трущихся поверхностях µ §, коэффициент запаса сцепления µ §. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.10.

Рисунок 3.8 - Муфта фрикционная многодисковая

Таблица 3.10 ЁC Исходные данные к задаче 3.10

№ варианта123456µ §9010012013095120µ §657075706055µ §34,5710515µ §7301460930148018002800Продолжение таблицы 3.10

№ варианта123456µ §, 0,810,70,750,91µ §0,060,080,10,120,090,17µ §1,21,41,31,21,51,1

Задача 3.11

Рассчитать необходимую силу сжатия дисков сцепной фрикционной дисковой муфты (см. рис. 3.8), в которой число поверхностей трения µ §, наружный диаметр поверхностей трения µ §, внутренний - µ §. Муфта передает мощность µ § при частоте вращения µ §. При расчете принять коэффициент трения µ §, коэффициент запаса сцепления µ §. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.11.

Таблица 3.11 ЁC Исходные данные к задаче 3.11

№ варианта123456µ §357957µ §7490851007095µ §386460653565µ §354,57,537,5µ §930740280560720750µ §0,060,090,10,150,080,07µ §1,51,31,41,21,51,6Задача 3.12

Предохранительная муфта со срезающимся штифтом (рис.3.9) имеет характеристики: диаметр штифта с концентратором µ §, количество штифтов µ §, радиус расположения сечений среза штифтов µ §, материал штифта с пределом прочности на срез µ §. Рассчитать вращающий момент, передаваемый муфтой, если коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между штифтами, µ §. Варианты значений переменных данных к задаче представлены в таблице 3.12.

Рисунок 3.9 - Предохранительная муфта со срезающимся штифтом

Таблица 3.12 ЁC Исходные данные к задаче 3.12

№ варианта123456µ §3,44,555,56,37,1µ §123321µ §404458635070µ §200340400430380430µ §11,21,31,31,21


Сборник задач

по дисциплине «Детали машин»

для студентов механических специальностей

Часть 2

Составители:



Лариса Николаевна Новицкая,

Анатолий Васильевич Чумаченко


Редактор Нелли Александровна Хахина
Подп. в печать _____ Формат 60Ч84 1/16

Ризогр. печать. Уч. ЁC изд. л. 2,9 Усл. печ. л. 4



Тираж 250 экз. Заказ №_______
ДГМА. 84313, г. Краматорск, ул. Шкадинова, 72




izumzum.ru