Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям

Электронный
учебно-методический комплекс
ДЕТАЛИ МАШИН
Учебная программа дисциплины
Конспект лекций
Учебное пособие по курсовому проектированию
Учебное пособие к практическим занятиям
Виртуальный лабораторный практикум
Банк тестовых заданий в системе UniTest
Красноярск
ИПК СФУ
2008
УДК 621.81
ББК 34.44
Г15
Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Детали машин»
подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Инновационнообразовательный центр технологий поддержки жизненного цикла и качества продукции», реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г.
Рецензенты:
Красноярский краевой фонд науки;
Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин
Г15
Галибей, Н. И.
Детали машин. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : учеб. пособие к практ.
занятиям / Н. И. Галибей, В. И. Сенькин, В. И. Кулешов. – Электрон. дан.
(7 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – (Детали машин : УМКД № 322-2007 /
рук. творч. коллектива Н. И. Галибей). – 1 электрон. опт. диск (DVD). – Систем.
требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей)
1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 7 Мб свободного дискового пространства ; привод DVD ; операционная система Microsoft Windows 2000 SP 4 /
XP SP 2 / Vista (32 бит) ; Adobe Reader 7.0 (или аналогичный продукт для чтения файлов формата pdf).
ISBN 978-5-7638-1256-5 (комплекса)
ISBN 978-5-7638-1400-2 (пособия)
Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802554
от 01.01.0001 г. (комплекса)
Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Детали машин», включающего учебную программу, конспект
лекций, учебное пособие по курсовому проектированию «Детали машин. Проектирование электромеханического привода», виртуальный лабораторный практикум, контрольно-измерительные материалы «Детали машин. Банк тестовых заданий», наглядное пособие «Детали машин. Презентационные материалы».
Рассмотрены важнейшие задачи, решаемые при курсовом проектировании по
дисциплине «Детали машин», – предварительный расчет и эскизное конструирова-ние
основных деталей редукторов механических систем.
Предназначено для студентов направлений подготовки специалистов 150300.65
«Машиностроение», 150400.65 «Технологические машины и оборудование»,
150500.65 «Прикладная механика» укрупненной группы 150000 «Материаловедение,
металлургия и машиностроение», 190100.65 «Наземные транспортно-технологические
машины и комплексы», 190200.65 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» укрупненной группы «Транспортная техника и технологии».
© Сибирский федеральный университет, 2008
Рекомендовано к изданию
Инновационно-методическим управлением СФУ
Редактор А. А. Гетьман
Разработка и оформление электронного образовательного ресурса: Центр технологий электронного обучения информационно-аналитического департамента СФУ; лаборатория по разработке
мультимедийных электронных образовательных ресурсов при КрЦНИТ
Содержимое ресурса охраняется законом об авторском праве. Несанкционированное копирование и использование данного продукта запрещается. Встречающиеся названия программного обеспечения, изделий, устройств или систем могут являться зарегистрированными товарными знаками тех или иных фирм.
Подп. к использованию 01.10.2008
Объем 7 Мб
Красноярск: СФУ, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79
Оглавление
Введение .......................................................................6
Практическое занятие № 1. Разработка
технического задания ................................................7
Исходные данные для проектирования .................................................... 7
Рекомендации по составлению технического задания .......................... 7
Требования к отчету....................................................................................... 9
Практическое занятие № 2. Техническое
предложение ............................................................. 10
Предварительный подбор передач, передаточных отношений
и КПД привода ............................................................................................... 10
Подбор приводного электродвигателя.................................................... 12
Уточнение передаточных отношений привода ...................................... 15
Определение силовых и кинематических параметров на валах
привода ........................................................................................................... 16
Требования к отчету..................................................................................... 18
Практическое занятие № 3. Конструирование
деталей передач....................................................... 19
Диаметры валов ........................................................................................... 19
Эскизы цилиндрических зубчатых колес ............................................... 23
Эскизы конических зубчатых колес ......................................................... 27
Эскизы червячных колес............................................................................ 28
Требования к отчету..................................................................................... 29
Практическое занятие № 4. Эскизный проект ... 30
Расстояние между деталями ...................................................................... 30
Выбор типа подшипников .......................................................................... 30
Схемы установки подшипников ................................................................ 33
Эскизный проект редуктора ....................................................................... 35
Требования к отчету..................................................................................... 35
Практическое занятие № 5. Анализ передач с
гибкой связью .......................................................... 36
Ременные передачи ..................................................................................... 36
Общие сведения ....................................................................................................... 36
Материалы и конструкции плоских ремней ......................................................... 37
Зубчато-ременная передача ................................................................................... 39
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-3-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Клиноременная и поликлиноременная передачи ............................................... 41
Цепные передачи.......................................................................................... 44
Общие сведения ....................................................................................................... 44
Втулочные цепи........................................................................................................ 44
Роликовые цепи ....................................................................................................... 45
Зубчатые цепи .......................................................................................................... 46
Требования к отчету..................................................................................... 47
Практическое занятие № 6. Отработка
конструкций валов. Расчетные схемы ................ 48
Конструктивные элементы ........................................................................ 48
Примеры конструкций валов ..................................................................... 51
Нагрузки валов .............................................................................................. 55
Материалы для изготовления валов ....................................................... 57
Составление расчетных схем валов ........................................................ 58
Требования к отчету..................................................................................... 60
Практическое занятие № 7. Подбор муфт ........... 61
Общие сведения ........................................................................................... 61
Параметры для выбора муфт ................................................................................ 62
Установка полумуфт на валы .................................................................... 63
Рекомендации по использованию некоторых муфт............................. 63
Требования к отчету..................................................................................... 64
Практическое занятие № 8. Анализ разъемных
и неразъемных соединений ................................. 65
Шпоночные соединения ............................................................................. 65
Шлицевые соединения ............................................................................... 65
Соединение с натягом ................................................................................. 67
Резьбовые соединения ............................................................................... 68
Требования к отчету..................................................................................... 69
Заключение ............................................................... 70
Библиографический список .................................. 71
Основной ........................................................................................................ 71
Дополнительный .......................................................................................... 72
Приложение 1........................................................... 74
Приложение 2........................................................... 75
Приложение 3........................................................... 76
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-4-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Приложение 4........................................................... 78
Приложение 5........................................................... 84
Приложение 6........................................................... 92
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-5-
ВВЕДЕНИЕ
Учебной программой дисциплины «Детали машин» для студентов
направлений подготовки специалистов 150300.65 «Машиностроение»,
150400.65 «Технологические машины и оборудование», 150500.65 «Прикладная
механика», 190100.65 «Наземные транспортно-технологические машины и
комплексы», 190200.65 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и
комплексов» предусмотрено восемь практических занятий в пятом семестре.
Целью практических занятий является приобретение студентами
начальных умений и навыков проектирования и конструирования машинного
агрегата (привода), состоящего из двигателя, передаточного механизма (редуктора), передач или муфт, сообщающих движение от двигателя к редуктору и от редуктора к исполнительному механизму.
Основные компетенции, реализуемые в практических занятиях: способность оценивать социальную значимость и экономическую эффективность проектов (СЛК-3); способность производить расчеты и проектирование
отдельных узлов и устройств систем в соответствии с техническим заданием
(ПКД-2); способность применять современные информационные компьютерные технологии и самостоятельно работать с универсальными программными средствами моделирования, в средах современных операционных систем
и наиболее распространенных программ компьютерной графики (ИК-1); готовность учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий (ОНК-2).
Тематика практических занятий отражает основные этапы курсового
проектирования по дисциплине «Детали машин»: важнейшие задачи, решаемые в курсовом проекте, рассматриваются на практических занятиях в соответствии с количеством часов, выделяемых на самостоятельную работу студента в учебной программе дисциплины. В связи с этим в пособии рассматриваются следующие вопросы: разработка технического задания и технического предложения; кинематический расчет привода и предварительный подбор электродвигателя и передач привода; конструирование типовых деталей
передач: валов, зубчатых, конических и червячных колес; разработка эскизного проекта: схемы компоновки, выбор типа и схемы установки подшипников; основные виды передач c гибкой связью: ременные (плоскоременные,
клиноременные, поликлиноременные и зубчато-ременные) и цепные передачи (втулочные, роликовые и зубчатые), выбор муфт.
В качестве объекта проектирования принимается однодвигательный
привод с асинхронным электродвигателем. Входное звено исполнительного
механизма машинного агрегата и рекомендуемая кинематическая схема привода указываются в техническом задании на проектирование.
График выполнения практических занятий приведен в прил. 6.
Отчеты по практическим занятиям оформляются в соответствии с требованиями СТО 4.2-07–2008.
Трудоемкость практических занятий составляет 0,473 зачетной единицы (17 часов).
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-6-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1
РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
Исходные данные для проектирования
Студенту выдается бланк-задание кафедры «Проектирование и экспериментальная механика машин» (ПиЭММ), содержащий кинематическую
схему привода, мощность и угловую скорость выходного вала, расчетный
срок службы привода. Образец бланка-задания приведен в прил. 1.
На кинематической схеме задаются типы зубчатых передач редуктора
(цилиндрические: прямозубые, косозубые и шевронные; конические; червячные; планетарные) и гибкой связи. Если в бланке-задании не оговаривается
тип ременной передачи (плоским ремнем, нормальным или узким клиновым
ремнем, зубчатым ремнем) или цепной (зубчатой, роликовой, втулочной), то
студент должен выбрать его самостоятельно.
Выходным на схеме является вал (возможны два выходных вала), непосредственно через цепную передачу или через муфту вращающий рабочий
орган исполнительного механизма.
В бланке-задании не указывается тип приводного двигателя. По умолчанию принимается асинхронный электродвигатель серии АИР. Для некоторых типов исполнительного механизма возможно применение регулируемого
привода с использованием электродвигателя постоянного тока, асинхронного
частотно-регулируемого электродвигателя, гидравлического двигателя, двигателя внутреннего сгорания. Применение регулируемого привода в курсовом проекте выполняется в рамках НИРС.
Рекомендации по составлению технического задания
В курсовом проекте по дисциплине «Детали машин» рекомендуется
использовать упрощенный вариант построения, изложения и оформления
технического задания, в котором лишь частично используются положения
ГОСТ 15.001–73.
Форма и содержание технического задания (ТЗ) на курсовое проектирование приведены в прил. 2. Техническое задание разрабатывается студентом по материалам кафедры ПиЭММ и утверждается преподавателем.
Необходимые стадии разработки и сроки выполнения курсового проекта приведены в графике учебного процесса (прил. 6).
Ниже приведены рекомендации по содержанию разделов ТЗ на курсовое проектирование.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-7-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
Рекомендации по составлению технического задания
Наименование, условное обозначение и область применения объекта проектирования (ОП). Наименование ОП записывается в соответствии
с выданным бланком, на котором приведена схема и исходные данные для
проектирования привода.
Условное обозначение ОП выполняется в соответствии с СТП КГТУ
3.1-07. Например, для студентов специальности 220300 (САПР) дневной
формы обучения (ДФ) курсовой проект (К) по заданию № 10 варианта 01
кафедры ПиЭММ (шифр 13.09) обозначается
13.09 ДФ2203 К 10 01 00 00 00.
При записи области применения ОП указывают отрасль (автомобильный транспорт, горные машины, литейное производство и т. д.).
Наименование документа, на основании которого разрабатывается
ОП. Указывается: «Задание кафедры ПиЭММ, выданное ... (дата)».
Эксплуатационное и функциональное назначение ОП. Указывается
технологическое назначение машинного агрегата.
Требования и нормы, определяющие показатели качества ОП:
1. Наименование, число и назначение основных составных частей приводятся в соответствии с бланком-заданием.
2. Масса подсчитывается по данным каталогов, справочников, аналогов. Цифра записывается после слова «не более».
3. Требование к взаимозаменяемости составных частей приводится
в соответствии с дополнительными требованиями бланка-задания. Могут
быть авторские (составителя задания) требования, не противоречащие бланку-заданию.
4. Основные параметры ОП: передаваемая мощность, КПД, частота
вращения (скорость перемещения) выходного звена.
5. Требования к долговечности, безотказности и ремонтопригодности. Указывается требуемый расчетный ресурс (час), минимальное значение
показателя наработки на отказ (час) по самому слабому элементу привода,
время, которое может быть затрачено (максимально) на поиск и устранение
неисправности.
6. Требования к производственной технологичности. Указывается тип
производства разрабатываемого привода (единичное, мелкосерийное, серийное).
7. Показатели уровня унификации и стандартизации:
коэффициент стандартизации – не менее 40–60 %;
коэффициент унификации по числу деталей – не менее 40–60 %.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-8-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
Рекомендации по составлению технического задания
8. Требования к обеспечению безопасности в эксплуатации, допустимый уровень вибрации и шума:
открытые вращающиеся элементы привода должны быть закрыты
кожухами;
виброскорость в зоне опор редуктора – не более 0,45 мм/с;
уровень звукового давления – не более 85 дБ.
9. Требования технической эстетики и эргономические требования.
Указываются требования к гармоничности форм элементов привода, к его
внешнему виду, в том числе покрытию поверхностей.
10. Требования к составным частям ОП. Указываются: тип двигателя,
желательный тип открытой передачи (муфты), тип рамы, требования к допустимому усилию на регулировочных механизмах и другие требования.
11. Климатические условия эксплуатации. Указывается температура
и влажность окружающего воздуха (пределы).
Лимитная цена не оговаривается.
Приложения: справочные материалы, каталоги (база данных) выпускаемых двигателей, редукторов, учебная и научная литература.
Требования к отчету
Отчет по практическому занятию оформляется согласно СТО 4.2-07–2008 и
включается в расчетно-графическое задание № 1.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-9-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2
ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
Расшифровка типов зубчатых передач и передач гибкой связью, а также типа приводного двигателя является первым шагом в разработке технического предложения. В состав технического предложения входит также кинематический расчет привода, предусматривающий предварительный подбор
передач, передаточных чисел и КПД привода, подбор двигателя, уточнение
передаточных чисел, определение частоты вращения, мощности и крутящих
моментов на валах привода.
Предварительный подбор передач,
передаточных отношений и КПД привода
При выборе типа закрытых зубчатых передач (прямозубые, косозубые,
шевронные, конические с прямым и круговым зубом), если это не оговаривается в бланке-задании, руководствуются следующими соображениями. Косозубые цилиндрические и конические с круговым зубом передачи обладают
по сравнению с прямозубыми (при одинаковых передаваемых нагрузках)
меньшими размерами и массой, вызывают меньшую вибрацию и шум, обеспечивают большую плавность в работе привода. При средней точности изготовления косозубые передачи могут заменить высокоточные прямозубые передачи.
Недостатком косозубых цилиндрических передач является возникновение осевых составляющих усилия в зацеплении, которые нагружают изгибающими моментами валы, подшипниковые опоры и корпусные детали
привода. При увеличении угла наклона линии зуба β свыше 15º возрастают
габариты опор. При изготовлении корпусных деталей редуктора из алюминиевых и магниевых сплавов применение косозубых цилиндрических передач в таком редукторе, как правило, не оправдано.
При выборе типа ременных передач (плоским ремнем, нормальным или
узким клиновым ремнем, зубчатым ремнем) прежде всего необходимо решить, допускается или нет пробуксовка ремня. Если буксование недопустимо, то следует использовать передачу зубчатым ремнем. Из ременных передач, в которых может происходить пробуксовка, более компактные – клиноременные. Для высокоскоростных передач следует использовать плоскоременную передачу с пленочным синтетическим ремнем. Плоскоременные передачи прорезиненным ремнем целесообразно использовать в приводах конвейеров и других агрегатов средней и большой мощности.
После выбора типов передач необходимо составить структурную схему
привода, в которой указать типы применяемых преобразователей, их количество и способы соединения. Структурная схема дает наглядное представле Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-10-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
Предварительный подбор передач, передаточных отношений и КПД привода
ние о передаче энергии от двигателя к рабочему органу, а также о преобразовании механических параметров движения (перемещении, скорости, ускорении) и нагрузки (крутящих моментов, сил).
Таблица 2.1
Рекомендуемые значения передаточных отношений редуцируемых передач
Вид передачи
Зубчатая цилиндрическая закрытая:
тихоходная ступень во всех редукторах (iт)
Твердость
зубьев
Передаточное отношение i
рекомендуемое
предельное
≤ 350 НВ
40–56 НRC
56–63 HRC
2,5–6,3
2,5–5,6
2–4,5
7,1
6,3
5,6
быстроходная ступень в редукторах по развернутой схеме (iб)
≤ 350 НВ
40–56 HRC
56–63 HRC
3,15–6,3
3,15–5,6
2,5–4,5
8
7,1
6,3
быстроходная ступень в соосном
редукторе (iб)
≤ 350 НВ
40–56 HRC
56–63 HRC
4–7,1
4–6,3
3,15–5,6
10
9
8
Зубчатая открытая
Коробка передач
Коническая зубчатая:
закрытая
открытая
Червячная закрытая
Цепная
Ременная
≤ 350 НВ
Любая
4–10
1–2,5
25
3,15
≤ 350 НВ
≥ 40 HRC
≤ 350 НВ
–
–
–
1–4,5
1–4
2–4,5
8–63
1,5–5
1,2–4
6,3
5
8
80
10
5
Значения коэффициентов полезного действия
Тип элементов кинематической цепи
Зубчатая передача (с опорами):
цилиндрическая
коническая
Планетарная передача:
одноступенчатая
двухступенчатая
Червячная при передаточном отношении:
свыше 30 (однозаходный червяк)
свыше 14 до 30 (двухзаходный червяк)
свыше 8 до 14 (четырехзаходный червяк)
Ременные передачи (все типы)
Цепная передача
Муфта соединительная
Подшипники качения (пара)
Таблица 2.2
КПД
Закрытая передача Открытая передача
0,96–0,98
0,95–0,97
0,92–0,94
0,91–0,93
0,9–0,95
0,85–0,9
–
–
0,7–0,8
0,75–0,85
0,8–0,9
–
0,94–0,96
–
–
–
0,94–0,96
0,92–0,95
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
0,98
0,99
-11-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
Предварительный подбор передач, передаточных отношений и КПД привода
Предварительные значения передаточных отношений редуцируемых
передач можно назначать в соответствии с табл. 2.1, значения КПД приведены в табл. 2.2 [2, с. 7].
Общее передаточное отношение привода (предварительное) iпр′ определяется как произведение передаточных отношений передач, при последовательном их соединении в кинематической цепи:
′ = i1 i2 i3 … in,
iпр
(2.1)
где n – количество передач.
Общий КПД привода для последовательно соединенных передач определяется как произведение КПД отдельных передач:
ηпр = η1 η2 η3 … ηn.
(2.2)
Если на данном этапе работы затруднительно определить КПД червячi
ной передачи, то предварительно можно принять η = 0,95 (1 –
).
200
Подбор приводного электродвигателя
Для подбора электродвигателя определяют его требуемую мощность
и частоту вращения вала.
Потребляемую мощность привода Pвых (мощность на выходном валу
агрегата, кВт) задается в бланке-задании. Если Pвых не задана, то ее можно
определить в зависимости от исходных данных по формулам:
Pвых = Ftv/103,
(2.3)
где Ft – окружная сила на кривошипе, барабане ленточного или звездочке
цепного конвейера, Н; сила, приложенная к поступательно движущемуся
рабочему органу, H; v – скорость движения ленты или цепи рабочего органа,
м/с;
Pвых = Твыхωвых/103,
(2.4)
где Твых – крутящий момент на выходном валу, Н · м; ωвых – угловая скорость
выходного вала, об/с.
Тогда требуемая мощность электродвигателя
′ = Pвых/ηпр.
Рдв
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
(2.5)
-12-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
Подбор приводного электродвигателя
В прил. 3 и прил. 4 приведены характеристики основных типов короткозамкнутых асинхронных электродвигателей серии АИР с мощностью до 30
кВт в соответствии с ГОСТ 12139–84. Буквами Тном, Тпуск, Тmax обозначены
развиваемые двигателями крутящие моменты: соответственно номинальный,
пусковой и максимальный.
Как видно из прил. 3, одной и той же мощности Pдв соответствуют
двигатели с различной синхронной частотой вращения nс (3000, 1500, 1000,
750 об/мин).
Поскольку обозначение типов двигателей в большинстве случаев
не определено стандартом, то можно привести только его общую структуру.
Условное обозначение типа асинхронного двигателя состоит из буквенных и цифровых символов, расположенных в следующем порядке:
базовое обозначение – это сочетание символов, определяющих серию,
высоту оси вращения, число полюсов. Например: АИР100L4, где АИ – обозначение серии, Р – вариант привязки мощности к установочным размерам,
100 – высота вращения оси, L – установочный размер по длине станины,
4 – число полюсов;
основное обозначение – это сочетание базового обозначения с видом
защиты и охлаждения, с электрической и конструкторской модификацией, со
специализированным исполнением и исполнением по условиям окружающей
среды. Например: АИРБС100L4НПТ2, где АИР100L4 – базовое обозначение,
Б – закрытое исполнение с естественным охлаждением, С – с повышенным
скольжением, Н – малошумные, П – с повышенной точностью установочных
размеров, Т – для тропического климата, 2 – категория размещения.
В учебных заданиях и курсовых проектах в обозначении двигателей
достаточно ограничить число составляющих указанием базового обозначения
и исполнения по способу монтажа двигателя и конца вала. Например:
АИР100L4, IM2081.
Структура условного обозначения конструктивного исполнения и способа монтажа двигателя (IM2081) установлена ГОСТ 2479–79 и состоит из
латинских букв IM и цифр, которые обозначают следующее:
1-я – конструктивное исполнение (на лапах, без лап, специальное
исполнение и т. д.);
2-я и 3-я – способ монтажа и направление конца вала (отражает пространственное положение корпуса и вала машины и конструктивные особенности крепления корпуса);
4-я – количество и исполнение концов валов (цилиндрический, коничес-кий, фланцевый и т. д.).
Например, IM2081 включает условные обозначения:
2 – машина на лапах с подшипниковыми щитами, с фланцем на подшипниковом щите;
0 – машина с двумя подшипниковыми щитами на лапах;
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-13-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
Подбор приводного электродвигателя
8 – машина может работать при любом направлении валов;
1 – с одним цилиндрическим концом вала.
Обозначения двигателей (прил. 3 и прил. 4) содержат две или три цифры, после которых приведены латинские буквы, например: 90L, 100S, 112M.
Цифрами обозначен размер h – высота оси вала от опорной поверхности лапок двигателей. Рекомендуют выбирать электродвигатель с меньшим числом
в обозначении (с меньшей высотой h): масса, размеры, стоимость такого двигателя меньше.
При выборе Рдв допускается перегрузка до 8 % при постоянной и до
12 % при переменной нагрузках.
Требуемую частоту вращения вала электродвигателя определяют по
формуле
′ ,
nдв = nвых iпр
(2.6)
где nвых = 60ωвых /2π – частота вращения выходного вала привода.
′ ) по завиЕсли при определении общего передаточного отношения ( iпр
симости (2.1) для каждого i устанавливался диапазон из рекомендуемых
чисел передаточных отношений, то по выражению (2.6) получим некоторый
′ .
диапазон возможных значений nдв
С уменьшением синхронной частоты вращения растут габаритные
размеры двигателя, его масса и стоимость. С другой стороны, если принять
двигатель с высокой частотой вращения, т. е. минимальных габаритов
и стоимости, то придется выполнять передачи с максимальным передаточным отношением, что увеличит размеры, массу и стоимость привода. Если
частота вращения выходного вала привода выше 300 об/мин, то целесообразно для одноступенчатых редукторов выбирать электродвигатель с синхронной частотой 3000 об/мин.
Исследования [1] показывают, что минимальные значения массы
и стоимости привода с цилиндрическими, коническими и червячными редукторами получают при выборе электродвигателя с синхронной частотой
1500 об/мин. Для приводов с червячными редукторами и ременной передачей
оптимальная синхронная частота вращения вала электродвигателя –
1000 об/мин. Двигатели с низкой синхронной частотой вращения
(nс ≤ 750 об/мин) применять в приводах малой мощности нежелательно.
Для определения асинхронной, т. е. номинальной частоты вращения
вала электродвигателя используют зависимость
nн = nс(1 – 0,01S),
(2.7)
где nс – синхронная частота (см. прил. 3); S – коэффициент скольжения
ротора (%) относительно поля статора при номинальной нагрузке.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-14-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
Уточнение передаточных отношений привода
Уточненное суммарное передаточное отношение привода определяют
по зависимости
iпр = nн /nвых.
(2.8)
Полученное расчетом общее передаточное отношение iпр распределяется между редуктором и другими передачами, между отдельными ступенями
редуктора.
Если в кинематической схеме привода кроме редуктора имеется цепная
или ременная передача, то разбивка передаточного отношения между редуктором и гибкой связью может выполняться двумя вариантами:
1) предварительно назначенное передаточное отношение для передач
гибкой связью iг не изменяют, а уточняют передаточное отношение редуктора
iред = iпр / iг ;
(2.9)
2) предварительно назначенное передаточное отношение для редуктора
не изменяют, а уточняют передаточное отношение передачи гибкой связью
iг = iпр / iред.
(2.10)
Второй вариант предпочтительнее, так как дает меньшую погрешность
по выходным параметрам.
Передаточные отношения по ступеням редуктора
Редуктор
Таблица 2.3
Передаточное отношение
iб
iт
Двухступенчатый развернутый
iред / iт
0,88 iред
Двухступенчатый соосный
iред / iт
0,95 iред
Двухступенчатый соосный с внутренним зацеплением
2 3 iред
iред / iб
Коническо-цилиндрический
iред / iт
1,1 iред
1,6–3,15
iред / iб
4
iред /6,3
10
iред /4
6,3
0,1 iред
Цилиндрическо-червячный
Планетарный двухступенчатый:
iред ≤ 25
25 < iред ≤ 63
iред ≥ 63
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-15-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
Уточнение передаточных отношений привода
Если в схеме привода отсутствует ременная или цепная передача, то
передаточное отношение редуктора iред = iпр.
Передаточные отношения быстроходной iб и тихоходной iт ступеней
двухступенчатых редукторов определяют по соотношениям табл. 2.3 [2, c. 9].
Передаточные отношения закрытых передач согласовывают со стандартными значениями:
для цилиндрических зубчатых передач по ГОСТ 2185–66:
1-й ряд – 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10;
2-й ряд – 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0;
для конических зубчатых передач по ГОСТ 12289–76:
1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,3;
для червячных передач по ГОСТ 2144–76:
1-й ряд – 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80;
2-й ряд – 9; 11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35,5; 45; 56; 71.
После назначения передаточных отношений по передачам проверяют
общее действительное передаточное отношение привода. Отклонение от
требуемого общего передаточного отношения iпр не должно превышать ± 5
%.
Определение силовых и кинематических параметров
на валах привода
Следует уточнить общее количество валов в схеме привода. Первым
валом будем считать вал электродвигателя с частотой вращения nн. Частота
вращения второго и последующего валов уменьшается пропорционально
передаточному отношению передачи между валами. Последний вал привода
должен иметь частоту вращения nвых.
После определения передаточных отношений ступеней редуктора
вычисляют частоты вращения, мощности и вращающие моменты на валах
передачи.
Частота вращения первого вала редуктора, если в приводе есть
ременная передача (передаточное отношение iг):
n2 = n1 / iг.
(2.11)
Если в заданной схеме нет ременной передачи, то частота вращения
первого (входного) вала редуктора равна частоте вращения вала электродвигателя.
Частота вращения второго (промежуточного) вала
n2 = n1 / iб.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
(2.12)
-16-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
Определение силовых и кинематических параметров на валах привода
Частота вращения выходного (тихоходного) вала привода с тремя передачами
n3 = n2 / iт.
(2.13)
Частота вращения ведомого вала цепи
n4 = nц = n3 / iц = nвых.
(2.14)
Вращающий момент на входном валу привода (валу электродвигателя)
вычисляют по формулам
Т1 = 9550
или
Рдв
nн
=
Т1дв Р ⋅ 10н3ω/
,
(2.15)
где ωн = 2πnн/60.
Если в приводе есть ременная передача, то вращающий момент на втором валу (быстроходном валу редуктора)
Т2 =
р Т
р1i η ,
(2.16)
где iр и ηр – передаточное отношение и КПД ременной передачи.
Если ременной передачи нет, а есть цепная передача, то момент на быстроходном валу редуктора (первый вал) равен вращающему моменту на валу электродвигателя.
Дальнейший расчет ведут с учетом передаточного отношения и КПД
пары, передающей движение с вала на вал, т. е.
Т2 =
б Т
б1i η ,
Т3 =
т Т
т 2i η
(2.17)
и т. д.
Таблица 2.4
Результаты кинематического расчета
Номер
вала
1
2
3
4
n, об/мин
ω, об/с
P, кВт
Т, Н·м
i1 /η 1
i2 /η 2
*******
*******
*******
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
i3 /η 3
*******
*******
*******
-17-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
Определение силовых и кинематических параметров на валах привода
Для систематизации и контроля расчетных параметров целесообразно
заготовить таблицу (матрицу), число строк в которой равно общему числу
валов (табл. 2.4).
В первой строке табл. 2.4 последовательно записывают числовые
значения:
n1 = nн; ω1 = πn1 / 30; Р1 = Рдв; Т1 = Р1·103/ω.
Во второй строке последовательно записывают:
n2 = n1 / i1; ω2 = ω1 / i1; Р2 = Р1η1; Т2 = Р2 /ω2.
Аналогичным образом заполняют последующие строки таблицы.
В правой части таблицы записывают дроби, в которых числитель –
передаточные отношения, знаменатель – КПД отдельных передач.
Используя вышеприведенные зависимости, вычисляют и заполняют все
ячейки табл. 2.4. В последней строке значения мощности Р и угловой скорости ω должны соответствовать приведенным в бланке-задании. Допускаемые
отклонения не должны превышать вышеуказанных (ω – не более 5 %, Р –
не более 10 %).
Требования к отчету
Отчет по практическому занятию оформляется согласно СТО 4.2-07–2008 и
включается в расчетно-графическое задание № 1.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-18-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3
КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ
Диаметры валов
Диаметры различных участков валов редукторов определяют по формулам
[2, с. 45]:
для быстроходного (входного) вала (рис. 3.1, а)
d ≥ ( 7 − 8 ) 3 Tб ; d п ≥ d + 2tцил или d п ≥ d + 2tкон ;
d БП ≥ d п + 3r ,
где Тб – вращающий момент на быстроходном валу; dп – диаметр участка
вала под подшипник качения с приращением для цилиндрического tцил и конического tкон выходных концов вала; dБП – диаметр буртика (упорного участка вала или заплечика) для подшипника качения, с учетом минимального
приращения 3r;
для промежуточного вала (рис. 3.1, б)
d=
(6 − 7) 3 Tпр , d=
d к − 3r ,
к
п
d БП ≥ d п + 3r , d БК ≥ d к + 3 f ,
где Тпр – вращающий момент на промежуточном валу; dк – диаметр участка
вала под колесом; dБК – диаметр буртика упорного участка вала для колеса
передачи, с учетом минимального приращения 3f;
для тихоходного (выходного) вала (рис. 3.1, в)
d ≥ (5 − 6)
3
Tт ,
d п ≥ d + 2tцил или d п ≥ d + 2tкон ;
d БП ≥ d п + 3r , d к ≥ d БП , d БК ≥ d к + 3 f ,
где Тт – вращающий момент на тихоходном валу;
для червячного вала (рис. 3.1, г) диаметры участков вала определяются
аналогично, но для подшипников червяка необходимо предусмотреть зазор
2,3а (см. практическое занятие № 4).
Бόльшие значения диаметров принимают для валов на роликоподшипниках, для валов шевронных передач и промежуточных валов двухступенчатых передач. Вычисленные значения диаметров округляют в ближайшую
сторону до стандартных размеров.
Если быстроходный вал приводится во вращение валом электродвигателя через стандартную муфту, то его диаметр согласуется с диаметром вала
электродвигателя d1, т. е. d = (0,8–1,2)d1.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-19-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ
Диаметры валов
dр
≈ 0,15d
l2
а
tцил
f
dБП
dБК
dк
r
tцил
dБП
lр
l1
r
tкон d
1:10
dр
d
dп
dБП
dк
dБП
r
dп
б
dп
≈ 0,15d
lст
l2
da2mах
l1
lр
в
2,3а
2,3а
dп
dп
1:10
d
dБП
dп
tкон
dБП
dп
r
l2
l1
г
Рис. 3.1
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-20-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ
Диаметры валов
l1
lр
dр
≈0,15d
t
d2
0,4dп
dп
1,2mte
0,5C
C
l2
d
d1
б
H
mte
dБП
C
0,5C
a2
0,4mte
0,5mte
lст
l
90º
0,5b′
b′
de2
a1
δ1
d
de2
δ2
O
1,2mte
а
Рис. 3.2
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-21-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ
Диаметры валов
Рекомендуемые значения приращений в зависимости
от диаметра посадочной поверхности d
Таблица 3.1
Рекомендуемые значения приращений
Параметр
Диаметр посадочной поверхности d
17–22 24–30 32–38 40–44 45–50 52–58 60–65 67–75 80–85 90–95
tцил
3,0
3,5
3,5
3,5
4,0
4,5
4,6
5,1
5,6
5,6
tкон
1,5
1,8
2,0
2,3
2,3
2,5
2,7
2,7
2,7
2,9
r
1,5
2
2,5
2,5
3,0
3,0
3,5
3,5
3,5
4,0
f
1,0
1,0
1,2
1,2
1,6
2,0
2,0
2,5
2,5
3,0
Чтобы поверхности вращающихся колес не задевали за внутренние
поверхности стенок корпуса и другие детали, между ними оставляют зазор.
Так, в червячном редукторе (рис. 3.1, г) между наружным кольцом подшипника качения и наибольшим диаметром колеса da2max предусмотрен зазор
2,3а, где а – расстояние между внутренней поверхностью стенки корпуса и
крайней точкой колеса.
Высоту tцил (tкон) заплечика выходного конца вала, координату r фаски
подшипника и размер f фаски колеса принимают в зависимости от диаметра
посадочной поверхности d (табл. 3.1).
Размеры длин отдельных участков валов (рис. 3.1) можно принять
ориентировочно:
l1 ≈ 1,2d; l2 ≈ 1,25dп;
На рис. 3.2 приведены основные размеры конической шестерни. Диаметры отдельных участков вала шестерни определяют по соотношениям
(рис. 3.2, a)
= d п + 3r ,
d ≥ 8 3 Tб ; d1= d + 2t , d п ≥ d 2 ; d БП
где Тб – вращающий момент на валу-шестерне, Н·м; dп и r – внутренний
диаметр и координата фаски подшипника.
Вершины (диаметры) делительных конусов dе1 и dе2 и углы конусов δ 1
и δ 2 шестерни и колеса сходятся в полюсе О пересечения осей колес. Конструкцию вала в месте расположения шестерни и расстояние между подшипниковыми опорами с диаметром dп ≥ 1,3a1 определяют из условия обеспечения необходимой жесткости в узле. В качестве рекомендуемого значения
принимается большее из двух значений а2 ≈ 2,5а1 или а2 ≈ 0,6l. При больших
передаточных отношениях коническая шестерня получается малых размеров
и не удается создать (в зависимости от внешнего окружного модуля передачи) упорный буртик с размерами 0,5mte и 0,4mte (рис. 3.2, а). В этом случае
буртик конструируют так, как показано на рис. 3.2, б.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-22-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ
Эскизы цилиндрических зубчатых колес
На рис. 3.3 показаны простейшие формы колес, изготавливаемых в
единичном и мелкосерийном производстве.
b2
f×45o
b2
αф
S
S
f×45
o
1–2 мм
b2
d
dст
da
da
f×45o
lст = b2
lст = b2
а
lст
б
b2
в
Рис. 3.3
b2
f×45o
f×45o
1–2 мм
S
S
γ
R
С
γ
а
R
С
R
d
dст
R
б
γ
lст
lст = b2
Рис. 3.4
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-23-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ
Эскизы цилиндрических зубчатых колес
С
а
b2
f×45º
S
f
S
b2
С
R
R
R
б
R
γ
dст
γ
lст
d
d
lст = b2
f
b2
b2
f
S
γ
S
γ
в
R
С
R
г
R
С
γ
d
dст
γ
lст = b2
lст
Рис. 3.5
При небольших диаметрах колес их изготавливают из прутка, при
больших диаметрах заготовки получают свободной ковкой с последующей
токарной обработкой. Для уменьшения объема точной обработки на дисках
колес выполняют выточки (рис. 3.3 б, в). При диаметрах da < 80 мм выточки
не делают (рис. 3.3, а).
При годовом объеме выпуска колес 50 шт. заготовки получают ковкой
в односторонних штампах. Форма подобных колес показана на рис. 3.4. При
годовом объеме выпуска колес более 100 шт. применяют двухсторонние
штампы. Форма таких колес показана на рис. 3.5, а, б.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-24-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ
Эскизы цилиндрических зубчатых колес
b2+а
0,5b2
αф
b2+а
а
f×45º
0,5b2
а
αф
С
R
S
γ
S0
б
Sв
h
f×45º
R
γ
C
γ
lст
d
S0
Sв
t
R
С
а
в
Рис. 3.6
Для улучшения условий пластического деформирования выполняют
выемки в колесах, типы которых представлены на рис. 3.5, в, г. В этом случае
принимают радиусы закруглений R ≥ 20 мм, штамповочные уклоны γ ≥ 12º,
толщину диска C ≈ 0,5b2. Тонкими линиями на рис. 3.5 показана заготовка
колеса после штамповки.
Шевронные колеса (рис. 3.6) имеют увеличенную ширину и канавку по
середине. Для снижения расхода высококачественной стали, колеса делают
составными, на центр, выполненный из углеродистой конструкционной
стали, напрессовывают зубчатый венец из легированной стали (рис. 3.6, б).
На рис. 3.6, в показано составное колесо с двумя зубчатыми венцами.
Конструктивные элементы колес. Длина ступицы
lст = (0,8–1,5)d.
При длине посадочного отверстия колеса большей ширины зубчатого
венца (lcт > b2) выступающие части ступицы располагают по направлению
действия осевой силы Fa в зацеплении.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-25-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ
Эскизы цилиндрических зубчатых колес
Диаметр dcт назначают в зависимости от материала ступицы:
для стали
dcт = (1,5–1,55)d;
для чугуна
dcт = (1,55–1,6)d;
для легких сплавов
dcт = (1,6–1,7)d.
Величину торцов зубчатого венца вычисляют по формуле
S = 2,2m + 0,05b2,
где m – модуль зацепления, мм.
Фаски на торцах зубчатого венца
f = (0,5–0,6)m.
Полученное значение округляют в зависимости от диаметра колес:
d 20–30 30–40 40–50 50–80 80–120 120–150 150–250 250–500
f
1,0
1,2
1,6
2,0
2,5
3,0
4,0
5,0
Острые кромки на торцах ступицы притупляют.
Шевронные зубчатые колеса имеют свои конструктивные особенности
(см. рис. 3.6).
Ширину а, мм, канавки для выхода червячной фрезы определяют
в зависимости от модуля m, мм:
m
2
2,5
3
3,5
4
5
6
7
8
10
a
32
38
42
48
53
60
67
75
85
100
Размеры, мм, остальных конструктивных элементов шевронных колес
вычисляют по следующим формулам:
lcт = b2 + a; C = (0,3–0,35)·(b2 + a); S = 2,2m + 0,05(b2 + a);
h = 2,5m; Sb ≈ 6m; So = (1,0–1,1)Sb; t = 0,35Sb ≥ 3.
Для снижения расхода высококачественной стали, колеса иногда делают составными (рис. 3.6, б, в).
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-26-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ
Эскизы конических зубчатых колес
Конструкции конических зубчатых колес с внешним диаметром вершин зубьев dae ≤ 120 мм показаны на рис. 3.7, а, б.
При угле делительного конуса δ ≤ 30º колеса выполняют по рис. 3.7, а,
при угле δ ≤ 45º – по рис. 3.7, б. Размеры dcт и lcт определяют по соотношениям
dcт = (1,5–1,7)d; lcт = (1,2–1,4)d.
f
S
f
S
dae
dae
1,2mte
d
d
dст
δ
dст
δ
lст
lст
δ ≤ 30º
δ ≥ 45º
а
б
f ≈ 0,5mte
f
S
S = 2,5mte + 2
b
δ
δ = 0,6b
С = (0,3–0,4)b
≥ 1,2mte
1–2 мм
dae
С
R
1–2 мм
R
R≥6
lст
в
dст
d
γ
lст
г
Рис. 3.7
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-27-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ
Эскизы конических зубчатых колес
На рис. 3.7, в, г показаны конические колеса при внешнем диаметре
вершин зубьев dae > 120: по рис. 3.7, в конструируют колеса при единичном
и мелкосерийном производстве; по рис. 3.7, г конструируют колеса при
крупносерийном производстве.
Эскизы червячных колес
С целью экономии дорогостоящих материалов червячные колеса изготавливают составными: центр – из чугуна или стали, зубчатый венец –
из бронзы или латуни.
а
б
Рис. 3.8
b2
damax2
A
f
A–A
dст
d0
dотв
dа2
A
b = (0,4–0,5)b2
Рис. 3.9
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-28-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3 КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ
Эскизы червячных колес
Конструкция червячного колеса и способ соединения венца с центром
зависят от объема выпуска. При единичном и мелкосерийном производстве
и небольших размерах колес ( d amax 2 < 300 мм) зубчатые венцы соединяют
с центром посадкой с натягом (рис. 3.8). В соединениях с небольшим натягом
в стык зубчатого венца и центра устанавливают винты (рис. 3.8, б).
При больших размерах колес ( d amax 2 ≥ 400 мм) крепление венца к центру выполняют болтами, поставленными без зазора (рис. 3.8, а).
Основные конструктивные элементы червячных колес следует принимать такими же, как для цилиндрических зубчатых колес.
При серийном производстве (годовой объем выпуска – более 100 шт.)
экономически выгоднее применять наплавленный венец. Конструктивные
варианты исполнения наплавленных венцов показаны на рис. 3.9.
Требования к отчету
Отчет по практическому занятию оформляется согласно СТО 4.2-07–2008 и
включается в расчетно-графическое задание № 2.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-29-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4
ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ
После выполнения расчетов по определению межосевых расстояний,
размеров колес и червяков приступают к разработке конструкции редуктора.
Первым этапом конструирования является разработка эскизного проекта,
которая включает: определение расстояний между деталями, выявление ориентировочных диаметров ступеней валов, выбор типов подшипников и схем
их установки, составление компоновочных чертежей редукторов и приводов.
Расстояние между деталями
На рис. 4.1 представлены схемы размещения деталей в корпусе редукторов: а – цилиндрического; б – цилиндрического двухступенчатого; в –
цилиндрического соосного; г – конического. Условные обозначения на
рис. 4.1: а – зазор между деталями и стенками корпуса, b0 – расстояние между дном корпуса и поверхностью колес или червяка, с – расстояние между
торцевыми поверхностями колес двухступенчатых редукторов, ls – расстояние между зубчатыми колесами в двухступенчатых соосных редукторах, В1 и
В2 – ширина 1-го и 2-го подшипника [2, с. 48].
На рис. 4.2 приведена компоновочная схема червячного редуктора, где
D – наружный диаметр подшипника, который принимается больше da1.
Зазор между деталями и стенками корпуса определяется по формуле
а ≈ 3 L + (3–5),
где L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач, мм.
Выбор типа подшипников
На рис. 4.3 представлены типы подшипников: а – шариковый радиальный; б – шариковый двухрядный сферический; в – роликовый радиальный;
г – шариковый радиально-упорный; д – роликовый радиально-упорный; е –
шариковый упорный.
Выбор типа подшипника зависит от вида редуктора. Для опоры валов
редукторов с цилиндрическими прямозубыми колесами чаще всего используют шариковые радиальные подшипники (рис. 4.3, а) легкой серии. Если
при последующих расчетах грузоподъемность подшипника окажется недостаточной, применяют подшипники последующих серий большей грузоподъемности.
В цилиндрических редукторах с косозубыми колесами применяют
шариковые радиально-упорные подшипники (рис. 4.3, г), а при больших
нагрузках и размерах редукторов – конические роликовые (рис. 4.3, д).
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-30-
a
a
a
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4 ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ
Выбор типа подшипников
a
a
a
b0
b0
a
L
a
a
с
a
a
L
а
б
a
a
a
d2
a
a
L
b0
b0
a
ls
a
a
a
А
a a
B1 B2
А
a
ls
L ≈ 1,5d2
в
г
Рис. 4.1
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-31-
a
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4 ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ
Выбор типа подшипников
a
a
dк
d amax 2
a
lст
D
b0
da1
a
a
lст ≈ 1,2d
D
a
Рис. 4.2
а
б
в
г
д
е
Рис. 4.3
Конические и червячные колеса должны быть точно зафиксированы.
Поэтому в силовых передачах для опор валов конических и червячных колес
применяют конические роликовые подшипники. Здесь также первоначально
выбирают подшипники легкой серии.
В опорах червяка в силовых червячных передачах из-за больших силовых нагрузок применяют шариковые радиально-упорные и роликовые конические подшипники.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-32-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4 ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ
Выбор типа подшипников
Для опор плавающих валов шевронных передач применяют радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами (рис. 4.3, в)
[2, с. 50].
Подшипники сферические двухрядные (рис. 4.3, б) применяются при
больших перекосах или длинных валах. Упорные подшипники (рис. 4.3, е)
используются при значительных осевых нагрузках.
Схемы установки подшипников
В конструкции подшипниковых узлов должны быть предусмотрены
способы фиксации положения вала от осевых смещений. Для этой цели
используются два типа опор: фиксирующие и плавающие. В фиксирующих
опорах ограничивается осевое перемещение вала в одном или в обоих направлениях. В плавающих опорах осевое перемещение вала в любом направлении не ограничено. Фиксирующая опора воспринимает радиальную и осевые силы, а плавающая опора – только радиальную.
На рис. 4.4 показаны способы осевого фиксирования валов [2, с. 52].
В схемах на рис. 4.4, а, в вал зафиксирован в одной (левой на рисунке) опоре:
в схеме а – одним радиальным подшипником. В плавающей опоре применяют радиальные подшипники (рис. 4.3, а–в).
Схемы рис. 4.4, а, в применяют при любом расстоянии l между опорами.
Осевую фиксацию по схеме рис. 4.4, а широко применяют в редукторах и коробках передач для валов цилиндрических зубчатых передач. Осевую фиксацию по схеме рис. 4.4, в принимают в цилиндрических, конических и червячных передачах.
а
б
Враспор
l
Фиксирующая
опора
Плавающая
опора
d
d
l
Фиксирующая
опора
l
d
d
Врастяжку
в
l
г
Рис. 4.4
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-33-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4 ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ
Схемы установки подшипников
а
б
в
Рис. 4.5
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-34-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4 ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ
Схемы установки подшипников
Если выходной конец вала соединяют муфтой с валом другого узла,
в качестве фиксирующей принимают опору вблизи выходного вала.
В схемах на рис. 4.4, б, г вал зафиксирован в двух опорах, причем
в каждой опоре в одном направлении. Эти схемы применяют с определенными
ограничениями по расстоянию между опорами. И связано это с изменением
зазоров в подшипниках вследствие нагрева деталей при работе: при нагреве
самих подшипников зазоры в них уменьшаются, при нагреве вала его длина
увеличивается.
Из-за увеличения длины вала осевые зазоры в подшипниках схемы на
рис. 4.4, б, называемой схемой «враспор», также уменьшаются. Чтобы не
происходило защемления вала в опорах, при сборке предусматривают осевой
зазор а. Значение зазора должно быть несколько больше ожидаемой тепловой
деформации подшипников и вала. В узлах с радиальными шарикоподшипниками обычно предусматривают осевые зазоры Δ = 0,2–0,5 мм.
Схема установки подшипников враспор конструктивно наиболее проста. Ее широко применяют при относительно коротких валах. При установке
в опорах радиальных шариковых подшипников отношение l/d ≈ 8–10.
В опорах схемы рис. 4.4, б могут быть применены и радиальноупорные подшипники. Так как эти подшипники более чувствительны к изменению осевых зазоров, то соотношение между величинами l и d для них является более жестким и не должно превышать l/d = 6–8. Меньшие значения
относят к роликовым, большие – к шариковым радиально-упорным подшипникам.
При установке вала врастяжку (рис. 4.4, г) вероятность защемления
подшипников вследствие температурных деформаций вала меньше, так как
при увеличении длины вала осевой зазор в подшипниках увеличивается. Расстояние между подшипниками может быть несколько больше, чем в схеме
враспор: для шариковых радиальных подшипников l/d = 10–12, для шариковых радиально-упорных – l/d ≤ 10, для конических роликовых – l/d ≤ 8.
Более длинные валы устанавливать врастяжку не рекомендуется, так
как вследствие температурных деформаций вала могут появиться большие
осевые зазоры, недопустимые для радиально-упорных подшипников.
Эскизный проект редуктора
После конструирования деталей передач (см. практическое занятие № 3)
приступают к вычерчиванию эскизного чертежа редуктора на компьютере
или на миллиметровой бумаге в масштабе 1:1.
На рис. 4.5 приведены эскизные проекты различных типов редукторов:
а – одноступенчатый цилиндрический; б – одноступенчатый конический;
в – червячный.
Требования к отчету
Отчет по практическому занятию оформляется согласно СТО 4.2-07–2008 и
включается в расчетно-графическое задание № 2.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-35-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5
АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Ременные передачи
Общие сведения
В заданиях на курсовой проект не конкретизирован тип ременной передачи. Для применения ременной передачи в конкретном приводе надо
знать характерные особенности того или иного вида передачи, а также их
преимущества и недостатки по сравнению с другими передачами.
В зависимости от формы поперечного сечения и назначения различают
плоскоременные, зубчато-ременные, клиноременные, поликлиноременные
и круглоременные передачи [2, с. 318].
Преимущества ременных передач – плавность и бесшумность работы,
предохранение механизмов от перегрузки за счет возможного проскальзывания ремней, простота конструкции и эксплуатации передачи (так как не требуется смазывания), а также возможность работы при больших окружных
скоростях (до 100 м/с) и передачи движения не только на большие расстояния (15 м и более), но и от одного ведущего шкива к нескольким ведомым.
Недостатки ременных передач – большие габаритные размеры (так
как при одинаковой передаваемой мощности диаметры шкивов примерно в 5
раз больше, чем диаметры зубчатых колес), переменное передаточное отношение из-за проскальзывания ремня, повышенная нагрузка на валы и опоры
(в 2–3 раза по сравнению с зубчатой передачей), низкая долговечность
ремней (1000–5000 ч), сравнительно небольшая передаваемая мощность
(в большинстве случаев не более 50 кВт).
С расширением выпуска клиновых ремней применение плоских ремней
старой конструкции резко сократилось. Плоские пленочные ремни из пластмасс используют в высокоскоростных передачах.
Зубчато-ременные передачи имеют преимущества плоскоременных
передач, но сохраняют постоянное передаточное отношение. Их применяют,
например, для привода распределительного вала двигателей внутреннего
сгорания. Использование зубчатого ремня стало возможным с появлением
новых материалов – пластмасс.
Поликлиновые ремни представляют собой несколько клиновых ремней,
соединенных между собой одной общей основой в тонкой плоской части. Эта
передача самая компактная из всех ременных передач.
Круглоременные передачи используют для передачи небольших мощностей в швейных машинах, настольных станках и приборах.
Передача вращающего момента от ведущего шкива к ремню и от ремня
к ведомому шкиву происходит за счет силы трения между ремнем и шкивом.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-36-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Ременные передачи
Сила трения создается благодаря предварительному натяжению ремня, которое осуществляют следующими способами:
1) периодическим подтягиванием его по мере вытяжки за счет перемещения электродвигателя по салазкам плиты;
2) натяжным роликом, устанавливаемым с наружной стороны ведомой
ветви ремня ближе к шкиву малого диаметра. Это способствует увеличению
угла обхвата малого шкива. Поджим натяжного ролика может быть периодическим или же с помощью пружины (груза);
3) автоматически под действием силы тяжести электродвигателя, установленного на качающейся плите (в вертикальной ременной передаче);
4) автоматически за счет установки электродвигателя на качающейся
раме (в горизонтальной ременной передаче). Ось рамы смещена относительно оси электродвигателя, вследствие чего с увеличением передаваемого вращающего момента увеличивается сила натяжения ремня;
5) автоматически за счет применения зубчатой пары в сочетании
с ременной передачей. Данный способ используют редко из-за усложнения
конструкции.
Ременная передача может быть регулируемой по передаточному отношению. С этой целью на ведущем и ведомом валах устанавливают ступенчатые шкивы. Переводя ремень с одной ступени на другую, можно получить
столько передаточных отношений, сколько ступеней на шкивах.
Материалы и конструкции плоских ремней
Резинотканевые ремни (ГОСТ 23831–79) – самые распространенные.
Они состоят из тканевого каркаса и резиновых прослоек между тканевыми
прокладками. Ткань обеспечивает требуемую прочность, а резина служит
связующим звеном и повышает коэффициент трения. Элементы ремней
соединяют сшивкой, склеиванием или металлическим креплением (болтами
или заклепками). Ремни общего назначения предназначены для работы при
температуре от минус 25 до 60 °С, а морозостойкие – от минус 45 до 60 °С.
Промышленность выпускает резинотканевые ремни трех типов следую-щей ширины:
тип А – 20, 25, 30, 40, 45, 50, 60, 70, 75, 80, 85, 90, 100, 125, 150, 200,
225, 250, 300, 400, 450, 500;
тип Б – 20, 25, 30, 40, 45, 150, 200, 250, 300, 375, 400, 425, 450, 500;
тип В – 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 75, 80, 85, 90, 100, 122, 150, 200, 250,
300, 375, 400, 425, 450, 500.
Значения ширины и толщины ремня в зависимости от числа прокладок
приведены в табл. 5.1.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-37-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Ременные передачи
Кожаные ремни (ГОСТ 18679–73) изготовляют из отдельных полос
кожи, склеивая их специальным клеем или сшивая сыромятными ремешками
или жильными струнами. Они обладают хорошей тяговой способностью,
долговечнее других, могут работать при скоростях до 45 м/с. Однако из-за
высокой стоимости их применяют редко. Кожаные ремни нельзя применять
в сырых и насыщенных парами кислот и щелочей помещениях.
Размеры кожаных ремней приведены в табл. 5.2.
Хлопчатобумажные цельнотканевые ремни (ГОСТ 6982–75) изготовляют из хлопчатобумажной пряжи в несколько переплетающихся слоев,
пропитывая ее специальным составом из озокерита (горного воска) и битума.
Это самые дешевые ремни, но по нагрузочной способности и долговечности
они хуже прорезиненных и кожаных. Их используют для передачи небольших мощностей при скоростях до 25 м/с, не применяют в сырых помещениях
при температуре свыше 50 °С и при воздействии паров кислот.
Размеры таких ремней выбирают в зависимости от числа слоев в них
(табл. 5.3).
Таблица 5.1
Значения толщины и ширины ремня, мм, в зависимости от числа прокладок
Ширина ремня
Число
прокладок
Тип А
Тип Б
Тип В
2
3
4
5
6
7
8
9
–
20–100
20–300
20–500
80–500
250–500
250–500
500
20–45
–
150–300
150–300
150–500
250–500
250–500
500
–
20–100
50–300
50–500
80–500
250–500
250–500
500
Толщина ремня
Типы А и Б
Типы Б и В
с прослойками без прослоек
3
2,5
4,5
3,75
6
5
7,5
6,25
9
7,5
10,5
8,75
12
10
13,5
11,25
Таблица 5.2
Размеры кожаных плоских ремней, мм
Ширина
10, 16, 20, 25
32, 40, 50
63, 70
80, 90, 100, 112
Толщина ремня
одинарного
двойного
3–3,5
3,5–4
4–4,5
4,5–5
–
–
–
7,5–8
Ширина
125, 140
160, 180, 200, 225
250, 280, 355, 400
450, 500, 560
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
Толщина ремня
одинарного двойного
5–5,5
9–9,5
5,5–6
9,5–10
-38-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Ременные передачи
Таблица 5.3
Размеры хлопчатобумажных плоских ремней, мм
Число слоев
4
6
8
Ширина
30, 40, 50, 60, 75, 90, 100,
50, 60, 75, 90, 100, 125, 150
100, 125, 150, 175, 200, 250
Толщина
4,5
6,5
8,5
Размеры шерстяных ремней, мм, в зависимости от числа слоев
Число
слоев
3
3
3
3
4
4
50
60
75
6
6
6
Число
слоев
4
4
4
90
100
115
6
9
9
5
5
5
Ширина
Толщина
Таблица 5.4
Ширина
Толщина
125
150
175
9
9
9
200
225
250
11
11
11
Шерстяные ремни (ГОСТ 1734–70) изготовляют из шерстяных и
хлоп-чатобумажных нитей, пропитывая их составом из олифы, порошкового
мела и железного сурика. По сравнению с другими ремнями они менее чувствительны к воздействию повышенной температуры, влажности, паров кислот и щелочей. Такие ремни могут работать при скоростях до 30 м/с.
Размеры шерстяных ремней приведены в табл. 5.4.
Зубчато-ременная передача
Зубчато-ременная передача работает зацеплением, без скольжения,
обеспечивает синхронное вращение валов, не требует ухода и смазки. По
сравнению с ременной зубчато-ременная передача компактнее, по сравнению
с цепной работает плавнее, с меньшим шумом.
Зубчато-ременную передачу (рис. 5.1) применяют при мощности до
100 кВт (уникальные передачи – до 500 кВт). Она работает в диапазоне скоростей v = 5–50 м/с, а в отдельных случаях до 80 м/с, передаточные числа
i – до 12 (20), ширина ремней – до 880 мм, наибольший КПД ~ 0,98.
Зубчатые ремни. Тянущий слой зубчатого ремня (рис. 5.1) – металлотрос (поз. 1 рис. 5.2) – заключен в резиновый массив (поз. 2 рис. 5.2) на основе бутадиен-нитрильных каучуков, наирита и, реже, полиуретана. Зубья, для
повышения их износостойкости, чаще покрыты нейлоновой или другой
тканью. Для кинематических передач применяют ремни с тянущим шнуровым слоем на основе стекловолокна или полиэфирного волокна. Материал
ремней маслостоек.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-39-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Ременные передачи
Рис. 5.1
2
1
Δ
h
S
2φ
t
b
Рис. 5.2
Зубчатые ремни на нормали ОН 6-07-3–63 НИИРП – ЭНИМС
Параметры
Высота зуба h, мм
Таблица 5.5
Размеры при модуле m, мм
2
1,2
3
1,8
4*
2,4
6
3,0
7
4,2
Диаметр троса δ, мм
0,36
0,36 0,65
0,65
Размер ∆ , мм
0,6
0,6
1,3
Масса q 1 м длины ремня при
0,032
ширине 1 см, кг
Пределы ширины b, мм
Предел чисел зубьев ремня Zp
Момент Т1, H ⋅ м
Удельное окружное усилие р0, Н/мм
0,04
1,3
10
6,0
0,05 0,065
0,075
0,09
0,11
8–16 12,5–25
20–40
25–50
50–80
50–80
32–125 36–160
40–160
45–140 45–125 50–100
≤ 0,2
≤ 2,4
40
100
≤ 22
150
250
≤ 49
≤ 190
≤ 1900
350
450
600
* Ремни m = 4 выполняют с металлотросом δ = 0,35 и δ = 0,65 мм.
Остальные размеры: толщина зуба по вершине δ = m; угол 2φ = 50º.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-40-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Ременные передачи
Основной размерный параметр – модуль зацепления m = t/π, где t – шаг
ремня, мм. Остальные размеры определяются в зависимости от модуля.
Характеристики ремней по нормали приведены в табл. 5.5. Для каждого модуля ширина ремня в пределах, указанных в табл. 5.5, должна быть взята из ряда: 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80 мм, число зубьев ремня Zp
– из ряда: 32; (36); 40; (45); 50; (56); 63; (71); 80; (90); 100; (112); 125; (140);
160. Значения в скобках являются мало применяемыми.
Расчетную длину подсчитывают с точностью до 0,1 мм по формуле
L = πmZp.
Допускаемое отклонение длин, мм:
Длина L
3140
201–628
Отклонение ± 0,6
668–1130
1177–1560
± 1,1
± 1,8
1570–2100
± 2,8
2198–
± 4,3
Клиноременная и поликлиноременная передачи
Выбор сечения ремня производится по номограмме рис. 5.3 для клиновых ремней нормального сечения, по рис. 5.4 – для клиновых ремней узкого
сечения и по рис. 5.5 – для поликлиновых ремней в зависимости от мощности Р1, передаваемой ведущим шкивом (номинальная мощность двигателя
Рном), и частоты вращения n1 (номинальная частота вращения двигателя
nном).
Необходимо учитывать, что клиновые ремни нормального сечения 0
применяют только для передач малой мощности, т. е. Р1 ≤ 2 кВт.
n1, об/мин
2000
А
1250
Б
800
В
500
315
Г
P1, кВт
200
2
3,15
5
8
12
20
Рис. 5.3
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-41-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Ременные передачи
n1, об/мин
d1 = 63–100 мм
2000
У0
d1 < 180 мм
1250
800
У0
d1 < 180 мм
500
УА
УА
d1 < 250 мм
315
200
1,8
3,0
4,6
12
7,5
18
P1, кВт
Рис. 5.4
n1, об/мин
3000
К
d1 = 100–180 мм
2000
1500
d1 = 20–80 мм
d1 = 180–305 мм
1000
Л или М
400
d1 = 80–100 мм
d1 ≥ 305 мм
200
К или Л
Л
М
100
0,2
0,5
1
2
4
6
10
20
P1, кВт
Рис. 5.5
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-42-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Ременные передачи
Таблица 5.6
Основные параметры клиновых и поликлиновых ремней общего назначения
b
b
b0
h
h
y0
H
p
Основные
размеры, мм
40°
b0
b
h
y0
Площадь сечения А, мм2
L, мм
р
H
Число ремней
(клиньев)
Масса q 1 м
длины, кг
r1
40°
r2
Обозначение сечения ремня
Номинальное сечение
Узкое сечение
Поликлиновое сечение
по ГОСТ 1284–80
по ТУ 38-40534–75
по РТМ 38-40528–74
0
А
Б
У0
УА
УБ
К
Л
М
8,5
11
14
8,5
11
14
–
–
–
10
13
17
10
13
17
–
–
–
6
8
10,5
8
10
13
2,35
4,85
9,5
2,1
2,8
4,0
2,0
2,8
3,5
–
–
–
47
81
138
56
93
159
0,5b(2H – h)
400–
2500
–
–
560–
4000
–
–
800–
6300
–
–
630–
3550
–
–
800–
4500
–
–
–
–
–
–
–
–
2–36
4–20
4–20
0,06
0,105
0,18
0,07
0,12
0,20
0,09
0,45
1,6
1250–
1250–
400–2000
8000
6000
–
2,4
4,8
–
4
9,5
Относительная стоимость передач гибкой связью
Таблица 5.7
Масса погонного
метра, кг
2
0,23
Хлопчатобумажный, сеч. 50×4,5 мм
2
0,55
Плоскоременная Прорезиненный, сеч. 50×4,5 мм
2
0,1
Пленочный, синтетический, сеч. 50×0,7 мм
2
0,1
Нормальный клиновый, сеч. А, 14×8 мм
2
0,3
Нормальный клиновый, сеч. В, 19×13,5 мм
0,12
Клиноременная Узкий клиновый, сеч. УА, 11×10 мм2
2
0,37
Узкий клиновый, сеч. УВ, 19×18 мм
2
0,45
Поликлиновый тип Л, 10 ребер сеч. 4,8×9,5 мм
2
0,35
Модуль m = 3, сеч. 25×4 мм
Зубчато-ременная
2
0,95
Модуль m = 5, сеч. 50×6 мм
ПР-12,7-900-2
0,35
Цепная роликовая
ПР-19,05-3180
1,9
Тип передачи
Типоразмер ремня, цепи
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
2000–
6000
9,5
16,7
Кс
1
1,5
1,4
1,6
1,9
1,8
2,5
3,5
3,5
5
6
8
-43-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Ременные передачи
Основные параметры клиновых и поликлиновых ремней приведены
в табл. 5.6.
При выборе типа ременной передачи необходимо учитывать коэффициент относительной стоимости Кс (табл. 5.7).
После выбора типа ремня можно выполнить необходимый расчет на
прочность и долговечность, используя программно-методический комплекс
(ПМК) CADTRANS [8] либо САПР ЭМП.
Цепные передачи
Общие сведения
Цепные передачи могут передавать бόльшие нагрузки при прочих
равных условиях, чем ременные, но меньшие, чем зубчатые передачи. Они
обеспечивают постоянство передаточного числа и могут работать при значительных кратковременных перегрузках. Поскольку цепные передачи действуют по принципу зацепления, им не требуется предварительного натяжения,
за счет чего уменьшается нагрузка на валы и опоры.
Цепные передачи могут быть открытыми с периодическим смазыванием (зерноуборочные комбайны, сельскохозяйственные машины) и закрытыми
с непрерывным смазыванием (дизельные двигатели). Цепи этих передач
стандартизированы и изготовляются специализированными заводами.
В зависимости от характера работы различают приводные (бывают втулочными, роликовыми и зубчатыми), тяговые и грузовые цепные передачи.
Втулочные цепи
Втулочные однорядные ПВ и двухрядные 2ПВ цепи состоят из внутренних пластин, напрессованных на втулки, и нагруженных пластин, напрессованных на валики. Параметры цепей ПВ приведены в табл. 5.8.
Диаметр валика
d, мм
Диаметр втулки
d1, мм
Ширина пластины h, мм
Наружная ширина цепи по валикам b, мм
Разрушающая
нагрузка, Н
Масса 1 м цепи,
кг
ПВ-9,525-11000
ПВ-9,525-12000
2ПВ-9,525-18000
Внутренняя ширина цепи В, мм
Обозначение
цепи
Шаг р, мм
Таблица 5.8
Размеры и параметры однорядных и двухрядных цепей типа ПВ
9,525
7,60
9,52
5,20
3,59
4,45
4,45
5
6
6
8,80
9,85
9,85
18,5
21,2
27,5
11000
12000
18000
0,50
0,65
1,00
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-44-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Цепные передачи
Роликовые цепи
Роликовые цепи бывают однорядные: легкой (ПРЛ) и нормальной (ПР)
серий; длиннозвенные (ПРД) и двухрядные (2ПР). Для них характерно наличие свободного вращающегося ролика на втулке. Ролики заменяют трение
скольжения между втулками и зубьями звездочек трением качения, за счет
чего износостойкость роликовых цепей по сравнению с втулочными значительно выше. Параметры цепей типа ПР приведены в табл. 5.9.
Роликовые цепи легкой серии
ПРЛ-15,875-22700 15,875
9,65
5,08 10,16
14,8
24
ПРЛ-19,05-29500 19,05
12,70
5,96 11,91
18,2
33
ПРЛ-25,4-50000
25,4
15,88
7,95 15,88
24,2
39
ПРЛ-31,75-70000 31,75
19,05
9,55 19,05
30,2
46
ПРЛ-38,1-100000 38,1
25,4
11,12 22,23
36,2
58
ПРЛ-44,45-130000 44,45
25,4
12,72 25,4
42,4
62
ПРЛ-50,8-160000 50,8
31,75
14,29 28,58
48,3
72
Роликовые цепи нормальной серии
ПР-8-4600
8,0
3,0
2,31
5,0
7,5
12
ПР-9,525-9100
9,525
5,72
3,28
6,35
8,5
17
ПР-12,7-9000-1
12,7
2,4
3,66
7,75
10
8,7
ПР-12,7-9000-2
12,7
3,3
3,66
7,75
10
12
ПР-12,7-18200-1
12,7
5,4
4,45
8,51
11,8
19
ПР-12,7-18200-2
12,7
7,75
4,54
8,51
11,8
21
ПР-15,875-22700 15,875
6,48
5,08 10,16
14,8
20
ПР-15,875-22700 15,875
9,65
5,08 10,16
14,8
24
ПР-19,05-31800
19,05
12,7
5,96 11,91
18,2
33
ПР-25,4-56700
25,4
15,88
7,95 15,88
24,2
39
ПР-31,75-88500
31,75
19,05
9,55 19,05
30,2
46
ПР-38,1-127000
38,1
25,4
11,1
22,23
36,2
58
ПР-44,45-172400 44,45
25,4
12,7
25,7
42,4
62
ПР-50,8-226800
50,8
31,75
14,29 28,58
48,3
72
ПР-63,5-353800
63,5
38,1
19,84 39,68
60,4
89
2ПР-12,7-31800
12,7
7,75
4,45
8,51
11,8
35
2ПР-15,875-45400 15,875
9,65
5,08 10,16
14,8
41
2ПР-19,05-72000 19,05
12,7
5,88 11,91
18,2
54
2ПР-25,4-113400 25,4
15,88
7,95 15,88
24,2
68
2ПР-31,75-177000 31,75
19,05
9,55 19,05
30,2
82
Масса 1 м цепи,
кг
Наружная ширина цепи по
валикам b, мм
Ширина пластины h, мм
Диаметр втулки
d1, мм
Диаметр валика
d, мм
Внутренняя
ширина цепи В,
мм
Шаг р, мм
Цепи
Разрушающая
нагрузка, Н
Таблица 5.9
Размеры и параметры роликовых цепей
222700
29500
50000
70000
100000
130000
160000
0,9
1,6
2,6
3,8
5,5
7,5
9,7
4600
9100
9000
9000
18200
18200
22700
22700
31800
56700
88500
127000
172400
226800
3583800
31800
45400
72000
113400
177000
0,2
0,45
0,3
0,35
0,65
0,75
0,8
1,0
1,9
2,6
3,8
5,5
7,5
9,7
16,0
1,4
1,9
3,5
5,0
7,3
Окончание табл. 5.9
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-45-
Наружная ширина цепи по
валикам b, мм
Ширина пластины h, мм
Диаметр втулки
d1, мм
Масса 1 м цепи,
кг
ПРД-31,75-22700
ПРД-38,1-29500
ПРД-38-30000
ПРД-38-40000
ПРД-50,8-50000
ПРД-63,5-70000
ПРД-76,2-100000
38,1
25,4
11,12 22,23
36,2
104
44,45
25,4
12,72 25,4
42,4
110
50,8
31,75
14,29 28,58
48,3
130
Ро л и к о в ы е д л и н н о з в е н н ы е ц е п и
31,75
9,65
5,08 10,16
14,8
24
38,1
12,7
5,96 11,91
18,2
31
38,0
22,0
7,95 15,88
21,3
42
38,0
22,0
7,95 15,88
21,3
47
50,8
15,88
7,95 15,88
24,2
39
63,5
19,05
9,55 19,05
30,2
46
76,2
25,4
11,12 22,23
36,2
57
Разрушающая
нагрузка, Н
2ПР-38,1-254000
2ПР-44,45-344800
2ПР-50,8-453600
Диаметр валика
d, мм
Цепи
Внутренняя
ширина цепи В,
мм
Шаг р, мм
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Цепные передачи
254000
344800
453600
11,0
14,4
19,1
22700
29500
30000
40000
50000
70000
100000
0,6
1,1
1,87
2,1
1,9
2,6
3,8
Зубчатые цепи
Конструктивные элементы. Зубчатая цепь состоит из набора пластин
с двумя зубообразными выступами. Зубчатые цепи работают более плавно,
по сравнению с другими они более тяжелые, сложные в изготовлении и дорогие.
Ширина зубчатых цепей может быть достаточно большой, поэтому их
применяют для передачи больших мощностей. Параметры зубчатых цепей
приведены в табл. 5.10.
Таблица 5.10
Размеры и параметры зубчатых цепей
Шаг
цепи р,
мм
12,7
15,875
Ширина цепи
по пластинам,
мм
22,5
28,5
34,5
40,5
46,5
52,5
30
38
46
54
62
70
Толщина
пластин,
мм
1,5
2
Ширина цепи по
соединительным
призмам, мм
30
36
42
48
54
60
39
47
55
63
71
79
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
Разрушающая
нагрузка, Н
24000
29000
34000
40000
47000
53000
39000
48000
57000
67000
78000
89000
Масса
1 м цепи,
кг
1,3
1,6
2,0
2,3
2,7
3,0
2,2
2,7
3,3
3,9
4,4
5,0
-46-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5 АНАЛИЗ ПЕРЕДАЧ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
Цепные передачи
Окончание табл. 5.10
Шаг
цепи р,
мм
19,05
25,4
31,75
Ширина цепи
по пластинам,
мм
45
57
69
81
93
57
69
81
93
105
60
81
93
105
117
Толщина
пластин,
мм
3
3
3
Ширина цепи по
соединительным
призмам, мм
56
68
80
92
104
68
80
92
104
116
82
94
106
118
130
Разрушающая
нагрузка, Н
72000
87000
103000
122000
141000
116000
138000
163000
189000
216000
171000
202000
235000
268000
303000
Масса
1 м цепи,
кг
3,9
4,9
5,9
7,0
8,0
6,5
7,9
9,3
10,6
12,0
10,0
11,6
13,3
15,0
16,7
Приводные цепи при наличии герметичного корпуса смачивают окунанием в масляную ванну или масляным туманом (привод распределительного
вала двигателей внутреннего сгорания). Открытые цепи, работающие при
скорости до 8 м/с, смазывают через 120–180 ч погружением в разогретую
консистентную смазку (в зерноуборочных комбайнах и сельскохозяйственной технике). Цепи, работающие при скорости до 4 м/с, периодически смазывают вручную с помощью масленки через 6–8 ч работы.
Материал для изготовления цепей. Пластины изготавливают из сталей 40, 45, 50, 30ХН3А с закалкой до твердости 32–44 HRC; валики, втулки,
ролики – из цементируемых сталей 10, 15, 20, 12ХН3А, 20ХН3А, 30ХН3А
с термообработкой до твердости 40–65 HRC.
Звездочки изготовляют из сталей 40, 45, 40Х, 50Г2, 35ХГСА, 40ХН
с закалкой до твердости 40–50 HRC или из цементируемых сталей 15, 20,
15Х, 20Х, 12ХН2 с термообработкой до твердости 50–60 HRC. Для звездочек
тихоходных передач, работающих при скорости до 3 м/с, используют серый
или модифицированный чугун С415, С418, С420, С430 с твердостью поверхности до НВ 260–300.
Требования к отчету
Отчет по практическому занятию оформляется согласно СТО 4.2-07–2008 и
включается в расчетно-графическое задание № 2.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-47-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6
ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ.
РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Конструктивные элементы
Полученные размеры вала (см. практическое занятие № 3) следует
уточнить, согласовав их с деталями, установленными на валу (зубчатые и
червячные колеса, полумуфты, звездочки и др.). Кроме этого перед отработкой конструкции вала необходимо выбрать конструкцию уплотнения подшипников, способ передачи крутящего момента в соединении вал – ступица,
способ крепления деталей от осевого перемещения.
Входной и выходной валы редуктора имеют консольные участки для
установки полумуфт, шкивов, звездочек, кривошипа и др. Эти участки валов
могут быть цилиндрическими и коническими [2, с. 176].
Размеры цилиндрических концов валов приведены в табл. 6.1. Высоту
буртика t применяют по соотношению t ≥ 2f, где f – размер фаски детали.
Конические концы валов изготовляют с наружной и внутренней резьбой (табл. 6.2). Преимущественное применение имеет коническая форма выходных участков валов, обеспечивающая точное и надежное соединение,
возможность монтажа устанавливаемых деталей.
Таблица 6.1
Концы валов цилиндрические (ГОСТ 12080–66), мм
d
t
r
f×45º
l
d
20, 22
25, 28
32, 36
40, 45
l
Исполнение
1
2
50
36
60
42
80
58
110
82
r
f
1,6
1,0
2,0
1,6
d
50, 55
60, 70
80, 90
100, 110
l
Исполнение
1
2
110
82
140
105
170
130
210
165
r
f
2,5
2,0
3,0
2,5
П р и м е ч а н и я:
1. Исполнение концов валов: 1 – длинные; 2 – короткие.
2. Поля допусков диаметра d: при d до 30 мм – j6, свыше 30 до 50 мм – k6, свыше
50 мм – m6.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-48-
Конструктивные элементы
Таблица 6.2
Схемы концов валов конические (ГОСТ 12081–72), мм
Тип 1
Тип 2
А–A
А
b
А
d2
d
t1
d
dср
dср
t1
h
t2
t2
А
d1
А
l2/2
l3
l4
l2/2
l2
l1
l2
Номинальный
диаметр, d
20
22
25
28
32
36
40
45
50
56
l1
l2
50
36
60
42
80
58
110
63
71
80
90
dcp
18,2
20,2
22,9
25,9
29,1
33,1
35,9
40,9
45,9
51,9
57,75
65,75
73,5
83,5
82
140
105
170
130
b
h
t1
t2
d1
d2
l3
l4
4
4
2,5
1,8
М12×1,25
М6
9
11,3
5
5
3,0
2,3
М16×1,5
М8
14
15,7
6
6
3,5
2,8
М20×1,5
М10
М12
17
20
19,0
22,3
10
12
12
14
16
18
20
22
8
8
8
5,0
3,3
9
10
11
12
14
5,5
6,0
7,0
7,5
9,0
3,8
4,3
4,4
4,9
5,4
М24×2
М30×2
М36×3
М36×3
M12
M16
M16
M20
M42×3
M48×3
M56×4
M64×4
M20
M24
20
26
26
32
32
36
22,3
28,5
28,5
35,0
35,0
39,3
M30
44
47,9
Таблица 6.3
Значения радиусов галтелей
Размеры, мм
d
t
r
f ×45º
d
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
r
1,6
2,0
2,5
3,0
f
2,0
2,5
3,0
4,0
Таблица 6.4
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-49-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Конструктивные элементы
Размеры канавок
d
b
h
r
Свыше 10 до 50
Свыше 50 до 100
3
5
0,25
1,0
1,6
Свыше 100
8
0,5
2,0
lст
б
a
≥ 0,6b
а
Рис. 6.1
∅ H7/d11
b
∅ H7/r6
b
∅ H7/r6
b
∅ H7/d11
d
f ×45º
t
r
h
Размеры, мм
≥ 0,6b
lст
б
Рис. 6.2
Переходный участок вала между двумя ступенями разных диаметров
выполняют галтелью радиуса r, а в более точных валах для выхода шлифовального круга предусматривают канавки (табл. 6.3 и табл. 6.4).
Зубчатые и червячные колеса должны быть установлены на валах без
перекоса. Если lcт / d > 0,8 (lcт – длина ступицы, d – диаметр отверстия), то
цилиндрическая поверхность отверстия полностью определяет положение
колеса относительно вала (рис. 6.1, а). При коротких ступицах (lcт / d < 0,8)
торец буртика упрощает установку колес на вал (рис. 6.1, б). Надо иметь в
виду, что при передаче вращающего момента соединения с натягом и короткой ступицей наличие упорного буртика на валу обязательно.
Для шпоночного соединения ступица – вал с целью обеспечения сборки предусматривается два варианта (рис. 6.2). В каждом из этих вариантов
вначале путем свободного поворота колеса относительно вала производится
совмещение паза колеса со шпонкой, а затем напрессовка колеса на вал.
Размеры шпоночных пазов выбираются по табл. 6.5.
Таблица 6.5
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-50-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Конструктивные элементы
Шпонки призматические (ГОСТ 23360–78), мм
A
b
l
t1
h
t2
A–A
d
A
Диаметр
вала d
Сечение шпонки
Фаска
у шпонки s
Глубина паза
Длина
l
b
h
вала t1
ступицы t2
Свыше 12 до 17
5
5
3
2,3
10–56
0,25–0,40
» 17 » 22
6
6
3,5
2,8
14–70
» 22 » 30
8
7
4
3,3
18–90
» 30 » 38
10
22–110
8
5
3,3
» 38 » 44
12
28–140
0,4–0,6
» 44 » 50
14
9
5,5
3,8
36–160
» 50 » 58
16
10
6
4,3
45–180
» 58 » 65
18
11
7
4,4
50–200
» 65 » 75
20
12
7,5
4,9
56–220
» 75 » 85
22
0,6–0,8
63–250
14
9
5,4
» 85 » 95
25
70–280
П р и м е ч а н и я:
1. Длину l, мм, призматической шпонки выбирают из ряда: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22,
25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280.
2. Пример обозначения шпонки с размерами b = 18 мм, h = 11 мм, l = 80 мм:
«Шпонка 18×11×80 ГОСТ 23360–78».
Примеры конструкций валов
Ниже приведены примеры конструкций валов с сопряженными деталями: быстроходный вал (рис. 6.3), червячный вал (рис. 6.4), тихоходный вал
(рис. 6.5), промежуточные валы коническо-цилиндрического редуктора
(рис. 6.6) и двухступенчатого цилиндрического редуктора (рис. 6.7) [2, с. 216].
На рис. 6.3, рис. 6.4, рис. 6.5, рис. 6.6, рис. 6.7 условные обозначения
следующие: 1 – набор тонких металлических компенсаторных полуколец; 2,
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-51-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Примеры конструкций валов
4 – компенсаторные кольца; 3 – маслоотражательное кольцо; 5 – регулировочный винт.
1
1
3
4
а
2
3
4
б
1
1
3
в
Рис. 6.3
1
3
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
1
-52-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Примеры конструкций валов
c ≥ 1 мм
D
da1
3
а
1
1
D
da1
c ≥ 1 мм
б
Рис. 6.4
2
а
1
1
б
5
в
Рис. 6.5
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-53-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Примеры конструкций валов
1
1
dБК
da1
а
Ось симметрии корпуса
5
5
da1 = dБК
б
Рис. 6.6
3
1
1
c
dБК
da1
а
3
б
Рис. 6.7
2
da1 = dБК
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-54-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Нагрузки валов
Для построения расчетных схем необходимо знать силы и моменты,
действующие на валы. Валы редуктора испытывают два вида деформации –
изгиб и кручение.
Деформация кручения возникает под действием вращающих моментов,
приложенных со стороны двигателя и соответствующих деталей привода.
Деформации изгиба вызываются силами в зацеплении зубчатых и червячных
передач, силами от действия цепных и ременных передач. На рис. 6.8 приведены схемы сил в зацеплении цилиндрических и конических передач:
а – прямозубой, б – шевронной, в – косозубой, г – конической прямозубой.
На рис. 6.9 представлены схемы сил в зацеплении червячной передачи
с правым червяком.
Ft1
Fr1
ω1T1
ω1T1
Ft1
а
Fa1
Fr1
Ft2
Fa1
б
Fa2
Fa2
Fr2
ω 2T2
Ft2
Fr2
ω2T2
Fr1
ω1T1
ω2
Ft1
T2
Fa1
Ft2
Fa2
в
Fr2
ω 2 T2
ω1T1
Fa1
Ft1
Fr1
г
Ft2
Fr2
Fa2
Рис. 6.8
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-55-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Нагрузки валов
ω 2T2
ω2T2
Ft2
ω1T1
Ft2
Fr2
Fa2
Fa1
ω1T1
Fr2
Fa2
Fa1
Ft1
Ft1
Fr1
Fr1
Рис. 6.9
Таблица 6.6
Силы в передачах
Виды передачи
Цилиндрическая
косозубая
Цилиндрическая
прямозубая
Силы
Коническая
с круговым зубом
2T2 ⋅ 10 3
d2
Окружная
Ft1 = Ft2
Ft 2 =
Радиальная
Fr1 = Fr2
Fr 2 = Ft 2
Осевая
Fa1 = Fa2
Fa 2 = Ft 2 tg β
Окружная
Ft1 = Ft 2
2T2 ⋅ 103
Ft 2 =
d2
Радиальная
Fr1 = Fr 2
Fr 2 = Ft 2 tg α
Ft1 = Ft2
2T2 ⋅103
Ft 2 =
0,857 d e 2
Окружная
Коническая
прямозубая
Значение силы, H
на шестерне (червяке)
на колесе
tg α
cos β
Радиальная
=
Fr1 Ft1cos δ1 ⋅ tg α
Fr 2 = Fa1
Осевая
=
Fa1 Ft1sin δ1 ⋅ tg α
Fa 2 = Fr1
Ft 2 =
2T2 ⋅103
0,857 d e 2
Окружная
Ft1 = Ft2
Радиальная
Fr1 = Ft1γ r
Fr 2 = Fa1
Осевая
Fa1 = Ft 2 γ a
Fa 2 = Fr1
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-56-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Нагрузки валов
Окончание табл. 6.6
Виды передачи
Силы
Окружная
Червячная
Ft1 =
2T1 ⋅ 10 3
d1
Ft 2 =
Fr1 = Fr 2
Fr 2 = Fa1tg α
Осевая
Fa1 = Ft 2
Fa 2 = Fr1
α1
2
α
Fr = 2 F0 Z sin 1
2
α
Fr = 2 F0 sin 1
2
Fr = 2 F0 sin
Радиальная
Поликлиноременная
Fr = k0 Ft
Цепная
На быстроходном валу
Муфта
2T2 ⋅ 10 3
d2
Радиальная
Плоскоременная
Клиноременная
Значение силы, H
на шестерне (червяке)
на колесе
Окружная
=
Fm1 50 T1 − 125 T1
На тихоходном валу
Fm 2 = 125 T2 − для
зубчатых редукторов;
Fm 2 = 250 T2 − для
червячных редукторов
П р и м е ч а н и е: α – угол зацепления (20º); k0 – коэффициент, учитывающий
характер нагрузки: для вертикальной передачи k0 = 1,05, для горизонтальной – k0 = 1,15;
γr = (0,444cos δ1  0,7sin δ1), γa = (0,444sin δ1 ± 0,7cos δ1) – коэффициенты радиальной
и осевой силы: верхние знаки используются, если направление линии зуба совпадает
с направлением вращения, и нижние знаки – если эти направления не совпадают; β – угол
наклона зубьев для цилиндрических колес (для прямозубых
β
= 0); T1, Т2 – крутящие
моменты на ведущем и ведомом валах, Н ∙ м; d1, d2 – делительные диаметры ведущего
и ведомого колес, мм; de2 – диаметр делительного конуса ведомого колеса.
Численные значения сил в передачах определяются по формулам
табл. 6.6.
В цилиндрических косозубых передачах следует принять шестерню
с левым зубом, а колесо – с правым, в конических передачах с круговыми
зубьями принимают шестерню с правым, а колесо – с левым зубом; направление витков червяка в червячной передаче – правое.
Материалы для изготовления валов
Основными материалами для валов служат углеродистые и легированные стали (табл. 6.7) [2, с. 183].
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-57-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Материалы для изготовления валов
Таблица 6.7
Основные материалы для изготовления валов
Марка
стали
Ст5
45
40Х
40ХН
20Х
12ХН3А
18ХГТ
Диаметр
заготовки,
мм
Любой
≤ 120
≤ 80
≤ 280
≤ 120
≤ 200
≤ 120
≤ 120
≤ 60
Твердость
НВ
(не менее)
190
240
270
240
270
270
197
260
330
Механические характеристики, МПа
σв
σт
τт
σ–1
τ–1
Коэффициент ψт
520
780
900
790
900
920
650
950
1150
280
540
650
640
750
750
400
700
950
150
290
390
380
450
450
240
490
661
220
360
410
370
410
420
310
430
500
130
200
230
210
240
230
170
240
280
0,06
0,09
0,10
0,09
0,10
0,10
0,07
0,10
0,12
В редукторах общего назначения применяются стали 45, 40Х, для высоконагруженных валов ответственных машин – стали 40ХН, 20Х, 12ХН3А.
Составление расчетных схем валов
Для того чтобы выполнить необходимые прочностные расчеты вала,
нужно перейти от реальной конструкции к расчетной схеме путем схематизации геометрической формы детали, свойств материала и действующих нагрузок. При расчете вала его следует схематизировать в виде прямолинейного стержня, опирающегося на одну шарнирно-подвижную опору и одну шарнирно-неподвижную опору. Действующие внешние нагрузки можно представить в виде сосредоточенных и распределенных сил и моментов, перенося
их по правилам механики на расчетную линию стержня. Так как внешние
нагрузки действуют в разных направлениях в пространстве, необходимо
выбрать систему координатных осей Oxyz (рис. 6.10). Рекомендуется начало
координатных осей помещать в центре массы левого крайнего торцевого
сечения вала, а ось х направить вправо вдоль продольной оси симметрии вала. Эту ось следует принять за расчетную линию стержня, на которую переносят все действующие внешние силы. Две другие оси (y, z) необходимо направить так, чтобы большинство внешних сил были параллельны этим
осям.
На рис. 6.10 представлена пространственная схема нагружения вала.
В точке В к зубчатому колесу приложены три взаимно перпендикулярные
сосредоточенные силы Fa, Fr, Ft. Эти силы следует перенести в точку E на
расчетной линии вала. Для этого поместим начало координатных осей
(точку О) на левом торцевом сечении вала, ось x направим вдоль вала, ось z –
параллельно силе Fr, а ось y – параллельно силе Ft. Перенесем силу Fr вдоль
ее линии действия в точку E, лежащую на оси x. В эту же точку перенесем
силы F и Fa.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-58-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Составление расчетных схем валов
L3
L2
L1
Рис. 6.10
Ft
Ft
Fa2
R1z
R2z
l1
Fr
Fц
Fa
R2z
Fr
l2
l1
R1y
L2
L3
R2y
L1
L2
Ft
R1z
Fa
l1
R1z
l1
l2
L2
R2z
Fr
R2y
L1
L3
Fц
l2
R1y
R2y
L1
Fa
Fм
R1y
L3
Ft
R2z
Fr
Fм
l2
R1y
R2y
L1
R1z
L2
L3
Рис. 6.11
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-59-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6 ОТРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВАЛОВ. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Составление расчетных схем валов
Так как эти силы переносятся не по линии действия, то при переносе
D
появляются еще два момента: M a = Fa , действующий в плоскости zOx,
2
D
и Tt = Ft , параллельный плоскости zOy.
2
Таким образом, в точке E на расчетной линии вала приложены действующие силы Fa, Fr, Ft и два момента Ма и Тt.
Допускается расчетную схему размещать упрощенно, без пространственного изображения (рис. 6.11). На расчетной схеме должны быть проставлены расстояния точек приложения сил относительно опор.
Составленные расчетные схемы используют для расчета валов на статическую и усталостную прочность.
Требования к отчету
Отчет по практическому занятию оформляется согласно СТО 4.2-07–2008 и
включается в расчетно-графическое задание № 3.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-60-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7
ПОДБОР МУФТ
Общие сведения
Муфты предназначены для соединения валов и передачи вращающего
момента.
На бланках-заданиях курсового проекта муфты изображены схематически. Студенту необходимо, учитывая исходные данные привода, выбрать
приемлемый тип муфты.
Под действием тепловых и силовых факторов, а также погрешностей
монтажа происходят смещения соединяемых валов: осевые (рис. 7.1, а), радиальные (рис. 7.1, б), угловые (рис. 7.1, в). Как правило, все разновидности
смещений присутствуют в приводных устройствах одновременно.
При монтаже привода применяют меры по уменьшению величины
смещений. Так, осевые смещения уменьшают выверкой положений узлов.
При монтаже радиальные смещения могут быть уменьшены за счет набора
шлифованных прокладок, устанавливаемых под опорные поверхности электродвигателей и редукторов. Угловые смещения компенсируют шлифованными прокладками под углом.
Выверка относительного положения узлов – трудоемкая операция, которую выполняют квалифицированные рабочие. Чтобы не повторять ее при
последующих демонтаже и монтаже, положение каждого узла на плите (раме) желательно зафиксировать штифтами. Варианты этого соединения показаны на рис. 7.2, где а и б – схемы установки конических штифтов, в – схема
установки цилиндрического штифта с рекомендуемой посадкой для dш.
а
∆l
б
∆r
в
∆α
Рис. 7.1
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-61-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7 ПОДБОР МУФТ
Общие сведения
∅ dш Н7/р6
а
б
в
Рис. 7.2
Однако при монтаже избежать отклонений от соосности валов не удается,
и, чтобы уменьшить влияние опасных перегрузок на валы и опоры, используют компенсирующие муфты. Если привод испытывает ударные нагрузки,
то для их ослабления предусматривают упругие компенсирующие муфты.
Защита привода от непредусмотренных перегрузок достигается применением предохранительных муфт.
Если по условию эксплуатации необходимы частые пуски и остановки
машин без выключения электродвигателя, то используют сцепные муфты.
Наиболее конструктивно отработанными являются стандартные муфты, поэтому их применение в курсовом проекте предпочтительно. Различные
типы стандартных муфт приведены в [1, 2, 4, 5, 7].
Параметры для выбора муфт
Основными параметрами для выбора муфт являются номинальные
диаметры соединяемых валов, расчетный вращающий момент, частота вращения и условия эксплуатации.
В общем случае расчетный вращающий момент Тр определяется с учетом инерционных масс по формуле
Tpн= T
I1 + I 2
,
I1
где Тн – номинальный вращающий момент; I1 и I2 – моменты инерции вращающихся масс ведущего и ведомого валов с насаженными на них деталями,
приведенные к оси того вала, на котором установлена муфта.
В курсовом проекте можно пользоваться более простой зависимостью:
Tр = K рTн ,
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-62-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7 ПОДБОР МУФТ
Общие сведения
где Kp – коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации
(табл. 7.1) [2, с. 339].
Таблица 7.1
Значения коэффициента Kp
Тип машины
Транспортеры ленточные
Транспортеры цепные, винтовые, скребковые
Вентиляторы, компрессоры, насосы центробежные
Компрессоры и насосы поршневые
Станки металлорежущие:
с непрерывным движением
с возвратно-поступательным движением
Деревообрабатывающие станки
Мельницы шаровые, дробилки, ножницы, молоты
Краны грузоподъемные, элеваторы
Лесопильные рамы, тяжелые прокатные станы
Kp
1,25–12,5
1,5–2,0
1,25–2,0
2,0–3,0
1,25–1,5
1,5–2,5
1,5–2,0
2,0–3,0
3,0–4,0
3,0–4,0
Размеры диаметров соединяемых валов определяются в результате эскизного проектирования и по таблице данных выбранного электродвигателя
(прил. 3).
Установка полумуфт на валы
Полумуфты устанавливаются на цилиндрические или конические концы валов. При постоянном направлении вращения и умеренно нагруженных
валах полумуфты сажают на концы по переходным посадкам Н7/k6, Н7/m6.
При реверсивной работе, а также при сильно нагруженных валах применяют
посадку Н7/n6. Для передачи вращающего момента используют шпоночное
соединение (см. практическое занятие № 6).
Большие преимущества имеют конические концы валов. Затяжка полумуфт при этом обеспечивает значительный натяг и точное радиальное и
угловое положение полумуфты относительно вала. Поэтому при больших нагрузках, работе с толчками, ударами и реверсивной работе предпочтительно
устанавливать полумуфты на конические концы валов. Для предотвращения
осевых смещений крепление полумуфт выполняют с помощью болтов, обычных и круглых гаек совместно со стопорными шайбами. Конструкции крепления полумуфт подробно рассмотрены в [3, параграф 20.1].
Рекомендации по использованию некоторых муфт
Зубчатые муфты (ГОСТ 5006–83) широко применяют для соединения
валов, особенно в машинах, где передаются большие моменты и затруднительна
точная установка узлов. Перекосы валов компенсируются зазорами между
сопряженными зубьями и бочкообразной формой зубьев зубчатых венцов втулок.
Основные размеры и параметры муфт показаны в прил. 5 (табл. П.5.1). Допускаемая комбинация радиальных и угловых смещений осей втулок для муфт
с различным номинальным вращающим моментом приведена в [3, рис. 20.6].
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-63-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7 ПОДБОР МУФТ
Рекомендации по использованию некоторых муфт
Цепные муфты (ГОСТ 20742–93). В качестве соединительных элементов в цепных муфтах применяют приводные цепи (см. прил. 5 (табл. П.5.2 и
табл. П.5.3).
Достоинство цепных муфт: при монтаже и демонтаже не требуется
осевого смещения узлов. Цепные муфты допускают перекос валов до 1º, а
также радиальные смещения Δr, зависящие от передаваемого момента:
Тн
Δr
Свыше 63 до 250
0,2
Свыше 250 до 1000
0,4
Свыше 1000 до 4000
0,6
Муфты упругие втулочно-пальцевые (ГОСТ 21424–93) получили
широкое распространение вследствие относительной простоты конструкции
и удобства замены упругих элементов. Однако компенсирующая способность
этих муфт невелика, к тому же быстро разрушаются резиновые втулки.
Муфты упругие втулочно-пальцевые (МУВП) применяют при установке узлов на плитах (рамах) большой жесткости.
Конструкция, размеры и допускаемая несоосность валов представлены
в прил. 5 (табл. П.5.4).
Муфты с резиновой звездочкой (ГОСТ 14084–93). Компенсирующие
способности такой муфты также невелики. Так, предельные смещения валов
Δr = 0,10–0,15 мм, угловые Δα = 0,6 мм на 100 мм.
Применение муфт с резиновой звездочкой, как и МУВП, возможно при
установке узлов на плитах (рамах) большой жесткости. Сборку узлов необходимо выполнять с повышенной точностью, применяя подкладки. Размеры
муфт и параметры их применения указаны в прил. 5 (табл. П.5.5).
Муфты с торообразным упругим элементом (ГОСТ 50892–96).
Основные характеристики и конструкции муфт представлены в прил. 5
(табл. П.5.6). Вращающий момент с полумуфты на резиновую оболочку передается силами трения, созданными за счет затяжки винтов. При передаче
момента в оболочке действуют касательные напряжения крутильного сдвига
τк, которые желательно проверить на прочность:
τк =
2 ⋅ 103 Tн /(πD1 δ) ≤ [ τ ]к ,
2
где Тн – номинальный вращающий момент; D1 – диаметр в зоне среза оболочки; D1 = 0,75D, где D – максимальный диаметр упругого элемента (прил. 5
табл. П.5.6); [τ]к – допускаемые касательные напряжения крутильного сдвига,
[τ]к = 0,45–0,50 МПа; при D ≤ 300 мм δ = 0,05D; при D > 300 мм оболочка
армируется нитями корда.
Требования к отчету
Отчет по практическому занятию оформляется согласно СТО 4.2-07–2008 и
включается в расчетно-графическое задание № 3.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-64-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 8
АНАЛИЗ РАЗЪЕМНЫХ И НЕРАЗЪЕМНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ
Шпоночные соединения
Для передачи вращающего момента в редукторах чаще всего применяют призматические шпонки, подбор которых выполняют по диаметрам соответствующих участков валов (см. практическое занятие № 5).
При выборе шпоночного соединения важно правильно подобрать
посадку в сопряжении вал – ступица. Посадки с зазором здесь недопустимы,
а переходные – нежелательны. Как правило, используются посадки с натягом:
для прямозубых цилиндрических колес – H7/p6(H7/r6);
для косозубых и червячных колес – H7/r6(H7/s6);
для конических колес – H7/s6(H7/t6).
Посадки с большим натягом (указаны в скобках) используются в реверсивных передачах.
Посадки шпонок регламентированы ГОСТ 2360–78. Допуск на ширину
паза отверстия: при нереверсивной передаче – Js9, при реверсивной передаче – P9.
Шпоночные соединения [2, с. 81] трудоемки в изготовлении, ослабляют сечение вала, вызывают концентрацию напряжений, в итоге снижается
усталостная прочность. В этой связи в изделиях крупносерийного и массового производства шпоночные соединения заменяются шлицевым соединением
или соединением с натягом.
Шлицевые соединения
Шлицевые соединения применяют для неподвижного соединения
с валом, подвижного без нагрузки и подвижного под нагрузкой. Наиболее
распространены соединения прямобочными шлицами по ГОСТ 1139–80 с
центрированием по наружному диаметру d (рис. 8.1, а).
Стандарт предусматривает шлицевые соединения трех серий: легкой,
средней и тяжелой. Для одного и того же диаметра d с переходом от легкой
к средней и тяжелой серии возрастает D и увеличивается число зубьев, при
этом повышается нагрузочная способность.
Широко применяют и эвольвентные соединения по ГОСТ 6033–80,
которые обладают более высокой нагрузочной способностью.
Центрирование в соединениях с эвольвентным профилем выполняют,
как правило, по боковым поверхностям зубьев (рис. 8.2, а), реже по наруж-
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-65-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 8 АНАЛИЗ РАЗЪЕМНЫХ И НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Шлицевые соединения
ному диаметру D (рис. 8.2, б). Для обеспечения необходимой работоспособности выполняют проверочный расчет [4, параграф 6.7].
b
b
f × 45°
f × 45°
h
h
dm
dm
D
а
D
б
Рис. 8.1
h
dm
s
s
h
D
D
dm
а
б
Рис. 8.2
Конструктивные элементы шлицевых соединений указаны в [1,
табл. 24.32 и табл. 24.33].
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-66-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 8 АНАЛИЗ РАЗЪЕМНЫХ И НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Шлицевые соединения
Посадки элементов шлицевых соединений выбираются по стандарту.
В курсовом проекте следует применять посадки прямобочных шлицов по
табл. 8.1 и эвольвентных по табл. 8.2.
Посадки прямобочных шлицов
Центрирование
по поверхности
Соединение
Неподвижное
D
Подвижное
Подвижное
d
Передача
Нереверсивная
Реверсивная
Нереверсивная
Реверсивная
Нереверсивная
Реверсивная
Посадки поверхностей
центрирующих
боковых
Н7 / js6
D9 / js7
Н7 / n6
F8 / js7
Н7 / f7
D9 / e8
Н7 / h7
F8 / f7
Н7 / f7
D9 / f8
Н7 / h7
H8 / js7
Посадки эвольвентных шлицов
Центрирование
по поверхности
Соединение
Неподвижное
D
Подвижное
Неподвижное
s
Подвижное
Передача
Нереверсивная
Реверсивная
Нереверсивная
Реверсивная
Нереверсивная
Реверсивная
Нереверсивная
Реверсивная
Таблица 8.1
Таблица 8.2
Посадки поверхностей
центрирующих нецентрирующих
Н7 / js6
Н7 / n6
Н11 / h16
Н7 / g6
Н7 / h6
7Н / 7n
7Н / 9r
D: H16 / h12
d: H11 / h16
9Н / 8f
9Н / 9g
Соединение с натягом
Для передачи момента с колеса на вал в настоящее время все чаще
применяется соединение с натягом, ввиду его простоты, повышенной точности
и меньшей трудоемкости изготовления сопрягаемых деталей. Характер распределения напряжений на поверхностях контакта соединения, явления усталости в поверхностных слоях и контактной коррозии подробно
рассмотрены в [1].
Для уменьшения влияния контактной коррозии в расчетах предусматривается определенный запас сцепления K, который применяют:
для колес выходных валов редукторов, на концах которых установлены:
муфта соединительная................................................................. K = 3
звездочка цепной передачи......................................................... K = 3,5
шкив ременной передачи............................................................ K = 4
для колес промежуточных валов................................................... K = 4,5
Подбор посадки с натягом сводится к определению удельного давления
по формуле
p =2 ⋅ 103π⋅ KT /(
), d 2lf
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-67-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 8 АНАЛИЗ РАЗЪЕМНЫХ И НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Соединение с натягом
где K – коэффициент запаса сцепления; T – вращающий момент на валу
соединения; d – диаметр соединения; f – коэффициент трения.
Далее определяют деформацию деталей по формуле Ляме, натяг в соединении и в итоге – соответствующую посадку. Подробно методика расчета
соединения изложена в [1, параграф 6.1].
Резьбовые соединения
Резьбовые соединения широко используются в редукторах. Так, для
соединения крышки редуктора с корпусом используются винты различных
конструкций (рис. 8.3) [2, с. 297].
Диаметр d, мм, крепления крышек корпуса рекомендуется принимать
в зависимости от вращающего момента Т, мм, на выходном валу редуктора:
=
d 1,25 3 T мм.
≥ 10
Диаметр d и число Z винтов крепления крышек и стаканов к корпусу
принимают в зависимости от диаметра D, мм, отверстия под подшипники:
D
d
Z
250
6
4
50–62
6
4
63–95
8
6
100–145
10
6
150–220
12
6
C1
K
K
D
C
C
d0
d0
h
h
2,5d
1,5d
2,5d
1,5d
2,5d
1,5d
d
d
Рис. 8.3
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-68-
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 8 АНАЛИЗ РАЗЪЕМНЫХ И НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Резьбовые соединения
Диаметр винтов крепления редуктора к плите, раме или фундаменту
dф ≈ 1,25 d ,
где d – диаметр болта крепления крышки корпуса редуктора.
Размеры болтов, винтов, а также конструктивные элементы деталей,
где они размещаются (приливы, фланцы, карманы и др.) рассмотрены
в [1, параграфы 8.1, 17.1, 17.2].
В курсовом проекте ставится задача рассчитать одно из резьбовых
соединений (крепление крышки подшипника, крепление венца червячного
колеса, крепление редуктора к плите (раме) и т. п.). Методика расчета на
прочность при различных случаях нагружения резьбовых соединений приведена в [4, параграф 1.6].
Требования к отчету
Отчет по практическому занятию оформляется согласно СТО 4.2-07–2008 и
включается в расчетно-графическое задание № 3.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-69-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Дисциплина «Детали машин» является базовой для последующей
подготовки инженеров, в которой реализована идея интеграции университетского образования в области фундаментальных наук, информационных
технологий и технических знаний в области конструирования механических
систем.
В настоящем пособии, в соответствии с целями образовательной программы и задачами профессиональной деятельности специалистов, рассмотрены общие вопросы предварительного расчета и эскизного конструирования
основных деталей редукторов общемашиностроительного применения (передач зацеплением, валов и разъемных соединений и др.), а также выбор вида
электродвигателя, гибкой связи и муфт, определяющих конструкцию механического привода.
Пособие предназначено для студентов, выполняющих расчетно-графические задания и курсовой проект по дисциплине «Детали машин» и родственным дисциплинам.
Основная задача пособия – закрепить и углубить знания по наиболее
важным разделам теоретического курса, а также сформировать начальные
умения и навыки конструкторской деятельности: разработки технического
задания, технического предложения, схемного и эскизного проектирования
типовых деталей и приводов машин.
Теоретические вопросы курса для лучшего закрепления материала
излагаются по объектам основного использования на основе системного
подхода: анализ основных решений дается с учетом особенностей конструкций и применения расчетных методик.
Подробные расчеты и дальнейшее проектирование деталей и механических систем с применением ЭВМ выполняются самостоятельно при курсовом проектировании.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-70-
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основной
1. Система автоматического проектирования электромеханического
привода : пакет программ / Н. И. Галибей, А. М. Меньшиков. – (Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ : САПР-1 № 2006612858
от 10 августа 2006 г., САПР-2 № 2006612859 от 10 августа 2006 г., САПР-3
№ 2006612857 от 10 августа 2006 г., САПР-4 № 2006612856 от 10 августа
2006 г., САПР-5 № 2006612855 от 10 августа 2006 г., САПР-6 № 2007610463
от 5 апреля 2007 г., САПР-7 № 2007611445 от 5 апреля 2007 г.).
2. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин : учеб. пособие
для студентов высших учебных заведений / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. –
9-е изд., перераб. и доп. – М. : Издательский центр «Академия», 2006. – 496 с.
3. Анурьев, В. И. Справочник конструктора-машиностроителя : в 3 т. /
В. И. Андреев ; под ред. И. Н. Жестковой. – 9-е изд., перераб. и доп. – М. :
Машиностроение, 2006.
4. Чернавский, С. А. Курсовое проектирование деталей машин /
С. А. Чернавский. – М. : Машиностроение, 2005. – 415 с.
5. Механические системы специальных устройств : учеб. : в 3 т. /
Н. И. Галибей [и др.] ; ред. Н. И. Галибей. – М. : Высшая школа, 2005.
6. Тимофеев, С. И. Детали машин / С. И. Тимофеев. – Ростов н/Д. : Феникс, 2005. – 416 с.
7. Леликов, О. П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов
машин : конспект лекций по курсу «Детали машин» / О. П. Леликов. – М. :
Машиностроение, 2004. – 440 с.
8. Леликов, О. П. Конструирование узлов и деталей машин / О. П. Леликов. – М. : Высшая школа, 2004. – 447 с.
9. Механика современных специальных систем : монография : в 3 т. /
Н. И. Галибей [и др.] ; ред. Н. И. Галибей. – Красноярск : НИИСУВПТ,
2004.
10. Детали машин : конспект лекций / Н. И. Галибей, В. И. Кулешов,
В. И. Сенькин, С. Н. Самосенко. – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – 229 c. –
(Детали машин : УМКД № 322-2007 / рук. творч. коллектива Н. И. Галибей).
11. Галибей, Н. И. Детали машин : виртуальный лаб. практикум /
Н. И. Галибей, В. И. Кулешов. – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – 231 c. – (Детали машин : УМКД № 322-2007 / рук. творч. коллектива Н. И. Галибей).
12. Детали машин : метод. указания по самостоятельной работе /
сост. : Н. И. Галибей, С. Н. Самосенко. – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – 29 c.
– (Детали машин : УМКД № 322-2007 / рук. творч. коллектива Н. И. Галибей).
13. Детали машин. Проектирование электромеханического привода :
учеб. пособие по курсовому проектированию / Н. И. Галибей, С. Н. Самосен-
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-71-
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основной
ко. – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – 105 c. – (Детали машин : УМКД №
322-2007 / рук. творч. коллектива Н. И. Галибей).
14. Детали машин : учеб. программа дисциплины / сост. : Н. И. Галибей,
В. И. Кулешов. – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – 30 c. – (Детали машин :
УМКД № 322-2007 / рук. творч. коллектива Н. И. Галибей).
15. СТО 4.2-07–2008. Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной и научной
деятельности [Текст] / разраб. : Т. В. Сильченко, Л. В. Белошапко, В. К. Младенцева, М. И. Губанова. – Введ. впервые 09.12.2008. – Красноярск : ИПК
СФУ, 2008. – 47 с.
16. Детали машин. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : электрон. учеб.метод. комплекс по дисциплине / Н. И. Галибей [и др.]. – Электрон. дан.
(161 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – (Детали машин : УМКД № 3222007 / рук. творч. коллектива Н. И. Галибей). – 1 электрон. опт. диск (DVD). –
Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 88 Мб свободного дискового пространства ; привод DVD ; операционная система Microsoft Windows
2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista (32 бита) ; Adobe Reader 7.0 (или аналогичный
продукт для чтения файлов формата pdf) ; Microsoft PowerPoint 2003 или выше. – (Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802554
от 02.12.2008).
Дополнительный
17. Детали машин. Основы проектирования и конструирования : метод.
указания по выполнению курсового проекта / сост. : Г. Н. Лимаренко [и др.] ;
ред. : Г. Н. Лимаренко, А. А. Соломкина. – Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2003. –
64 с.
18. Детали машин. Техническое и рабочее проектирование / Г. Н. Лимаренко [и др.] ; ред. : Г. Н. Лимаренко, А. А. Соломкина. – Красноярск :
ИПЦ КГТУ, 2003. – 52 с.
19. Проектирование ступенчатых валов с помощью ЭВМ : метод. указания по выполнению курсового проекта / сост. : Н. И. Галибей, А. М. Меньшиков. – Красноярск: СибГТУ, 2002. – 12 с.
20. Детали машин и основы конструирования. Разъемные нерезьбовые соединения : метод. указания по выполнению курсового проекта / сост. :
Н. И. Галибей, А. П. Сарапкин. – Красноярск : СибГТУ, 2002. – 28 с.
21. Проектирование зубчатых цилиндрических передач с помощью
ЭВМ : метод. указания по выполнению курсового проекта / сост. : Н. И. Галибей, А. Н. Кучеренко. – Красноярск : СибГТУ, 2002. – 36 с.
22. Чернилевский, Д. В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования / Д. В. Чернилевский. – М. : Машиностроение,
2001. – 556 с.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-72-
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Дополнительный
23. Курмаз, Л. В. Детали машин. Проектирование : учеб. пособие /
Л. В. Курмаз, А. Т. Скойбеда. – Минск : Технопринт, 2001. – 298 с.
24. Иванов, М. Н. Детали машин / М. Н. Иванов, В. А. Финогенов. – М.
: Высшая школа, 2002. – 383 с.
25. Чернилевский, Д. В. Основы проектирования машин / Д. В. Чернилевский. – М. : УМиИЦ «Учебная литература», 1998. – 472 с.
26. Автоматизация проектирования приводов общего назначения /
М. П. Головин, В. О. Титовская, Г. Н. Лимаренко, А. П. Баран, Л. Ф. Москвичева // Вестник КГТУ. Вып. 4 : Информатизация в образовании. – Красноярск, 1996. – С. 60–68.
27. Длоугий, В. В. Приводы машин / В. В. Длоугий. – М. : Машиностроение, 1996. – 400 c.
28. Детали машин. Атлас конструкций : в 2 ч. / под ред. Д. Н. Решетова. – М. : Машиностроение, 1992.
29. Шейнблит, А. Е. Курсовое проектирование деталей машин /
А. Е. Шейнблит. – М. : Высшая школа, 1991. – 432 с.
30. Решетов, Д. Н. Детали машин / Д. Н. Решетов. – М. : Машиностроение, 1989. – 600 с.
31. Иосилевич, Г. Б. Детали машин / Г. Б. Иосилевич. – М. : Машиностроение, 1988. – 368 с.
32. Орлов, П. Н. Основы конструирования : справ.-метод. пособие :
в 2 т. / П. Н. Орлов. – М. : Машиностроение, 1988.
33. Подшипники качения : справ.-каталог / ред. : В. Н. Нарышкин,
Р. В. Коросташевский. – М. : Машиностроение, 1984. – 280 с.
34. Иванов, М. Н. Детали машин / М. Н. Иванов. – М. : Высшая школа,
1984.
35. Проектирование механических передач : учеб.-справ. пособие /
С. А. Чернавский [и др.] ; ред. С. А. Чернавский. – М. : Машиностроение,
1984. – 560 с.
36. Кудрявцев, В. Н. Курсовое проектирование деталей машин /
В. Н. Кудрявцев. – Л. : Машиностроение, 1983. – 400 с.
37. Поляков, В. С. Справочник по муфтам / В. С. Поляков, И. Д. Барбаш, О. А. Ряховский. – М. ; Л., 1979. – 351 с.
38. Александров, М. П. Подъемно-транспортные машины / М. П. Александров. – М. : Высшая школа, 1979. – 558 с.
39. Бейзельман, Р. Д. Подшипники качения : справ. / Р. Д. Бейзельман,
Б. В. Ципкин, Л. Я. Перель. – М. : Машиностроение, 1975. – 575 с.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-73-
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Политехнический институт СФУ
Кафедра ПиЭММ
Задание на курсовой проект по дисциплине «Детали машин»
студент
фак.
гр.
Вариант
№ 27
Транс
портер
tп
iLH
yT
T
xT
Циклограмма нагружения
jL H
0.2
0.3
0.4
0.5
0.5
0.7
0.8
0.6
0.5
0.4
0.4
0.4
0.2
0.3
0.5
0.2
0.2
0.2
0.4
0.4
k
0.4
0.3
0.4
0.2
0
0.1
0
0.4
0.1
0.2
y
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0.8
z
0.5
0.4
0.6
0.7
0
0.5
0
0.3
0.4
0.5
Pвых
ωвых
1.5
4.0
3.0
2.5
4.5
3.5
2.8
1.2
1.1
1.6
3.0
2.7
2.4
1.5
2.5
1.2
2.9
6.4
7.3
1.7
Срок службы Lн,
тыс. ч
j
Угловая
скорость, с–1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
i
5
3
2
4
3
1.5
5
2.5
8
7.5
zT
Механическая
передача
Электродвигатель
Номер варианта
Кинематическая схема
привода
Мощность,
кВт
Спроектировать привод ленточного транспортера: привод состоит из электродвигателя
серии АИР, ременной передачи, двухступенчатого коническо-цилиндрического зубчатого редуктора и муфты на выходном валу.
kLH
Содержание курсового проекта:
1. Составление технического задания.
2. Разработка технического предложения.
3. Кинематический расчет привода.
4. Проектирование и расчет передачи зацеплением.
5. Проектирование и расчет выходного вала редуктора на опорах качения.
6. Проектирование и расчет передачи гибкой связью.
7. Проектирование редуктора (подбор стандартного).
8. Конструирование корпуса редуктора (литой или сварной вариант).
9. Графическая часть:
сборочный чертеж привода;
компоновочный и сборочный чертежи редуктора;
сборочный чертеж рамы;
чертежи деталей на листе формата А1.
10. Оформление пояснительной записки.
Дата выдачи
Руководитель КП
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-74-
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Утверждаю:
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
на курсовое проектирование
1. Наименование, условное обозначение и область применения объекта
проектирования (ОП).
2. Наименование документа, на основании которого разрабатывается ОП.
3. Эксплуатационное и функциональное назначение ОП.
4. Требования и нормы, определяющие показатели качества ОП.
4.1. Наименование, число и назначение основных составных частей.
Электродвигатель:
Передача гибкой связью:
Редуктор:
сти.
Основание привода (рама):
4.2. Масса.
4.3. Требование к взаимозаменяемости составных частей.
4.4. Основные параметры ОП.
4.1.1. Мощность.
4.1.2. КПД.
4.1.3. Частота вращения выходного вала.
4.5. Требования к долговечности, безотказности и ремонтопригодноРесурс:
Наработка на отказ:
Время восстановления:
4.6. Требования к производственной технологичности.
4.7. Показатели уровня унификации и стандартизации:
коэффициент стандартизации:
коэффициент унификации по числу деталей:
4.8. Требования к обеспечению безопасности в эксплуатации, допустимый уровень вибрации и шума.
4.9. Требования технической эстетики и эргономические требования.
4.10. Требования к составным частям ОП.
4.11. Климатические условия эксплуатации.
Температура окружающего воздуха:
Влажность:
5. Лимитная цена (не оговаривается).
6. Необходимые стадии разработки (см. график учебного процесса).
7. Приложения (справочные и другие материалы).
Составил студент
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-75-
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Таблица П.3.1
Технические данные двигателей серии АИР
При номинальной
Tп
Т max Т min
нагрузке
Типоразмер Мощность,
двигателя
кВт
Скольже- КПД,
Tн
Tн
сos ϕ
Тн
ние, %
%
С и н х р о н н а я ч а с т о т а в р а щ е н и я 3000 об/мин
АИР71А2
0,75
6
78,5
0,83
2,1
2,2
1,6
АИР71В2
1,1
6,5
79
0,83
2,1
2,2
1,6
АИР80А2
1,5
5
81
0,85
2,1
2,2
1,6
АИР80В2
2,2
5
83
0,87
2
2,2
1,6
АИР90L2
3
5
84,5
0,88
2
2,2
1,6
АИР100S2
4
5
87
0,88
2
2,2
1,6
АИР100L2
5,5
5
88
0,89
2
2,2
1,6
АИР112M2
7,5
3,5
87,5
0,88
2
2,2
1,6
АИР132M2
11
3
88
0,9
1,6
2,2
1,2
АИР160S2
15
3
90
0,89
1,8
2,7
1,7
АИР160M2
18,5
3
90,5
0,9
2
2,7
1,8
АИР180S2
22
2,7
90,5
0,89
2
2,7
1,9
АИР180M2
30
2,5
91,5
0,9
2,2
3
1,9
С и н х р о н н а я ч а с т о т а в р а щ е н и я 1500 об/мин
АИР71А4
0,55
9,5
70,5
0,7
2,3
2,2
1,8
АИР71В4
0,75
10
73
0,76
2,2
2,2
1,6
АИР80А4
1,1
7
75
0,81
2,2
2,2
1,6
АИР80В4
1,5
7
78
0,83
2,2
2,2
1,6
АИР90L4
2,2
7
81
0,83
2,1
2,2
1,6
АИР100S4
3
6
82
0,83
2
2,2
1,6
АИР100L4
4
6
85
0,84
2
2,2
1,6
АИР112M4
5,5
4,5
85,5
0,86
2
2,5
1,6
АИР132S4
7,5
4
87,5
0,86
2
2,5
1,6
АИР132М4
11
3,5
87,5
0,87
2
2,7
1,6
АИР160S4
15
3
90
0,89
1,9
2,9
1,8
АИР160М4
18,5
3
90,5
0,89
1,9
2,9
1,8
АИР180S4
22
2,5
90,5
0,87
1,7
2,4
1,5
АИР180M4
30
2
92
0,87
1,7
2,7
1,5
С и н х р о н н а я ч а с т о т а в р а щ е н и я 1000 об/мин
АИР71А6
АИР71В6
АИР80А6
АИР80В6
АИР90L6
АИР100L6
АИР112MA6
АИР112MB6
0,37
0,55
0,75
1,1
1,5
2,2
3
4
8,5
8,5
8
8
7,5
5,5
5
5
65
68,5
70
74
76
81
81
82
0,65
0,7
0,72
0,74
0,72
0,74
0,76
0,81
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
2
2
2
2
2
2
2
2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
Момент
инерции,
кг·м2
0,00097
0,0011
0,0018
0,0021
0,0035
0,0059
0,0075
0,01
0,023
0,039
0,043
0,057
0,07
0,0013
0,0014
0,0032
0,0033
0,0056
0,0087
0,011
0,017
0,028
0,04
0,078
0,1
0,15
0,19
0,0017
0,002
0,0031
0,0046
0,0073
0,013
0,017
0,021
-76-
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Окончание табл. П.3.1
При номинальной
Tп
Т max Т min
нагрузке
Типоразмер Мощность,
двигателя
кВт
Скольже- КПД,
Tн
Tн
сos ϕ
Тн
ние, %
%
АИР132S6
5,5
4
85
0,8
2
2,2
1,6
АИР132М6
7,5
4
85,5
0,81
2
2,2
1,6
АИР160S6
11
3
88
0,83
2
2,7
1,6
АИР160М6
15
3
88
0,85
2
2,7
1,6
АИР180M6
18,5
2
89,5
0,85
1,8
2,4
1,6
С и н х р о н н а я ч а с т о т а в р а щ е н и я 750 об/мин
АИР71В8
0,25
8
56
0,65
1,8
1,9
1,4
АИР80А8
0,37
6,5
60
0,61
1,8
1,9
1,4
АИР80В8
0,55
6,5
64
0,63
1,8
1,9
1,4
АИР90LA8
0,75
7
70
0,66
1,6
1,7
1,2
АИР90LB8
1,1
7
72
0,7
1,6
1,7
1,2
АИР100L8
1,5
6
76
0,73
1,6
1,7
1,2
АИР112MA8
2,2
5,5
76,5
0,71
1,8
2,2
1,4
АИР112MB8
3
5,5
79
0,74
1,8
2,2
1,4
АИР132S8
4
4,5
83
0,7
1,8
2,2
1,4
АИР132М8
5,5
5
83
0,74
1,8
2,2
1,4
АИР160S8
7,5
3
87
0,75
1,6
2,4
1,4
АИР160М8
11
3
87,5
0,75
1,6
2,4
1,4
АИР180M8
15
2,5
89
0,82
1,6
2,2
1,5
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
Момент
инерции,
кг·м2
0,04
0,058
0,12
0,15
0,2
0,0019
0,0034
0,0041
0,0067
0,0086
0,013
0,017
0,025
0,042
0,057
0,12
0,15
0,23
-77-
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Типоразмер
двигателя
Число
полюсов
Таблица П.4.1
Габаритные, установочные и присоединительные размеры, мм,
двигателей серии АИР исполнения IM1081 (IM1082)
Габаритные
размеры
Установочные и присоединительные
размеры
d10
(l17/b16)
l30
h31
d30
l1
l10
l31 d1
АИР71А
АИР71В
272,5
188
170 40
90
46 19 (7/10)
АИР80А
296,5
2, 4, 6
204,5 190
АИР80В
320,5
АИР90L
337
АИР100S
360
АИР100L
АИР112М
391
100 50 22
50
224,5 210
246,5 240 60
b10
h
112
71
125
80
140
90
160
100
(10/12)
125 56 24
112
140
63 28 (12/16)
Масса, кг
8,6 (10,5)*
9,4 (10,8)*
11,9
(13,8)*
13,8
(15,7)*
18,6
(20,2)*
23 (27,9)*
29 (33,4)*
2, 4
49/41*
АИР112МА
АИРХ112МА
6
43/35
АИР112МВ
АИРХ112МВ
6
8
8
435
285
246 80 140 70 32
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
12
190
112
43,5/36
48/40,5
48,5/41
-78-
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Типоразмер
двигателя
АИР132S
AИРХ132S
АИР132М
Число
полюсов
Окончание табл. П.4.1
l30
h31
d30
Установочные и присоединительные
размеры
l1
АИР160M
АИРХ160М
l31 d1
6, 8
2
325
288 80
68,5/56,5
89 38
12
216
132
6
81,5/68,5
82/70
178
2
4
42
2
125/100
630
130/100
48
6, 8
2, 4
77,5/64,5
83,5/70,5
498
385
108
334 110
15
254
160
42
660
210
125/100
140/110
145/110
48
630
155/120
48
160
55
170
203
4
680
448
2
АИР180M
h
140
6, 8
АИР180S
b10
Масса, кг
70/58
460
8
AИР160S
AИРХ160S
АИР160S
АИРХ160S
l10
d10
(l17/b16)
4
4
АИРХ132M
Габаритные
размеры
4
6, 8
375 110
121
15
48
680
241
279
180
180
190
55
180
* Масса указана для 4-полюсных двигателей. В скобках указана масса двигателя со
щитами из чугуна. В дробях: в числителе – масса двигателя с чугунными станиной и щитами, в знаменателе – масса двигателя с алюминиевой станиной и чугунными щитами.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-79-
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Типоразмер
двигателя
Число полюсов
Таблица П.4.2
Габаритные, установочные и присоединительные размеры, мм,
двигателей серии АИР исполнения IM2081 (IM2082
Габаритные
размеры
L30
h31 d24 l1
Установочные и присоединительные
размеры
l10 l31 d1
АИР71A
АИР71B
272,5 188 200 40 90 45 19
АИР80A
296,5
204,5 200
АИР80B
АИР90L
d10
d d d b
h
(l17/b16) 20 22 25 10
(7/10)
100 50 22
165 12 130 112 71
165 12 130 125 80
50
(10/12)
2, 4, 30,5
6
337 224,5 250
125 56 24
215 15 180 140 90
АИР100S
360
AИP100L
391
112
246,5 250 60
АИР112M
2,4
АИРХ112M
АИР112MA 6
АИРХ112M 8 435
63 28 (12/14) 215 15 180 160 100
140
9,1 (12)*
9,9 (13,3)*
12,5
(14,4)*
14,4
(16,3)*
19,3
(21,8)*
23,8
(24,4)*
29,8
(34,9)*
51,5/44
45,5/38
285 300 80 140 70 32
12
265 15 230 190 112
АИР112MB 6
АИРХ112МB 8
АИР132S
АИРХ132S
Масса, кг
46/38,5
50,5/43
51/43,5
4
76,5/63,5
460
325 350 80 140 89 38
12
6, 8
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
300 19 250 216 132
74/62
-80-
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Типоразмер
двигателя
АИР132М
АИРХ132M
АИР160S
АИРХ160S
Число полюсов
Окончание табл. П.4.2
2
Габаритные
размеры
L30
h31 d24 l1
498
Установочные и присоединительные
размеры
l10
l31
d10
d1
d d d b
h
(l17/b16) 20 22 25 10
178
83/70
4
89/76
6
87/74
8
87,5/74,5
42
2
4
630
130/105
135/105
178
48
6, 8
АИР160M
АИРХ160M
АИP180S
130/105
385 350 110
2
4
660
108
42
15
300 19 250 254 160
145/115
150/115
210
48
6, 8
160/125
2
4
630
2
АИР180M
Масса, кг
4
6, 8
203
448 400 110
680
121
48
170
55
I80
48
15
350 19 300 279 180
190
200
241
55
190
* Масса указана для 4-полюсных двигателей. В скобках указана масса двигателя со
щитами из чугуна. В дробях: в числителе – масса двигателя с чугунными станиной и щитами, в знаменателе – масса двигателя с алюминиевой станиной и чугунными щитами.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-81-
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
двигателя
полюсов
Типоразмер
Число
Таблица П.4.3
Габаритные, установочные и присоединительные размеры, мм,
двигателей серии АИР исполнения IM3081 (IМ3082), IМ3041 (IM3042)
Габаритные размеры, Установочные и присоединине более
тельные размеры
l30
d24
h37
l1
d1
d20
d22
d25
АИР71A
АИР71B
272,5
200
117
40
19
165
12
130
АИР80A
296,5
АИР80B
200
124,5
22
165
12
2, 4, 6 320,5
337
АИР90L
АИР100S
360
АИР100L
391
АИР112M
АИРХ112M
250
134,5
250
146,5
50
60
24
215
15
25
215
15
Масса, кг
8,9 (10,8)*
9,7 (11,1)*
12,4 (14,1)*
130
14,1 (16)*
18,9 (21,4)*
180
23,3 (28,,9)*
29,3 (34,4)*
2, 4
50/42,5
АИР112MA
АИРХ112MA4
6
44/36,5
АИР112MB
6
49/41,5
АИРХ112MB
8
49/42
АИР132S
4
74,5/63
АИРХ132S
8
6
435
460
300
50
173
193
80
80
32
38
8
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
265
300
15
19
230
250
44,5/37
73/61,5
73/63,5
-82-
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
двигателя
АИР132M
АИРХ132М
АИР160S
полюсов
Типоразмер
Число
Окончание табл. П.4.3
4
6
h37
l1
d1
d20
d22
4
2
d25
88/75,5
498
86/73,5
86,5/74
42
48
225
110
19
250
140/113
145/113
48
630
400
2
6, 8
300
660
2
4
125/103
42
6, 8
4
125/103
130/103
630
350
4
Масса, кг
82/69,5
2
АИР160M
AИР180M
d24
8
6, 8
АИР180S
l30
2
АИРХ160S
АИРХ160M
Габаритные размеры, Установочные и присоединине более
тельные размеры
680
260
110
155/123
48
165
55
175
48
55
350
19
300
185
195
185
* Масса указана для 4-полюсных двигателей. В скобках указана масса двигателя со
щитами из чугуна. В дробях: в числителе – масса двигателя с чугунными станиной и щитами, в знаменателе – масса двигателя с алюминиевой станиной и чугунными щитами.
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-83-
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Таблица П.5.1
Основные характеристики зубчатых муфт
T,
nmax,
кН∙м об/мин
1,0
1,6
2,5
4,0
6,3
10
16
25
40
63
2500
2100
1900
1600
1300
1100
1000
800
700
600
d
D
D1
D2
L
l
c
B
40
55
60
65
80
100
120
140
160
200
145
170
185
200
230
270
300
330
410
470
105
125
135
150
175
200
230
260
330
390
60
80
85
95
115
145
175
200
230
290
174
174
220
220
270
340
345
415
415
500
82
82
105
105
130
165
165
200
200
240
12
12
12
18
18
18
25
30
30
35
50
50
50
50
60
60
70
70
90
90
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
Зацепление
m
Z
b
l1
2,5
2,5
3,0
3,0
3,0
3,0
4,0
4,0
6,0
6,0
30
38
36
40
48
56
48
56
46
56
12
13
15
18
20
24
30
32
35
40
60
75
75
85
125
145
180
180
210
250
-84-
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Основные характеристики муфт цепных однорядных
T,
кН∙м
d
Цепь
ГОСТ 13568–75
D
1
20, 22
102
0,063 24, 25 110
122
28
122
0,125 25–36 125
162
0,25 32–45 140 162
0,5 40–56 200 222
222
1,0 50–71 210
284
284
2,0 63–90 280
344
344
4,0 80–110 310
424
2
3, 4 1
2
3, 4
h
Радиальное смещение
осей валов, не более
Исполнение Исполнение
Число зубьев Z
l
Шаг цепи р
L
Таблица П.5.2
80 74 36 25 36
92 86 42 27 42
ПР-19,05-3180
19,05 12
1,3
0,16
92
124
124
172
172
220
220
272
272
264
ПР-25,4-6000
25,4
10
1,8
0,20
ПР-25,4-6000
ПР-31,75-8900
25,4 12
31,75 14
1,8
2,0
0,25
0,32
ПР-38,1-12700
38,1
12
3,5
0,40
ПР-50,8-22700
50,8
12
3,8
0,50
ПР-50,8-22700
50,8
14
3,8
0,60
ПР-50,8-22700
50,8
16
3,8
0,80
86
86
86
118
118
168
168
214
214
264
42
58
58
82
82
105
105
130
130
165
27
39
39
57
57
73
73
94
94
124
42
42
42
58
58
82
82
105
105
130
8,0 100–140 350 504 334 334 200 154 165
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-85-
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Основные характеристики муфт цепных двухрядных
T,
кН∙м
d
D
1
0,063
0,125
0,25
0,50
1,0
2,0
4,0
8,0
16
20–24
25
28
25–30
32–36
32–40
42–46
40–50
53–56
50–56
60–71
63–65
70–75
80–90
80–95
100–110
100–125
130–140
125–150
160–180
75
85
95
95
125
115
125
2
3, 4 1
2
98
98
132
132
180
92
92
94
94
126
42
42
58
58
82
27
27
39
39
57
232 182 128 82
296 232 180 105
250 296 232 180 105
183
363 291 233 130
363 291 233 130
320
447 369 287 165
447 369 287 165
340
530 434 360 200
530 434 360 200
440
610 490 430 240
57 58
73 82
73 82
94
94
124
124
154
154
184
12,7
42 2ПР-12,7-3180
12,7
36 2ПР-12,7-3180
12,7
42 2ПР-15,875-4540 15,875
42
2ПР-15,875-4540 15,875
58
170 232 182 128 82 57 58
190
2ПР-12,7-3180
3, 4
108 86 80 36 25 36
128
128
170
170
230
Цепь
ГОСТ 13568–75
Шаг цепи р
Исполнение Исполнение
105
105
130
130
165
165
200
2ПР-19,05-6400
19,05
2ПР-25,4-11400
25,4
2ПР-25,4-11400
25,4
2ПР-31,75-17700 31,75
2ПР-38,1-25400 38,1
2ПР-44,45-34480 44,45
2ПР-44,45-34480 44,45
2ПР-50,8-45360 50,8
2ПР-50,8-45360
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
50,8
12
14
16
16
14
16
18
18
22
16
18
22
16
20
18
22
20
16
18
22
h
Радиальное смещение
осей валов, не более
l
Число зубьев Z
L
Таблица П.5.3
7,5
0,20
7,5
9,5
0,25
9,5
0,32
11,5 0,40
15,5 0,50
15,5
19
0,60
22,5 0,80
26,3
1,00
30
30
1,20
-86-
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-87-
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Таблица П.5.4
Основные характеристики муфт упругих втулочно-пальцевых
2
3
4
1
2
3
20–24 100 104
76
104
76
50
36
38
Несоосность
валов, не более
ради- угло4
альная
вая
24
0,2
1º 30′
25, 28
89
125
89
60
42
44
26
165 121 165 121
80
58
60
38
165 121 165 121
80
58
60
38
225 169 225 160 110
82
85
56
0,5
40–45 170 225 169 225 160 110
82
85
0,71
45–56 190 226 170 226 170 110
82
50–56
82
Т
кН∙м
0,063
0,125
0,25
1,0
2,0
4,0
8,0
d
L
Исполнения
D
1
125
l1
l2
l3
d1
d2
D1
Тормозной
шкив
Dт
В
L4
28
16
16
40
14
63
120
50
33
0,3
1º 00′
32
18
18
55
14
86
120
50
33
0,3
1º 00′
40
20
20
75
16
100
160
60
37
56
0,3
1º 00′
50
24
26
80
18
120
200
80
43
85
56
0,4
1º 00′
55
24
26
100
20
135
250
100
53
85
56
286 216 286 216 140 105 107
72
0,4
1º 00′
60
30
32
120
25
160
250
100
53
288 218 283 218 140 105 107
72
348 268 348 268 170 130 135
95
0,4
1º 00′
70
34
42
150
28
180
320
120
58
80–95 320 350 270 350 270 170 1230 135
95
0,5
0º 30′
80
40
50
160
35
230
400
150
58
100–125 400 432 342 432 342 210 165 170 125
0,5
0º 30′
110
57
72
200
45
280
500
180
61
0,6
0º 30′
140
72
86
240
55
360
630
235
61
30
32–38
40–45
60–70
63–75
80–90
120, 125
120
l
Исполнения
140
220
250
226 170 226 170 110
435 345 435 345 210 165 170 125
16,0 130–150 500 515 415 515 415 250 200 205 155
160
615 495 615 495 300 240 245 185
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-88-
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Основные характеристики муфт с резиновой звездочкой
Отверстие
l
T,
Н∙м
d
Исполнение
1
2
12, 14
30
25
16,0
16, 18
40
28
14
30
25
25,0 16–19
40
28
20
50
36
16, 19
40
28
31,5
20, 22
50
36
20–24
50
36
63
25, 28
60
42
25, 28
60
42
125
30–36
80
58
32–38
80
58
250
40–45 110
82
38
80
58
400
40–48 110
82
D
53
63
71
85
105
135
166
L
Исполнение
1
2
81
101
81
101
121
101
121
128
143
143
188
191
251
196
256
71
77
71
77
93
77
93
100
112
112
144
147
195
152
200
ωmax,
c–1
Таблица П.5.5
Несоосность
валов, не более
ради- углоальная вая
b
h
400
0,2
1°30′
10,5
15
370
0,2
1°30′
12,5
15
315
0,2
1°30′
12,5
15
235
0,2
1°30′
14,5
22
210
0,3
1°30′
16,5
22
160
0,4
1°00′
18,5
25
140
0,4
1°00′
20,5
30
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
-89-
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Таблица П.5.6
Основные характеристики муфт с торообразным упругим элементом
L
T,
кН∙м
Tmax,
кН∙м
0,04
0,125
0,08
0,25
0,125
0,4
0,2
0,63
0,25
0,8
0,315
1,0
d
18, 19
22–24
25
22, 24
25, 28
30
25, 28
30–36
30–38
40
32–38
40–45
35–38
40–48
Исполнение
D
125
160
180
200
220
250
l
1
115
130
140
140
150
185
155
190
200
250
205
255
210
270
2
100
120
130
130
140
170
145
175
185
235
185
240
195
250
1
–
38
44
38
44
60
44
60
60
84
60
84
60
84
2
–
26
28
26
28
40
28
40
40
60
40
60
40
60
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
Угол
Несоосность
закручивания осе- ради- угвая альная ловая
max
5°30′
1,0
1,0
1°00′
5°30′
2,0
1,6
1°00′
5°30′
2,0
1,6
1°00′
5°30′
2,5
2,0
1°00′
5°30′
3,0
2,5
1°30′
5°30′
3,0
2,5
1°30′
-90-
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Окончание табл. П.5.6
L
T,
кН∙м
0,5
0,8
1,25
2,0
3,15
5,0
8,0
12,5
16
20
25
31,5
40
Tmax,
кН∙м
d
40–56
48–56
60, 63
55, 56
3,15
60–75
63–75
5,0
89–90
75
8,0
80–95
100
90, 95
12,5
100–125
100–125
20
130, 140
110–125
25 130–145
160
120, 125
31,5 130–150
160–180
140, 150
40 160–180
180, 190
150
50 160–180
190, 200
160–180
63
190–220
170, 180
80 190–210
220, 240
1,6
2,5
D
280
320
360
400
450
500
560
630
710
800
900
1000
1120
Угол
Несоосность
закручивания осе- ради- угвая альная ловая
max
l
Исполнение
270
280
330
280
330
350
400
355
405
475
415
490
495
570
525
585
665
510
590
670
600
680
760
610
690
770
710
790
720
800
900
250
270
310
270
280
270
320
285
325
385
325
400
400
465
420
480
540
430
490
550
500
560
620
510
570
630
580
640
590
650
84
84
108
84
108
108
132
108
132
168
132
168
168
204
168
204
244
168
204
244
204
244
284
204
244
284
244
284
244
284
334
60
60
75
60
75
75
96
75
96
125
96
126
126
158
126
158
185
126
158
188
158
188
218
158
188
218
188
218
188
218
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
5°30′
4°30′
3,6
3,6
3,0
3,0
1°30′
1°30′
4°30′
4,0
3,6
1°30′
4°30′
4,5
4,0
1°30′
4°30′
4,5
4,0
1°30′
4°30′
5,0
4,0
1°30′
3°30′
5,6
5,0
1°30′
3°30′
6,0
5,0
1°30′
3°30′
6,7
5,0
1°30′
2°30′
7,5
5,0
1°30′
2°30′
9,0
5,0
1°30′
2°30′
10
5,0
1°30′
2°30′
11
5,0
1°30′
-91-
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
ГРАФИК
Детали
машин
5
Все- По
го видам
68
Лекции –
34
Практические – 17
Лабораторные –
17
Форма контроля
Часов
аудиторных
занятий
Экзамен
Наименование
дисциплины
Семестр
учебного процесса и самостоятельной работы студентов по дисциплине «Детали машин»
направлений 150000 и 190000 3-го курса на 5-й семестр 200___/200__ уч. года
Часов на самостоятельную работу
Все- По
го видам
33
Недели учебного процесса семестра
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
ТО – 15
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
РГЗ – 18
ВРГЗ1
ВКП
ЛР
ВЛР1
СРГЗ1
ВРГЗ2
ЗЛР1
ВЛР2
КН
ВТ
ЗЛР2
ВЛР3
1КН
СРГЗ2
ВРГЗ3
ЗЛР3
ВЛР4
ЗЛР4
ВЛР5
ЗЛР5
ВЛР6
СРГЗ3
ЗЛР6
ВЛР7
ЗЛР7
2КН
3КН
ВТ
Условные обозначения: ТО – изучение теоретического курса; РГЗ – расчетно-графическое задание; ВРГЗ – выдача расчетнографического задания; СРГЗ – сдача расчетно-графического задания; КР – курсовая работа; ВКР – выдача курсовой работы; СКР – сдача
курсовой работы; КП – курсовой проект; ВКП – выдача курсового проекта; СКП – сдача курсового проекта; ЛР – лабораторные работы;
ВЛР – выполнение лабораторной работы; ЗЛР – защита лабораторной работы; КН – контрольная неделя (аттестационная неделя); ВТ –
входное тестирование по дисциплине.
Заведующий кафедрой:

Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
«_______» _______________________ 200
г.
-92-
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
ГРАФИК
Часов
аудиторных
занятий
Все- По
го видам
Форма контроля
Наименование
дисциплины
Семестр
учебного процесса и самостоятельной работы студентов по дисциплине «Детали машин»
направлений 150000 и 190000 3-го курса на 6-й семестр 200___/200__ уч. года
Часов на
самостоятельную
работу
Все- По
го видам
Недели учебного процесса семестра
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Детали
машин
6
17
Лабораторные –
17
КП, зачет
КП – 32 ВКП
32
ЛР
ВЛР8
КН
ЗЛР8
ВЛР9
ЗЛР9
ВЛР10
1КН
ЗЛР10
ВЛР11
16
17
СКП
ЗКП
ЗЛР11
2КН
3КН
Условные обозначения: ТО – изучение теоретического курса; РГЗ – расчетно-графическое задание; ВРГЗ – выдача расчетнографического задания; СРГЗ – сдача расчетно-графического задания; КР – курсовая работа; ВКР – выдача курсовой работы; СКР – сдача
курсовой работы; КП – курсовой проект; ВКП – выдача курсового проекта; СКП – сдача курсового проекта; ЗКП – защита курсового проекта; ЛР – лабораторные работы; ВЛР – выполнение лабораторной работы; ЗЛР – защита лабораторной работы; КН – контрольная неделя
(аттестационная неделя); ВТ – входное тестирование по дисциплине.
Заведующий кафедрой:
 Детали машин. Учеб. пособие к практ. занятиям
«_______» _______________________ 200
г.
-93-