Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»
Машиностроительный институт
Кафедра материаловедения, технологии контроля в машиностроении и
методики профессионального обучения
ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
МЕХАНИЗМОВ»
для студентов заочной формы обучения
направления подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)
профиля подготовки «Машиностроение и материалообработка»
профилизации «Сертификация, метрология и управление качеством в
машиностроении»
Екатеринбург
РГППУ
2013
Задания и методические указания к выполнению контрольной работы по
дисциплине «Основы расчета и проектирования измерительных механизмов».
Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессиональнопедагогический университет», 2013. 48 с.
Настоящие методические указания составлены в соответствии с
требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций рабочей программы по
дисциплине «Основы расчета и проектирования измерительных механизмов»
по направлению подготовки 051000.62 Профессиональное обучение ( по
отраслям).
Составители:
доцент, канд. техн. наук;
Г.Н. Мигачева
В методических указаниях приведены краткие теоретические сведения и
методика выполнения контрольной работы по определению основных
параметров зубчатых механизмов, а также порядок расчета передачи «винтгайка», используемых в измерительных механизмах.
Одобрены на заседании кафедры материаловедения, технологии контроля
в машиностроении и методики профессионального обучения.
Протокол от «22» ноября 2013 г. №5.
Заведующий кафедрой КМ
Б.Н. Гузанов
Рекомендованы к печати методической комиссией Машиностроительного
института РГППУ. Протокол от «11» декабря 2013г. № 5.
Председатель методической
комиссии МаИ РГППУ
Ю.И.Категоренко
© ФГАОУ ВПО «Российский
государственный профессиональнопедагогический университет», 2013
© Мигачева Г.Н., 2013
2
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Целью преподавания дисциплины «Основы расчета и проектирования
измерительных механизмов» является изучение способов проектирования
различных типов механизмов, обеспечивающих точность измерения на
измерительных устройствах, формирование теоретических и практических
знаний и умений, необходимых для деятельности по специализации.
Основными задачами изучения дисциплины являются:
 формирование знаний об основах проектирования механизмов
различного типа;
 овладение умениями по выбору структурной схемы (типа) механизма,
обеспечивающей точность измерения, и проектированию основных типов
измерительных устройств;
 овладение
умениями
по
применению
теоретических
знаний,
обеспечивающих формирование у будущих педагогов профессионального
обучения теоретических и практических знаний и умений, необходимых для
деятельности по избранной специализации.
Контрольная
работа
является
завершающим
этапом
в
изучении
дисциплины «Основы расчета и проектирования измерительных механизмов» и
представляет собой самостоятельную работу студента для получения зачета.
Основной целью выполнения контрольной работы является приобретение
студентами практических навыков в проектировании и расчете рычажных
механизмов, расчета передачи винт - гайка скольжения и проверка степени
усвоения знаний по всем раздела дисциплины в результате решения
кроссворда.
В результате выполнения контрольной работы по дисциплине «Основы
расчета
и
проектирования
измерительных
формируются следующие компетенции:
3
механизмов»
у
студента

Общекультурные:

Студент способен проектировать и осуществлять индивидуально-
личностные концепции профессионально-педагогической деятельности (ОК-5);

Студент
способен
самостоятельно
работать
на
компьютере
(элементарные навыки) (ОК-23);

Профессиональные:

Студент способен выполнять профессионально-педагогические
функции
для
обеспечения
эффективной
организации
и
управления
педагогическим процессом подготовки рабочих, специалистов (ПК-1);

Студент
готов
к
проектированию
комплекса
учебно-
профессиональных целей, задач (ПК-19);

Студент
готов
к
проектированию,
применению
комплекса
дидактических средств при подготовке рабочих (ПК-22);

Профессионально-специальные:

Готов выполнять работы, связанные с проектированием деталей и
узлов механизмов (ПСК5).
При выполнении контрольной работы по дисциплине «Основы расчета и
проектирования измерительных механизмов» студент должен:
Знать:
– основы расчета передачи винт - гайка скольжения;
– методику обучения в образовательном учреждении;
– основы проектирования рычажных механизмов.
Уметь:
– определять номенклатуру измеряемых и контролируемых параметров
продукции и технологических процессов;
– конструировать основные структурные схемы для измерительных
устройств;
– рассчитывать основные параметры передач.
Владеть:
– современными методами расчета и проектирования измерительных
механизмов.
4
2. ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
В процессе изучения дисциплины «Основы расчета и проектирования
измерительных механизмов» студенты заочной формы обучения должны
выполнить контрольную работу, которая включает 2 задания:

Основы проектирования зубчатых механизмов;

Расчет передачи «винт-гайка» скольжения.
Для оценки степени усвоения компетенций предлагается решить
кроссворд.
Контрольная работа состоит из расчетно-пояснительной записки и
приложения в виде решенного кроссворда.
Расчетно-пояснительная записка объемом 5…10 страниц печатного
текста, выполненная на листах формата А4 (210x297 мм) в соответствии с
требованиями к текстовым документам по ГОСТ 2.105-95, должна состоять из
следующих разделов:
- Введение.
- Основы проектирования зубчатых механизмов.
- Расчет передачи винт-гайка скольжения.
- Кроссворд.
- Заключение.
- Список использованных источников.
Расчетно-пояснительная записка должна содержать обоснование, ход
работы, расчеты (проектировочные).
Кроссворд в контрольной работе должен быть выполнен на листе
формата А3.
В каждом задании номером варианта будет являться номер последней
цифры зачетной книжки.
Исходные данные по первым двум заданиям в контрольной работе
выбираются в зависимости от номера варианта.
Номер кроссворда выбирается по последней цифре в зачетной книжке.
Кроссворд содержит в себе вопросы по всем разделам дисциплины «Основы
расчета».
Срок сдачи контрольной работы - за неделю до зачетной недели.
5
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Задание №1.
Тема: Основы проектирования зубчатых механизмов.
Цель: приобрести навыки в проектировании и расчете зубчатых
механизмов.
Задачи:

закрепить знания о зубчатых механизмах, индикаторах часового
типа, их конструкциях и принципе действия;

научиться производить расчет передаточного числа индикатора
часового типа;

научиться вычислять величину перемещения измерительного
наконечника индикатора часового типа;

научиться определять и назначать погрешность измерения с
использованием справочной литературы.
Оснащение:

методические указания;

схема конструкции индикатора часового типа;

калькулятор инженерный;

справочная литература.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Назначение зубчатых механизмов
Зубчатые механизмы (передачи) - это механизмы, в которых движение
между звеньями передается с помощью последовательно зацепляющихся
зубьев.
Зубчатые механизмы являются наиболее распространенным в
машиностроении и приборостроении видом передач благодаря существенным
достоинствам:

компактности;

высокой надежности в широком диапазоне мощностей (до 150
МВт) и скоростей (до 275 м/c);

высокому КПД;

простоте ухода;
6

обеспечению высокой точности передаточного отношения;

сравнительно малым нагрузкам на валы и опоры.
Недостатки передач обусловлены:

высокой трудоёмкостью изготовления колес;

относительно высоким требованием к точности изготовления и
монтажа;

возможностью появления шума при работе на больших скоростях.
Зубчатые механизмы служат для передачи вращения от одного вала
(входного) к другому валу (выходному).
Основные виды зубчатых механизмов представлены на рисунках 2, 3, 4.
В механизмах часового типа перемещение стрелки обеспечивается за
счёт системы зубчатых колёс. Такие механизмы применяются в механических
и электромеханических приборах измерения времени (часах, секундомерах,
хронометрах), а также в индикаторах часового типа, граммометрах часового
типа, шагомерах и других устройствах.
7
Единственной
измерительной
головкой,
имеющей
механизм
увеличивающего устройства в виде только зубчатых передач, является
индикатор часового типа.
Термин «индикатор» произошел от латинского слова indico «указываю», «определяю». Этот термин используется в различных областях
техники для определения устройств или приборов, отображающих ход
процесса или состояние объекта наблюдения в форме, удобной для восприятия
человеком (индикаторы давления, индикаторы газоразрядки, индикаторы
изотопные и т. д.).
Индикатор часового типа - это измерительный прибор,
предназначенный для абсолютных и относительных измерений и контроля
отклонений от заданной геометрической формы детали, а также взаимного
расположения поверхностей.
Измерительные головки имеют механическое преобразующее
устройство, которое обеспечивает преобразование малых перемещений
наконечника инструмента в большие перемещения стрелки указателя.
Перемещения стрелки указателя наблюдают на шкале отсчетного устройства.
Различают измерительные головки зубчатые и рычажно-зубчатые.
Зубчатые измерительные головки (рис. 5) — индикаторы часового типа
с ценой деления 0,01 мм изготавливают следующих основных типов: ИЧ02;
ИЧ05; ИЧ10; ИЧ25. Измерительный стержень у этих индикаторов
перемещается параллельно шкале и обеспечивает диапазоны измерений
соответственно 0… 2; 0… 5; 0… 10; 0…25 мм.
Рисунок 5 – Зубчатая измерительная головка:
а) общий вид: 1- измерительная шкала, 2-кольцо для установки шкалы на ноль, 3-стрелка
указатель, 4-стрелка отсчета числа оборотов, 5-гильза, 6-стержень, 7-наконенчник, 8-корпус,
9-крепежное ушко, 10- головка отвода измерительного стержня;
б) кинематическая схема: 1- пружина, 2-гильза, 3- стрелка указатель, 4-стрелка контроля
числа оборотов, 5-пружина, 6-ось, 7-10- зубчатые колеса, 11- зубчатая рейка,
12- наконечник.
8
Схема и конструкция индикатора часового типа
Схема индикатора (рис.7, а) состоит
из рейки 1, которая нарезана на
измерительном
стержне,
имеющем
измерительный
наконечник
2,
зацепляющейся с трибом 3 (трибом
называют обычно зубчатое колесо малого
модуля с небольшим числом зубьев 6-16,
чаще всего изготовленное за одно со своей
осью, так называемое «валковое колесо»).
На одной оси с трибом установлено
зубчатое колесо 4 большего диаметра,
Рисунок 6 - Индикатор часового типа: находящееся в зацеплении с трибом 5, на
оси которого установлена основная
1-измерительный стержень,
2-10-направляющие втулки, 3-пружина,
стрелка 6.
4,7,8- шестерни, 5-большая (подвижная)
С помощью стрелки по шкале 7
шкала, 6-большая стрелка индикатора,
отсчитывают перемещения измеритель9-зубчатая рейка, 11- малая стрелка
индикатора, 12- корпус, 13- малая шкала,
ного наконечника 2.
14- ободок корпуса, 15- пружина,
16- шестерня.
Рисунок 7 - Индикатор часового типа:
а - схема; б - конструкция индикатора ИЧ-10
9
Индикатор относится к так называемым многооборотным головкам, т.е.
к головкам, в которых стрелка совершает несколько оборотов при перемещении
наконечника в диапазоне показания. Поэтому в схеме индикатора установлена
дополнительная стрелка 8 на оси вспомогательного колеса 9, зацепляющегося с
трибом 5, и шкала 10, по которой отсчитывают числа оборотов основной
стрелки.
В связи с тем, что преобразующий механизм индикатора должен
обеспечивать отсчет при перемещении измерительного стержня в обоих
направлениях (как известно, большинство зубчатых передач работает по одной
стороне профиля зуба, а по другим профилям существует так называемый
боковой зазор), в индикаторе для этой цели используют вспомогательное
колесо 9, находящееся под воздействием пружинного устройства 11,
обеспечивающее зацепление всех зубчатых передач только по одним
профилям зубьев вне зависимости от направления перемещения
измерительного стержня. Плоскую спиральную пружину 11 чаще всего
называют «волосок» за ее малую толщину. Один конец этой пружины
закреплен на колесе 9, а второй конец закреплен неподвижно на корпусе
механизма индикатора.
В принципе волосок можно было бы установить непосредственно на оси
триба 5, однако тогда необходимо было бы брать большой волосок, так как
триб 5 делает несколько оборотов. Поэтому зубчатое колесо 9 выполняет роль
уменьшающей передачи от триба 5 на
волосок (колесо 9 имеет диаметр
значительно больший, чем триб 5).
В
индикаторе
предусмотрена
винтовая пружина 12, один конец которой
укреплен на измерительном стержне, а
другой - на корпусе индикатора.
Этой пружиной измерительный
стержень поджимается к детали, т. е.
создается измерительное усилие.
Механизм индикатора располагается
в круглом корпусе (рис.7, б), диаметр
которого делают в зависимости от
диапазона
показания
индикатора.
Конструкция его понятна из рисунка 7, б с
Рисунок 8 - Приспособление для
теми же позициями, что и на рис.7, а.
проверки биения стержня (а) и
тарелки (б) клапана:
10
1 и 5- кронштейны для установки
индикатора.
Измерительный стержень, на котором нарезана рейка, обычно делают
цилиндрической формы.
11
Он перемещается в корпусе по направляющей скольжения. Для
закрепления индикатора предусмотрена гильза — цилиндр диаметром 8 мм. Во
многих индикаторах имеется специальное крепление в виде кронштейна (рис. 8, 9) на
плоскости крышки с противоположной стороны от шкалы (крепление «за
ухо»).
Рисунок 9 - Проверка осевого зазора подшипников ступицы переднего
колеса приспособлением 02.7834.9505:
1 - индикатор, 2 - болт, 3 - кронштейн, 4 - ступица колеса.
Это крепление часто оказывается более удобным, так как при установке
на цилиндре при сильном сжатии можно «пережать» стержень и он не будет
перемещаться.
Для установления стрелки на нуль либо на штрих шкалы в конструкции
индикатора предусмотрен поворот шкалы за наружный ободок относительно
стрелки.
Расчет передаточного числа индикатора
Основной характеристикой зубчатого механизма является передаточное
число.
Передаточным числом механизмов, содержащих зубчатые передачи,
называется отношение чисел зубьев колеса (большее по диаметру зубчатое
колесо пары) к числу зубьев шестерни (меньшее зубчатое колесо пары).
Передаточное число последовательного соединения передач равно
произведению передаточных чисел отдельных пар. В общем виде передаточное
число для увеличивающих передач характеризует отношение величины
12
перемещения выходного звена к перемещению входного звена, т. е. оно всегда
или равно или больше 1.
U = Rφ/l,
где
(1)
R – длина стрелки от оси поворота до свободного конца;
φ – угол поворота стрелки;
Rφ – перемещение конца стрелки индикатора (выходного звена);
l – величина перемещения измерительного наконечника (перемещение
рейки входного звена).
Величину перемещения измерительного наконечника l можно выразить
как произведение радиуса делительной окружности триба 3 (r3) на угол его
поворота, т. е.
l = r3α,
где
(2)
r3 - радиус делительной окружности триба; α - угол поворота.
Угол поворота стрелки φ равен углу поворота триба 3, умноженному на
передаточное число передачи от стрелки до этого триба, т. е.
φ = (αz4)/z5,
(3)
Отсюда передаточное число индикатора:
U = R/z3,
(4)
или, заменив r3:
r3 = mz3/2
(5)
получим:
U = (2R/ mz3) × (z4/z5).
(6)
Передаточное число индикатора можно получить, если представить себе
конечное звено стрелки и начальное звено триба как рычаг, и тогда
передаточное число равно отношению плеч рычага, увеличенному на
передаточное число зубчатой пары, т. е.
13
U = (R/r) × (z4/z5),
где
(7)
r - радиус делительной окружности триба 3.
И таким образом,
U = (2R/ mz3) × (z4/z5),
(8)
Одним из основных показателей индикатора, облегчающих его
использование и ограничивающих число вариантов для расчета, является
условие, что при перемещении наконечника на l = 1 мм стрелка совершает один
оборот т.е.
r3 = mz3/2
(9)
Это ограничение дает возможность получить выражение для определения
значения модуля зубчатых зацеплений, используя приведенные выше
зависимости для l (2) и для
φ(3);
α = l/r3; φ = 2 = (l/r3) × (z4/z5)
(10)
2 = (2/mz3) × (z4/z5)
(11)
m = (1/z3) × (z4/z5)
(12)
В отечественных конструкциях индикаторов с диапазоном показаний 5 и
10 мм из многолетней практики установились значения z3=16, z4=100 и z5=10
зубьев.
В указанных выше индикаторах длина стрелки от оси поворота до конца
обычно равна 25 мм. Тогда передаточное число U, т.е. перемещения
измерительного наконечника индикатора преобразуются в перемещения конца
стрелки с увеличением в U раз.
Интервал деления на шкале индикатора определяют так же, исходя из
принятого условия, что полный оборот стрелки должен соответствовать
перемещению наконечника на 1 мм. Поскольку цена деления индикатора
принята 0,01 мм, то на шкале должно содержаться 100 делений. Тогда для
определения интервала деления шкалы, а необходимо длину окружности,
описываемой концом стрелки индикатора, разделить на 100 частей, т. е.
α = 2R/100
(13)
14
Погрешность измерения индикатором
Погрешности
индикатора
нормируются
в
зависимости от
используемого диапазона показаний (в зависимости от перемещения
измерительного стержня).
Обычно на участке в 0,1 мм погрешность находится в пределах 5-8 мкм;
на участке в 1-2 мм погрешность 10-15 мкм; на участке до 3 мм - до 15 мкм; на
участке до 5-10 мм погрешность находится в пределах 18-22 мкм.
Таким образом, на небольшом участке погрешность индикатора
находится в пределах цены деления. На больших пределах погрешность
превышает цену деления. Это показывает, что отсчитывать доли от цены
деления (т. е. тысячные доли миллиметра - микрометры) на индикаторе
часового типа нельзя.
При измерении колебаний размера погрешность измерения зависит от
используемого перемещения измерительного стержня, не жесткости
установочных узлов (штативов и стоек).
При использовании перемещения измерительного стержня до 10 мм
погрешность измерения биения составит от 15 мкм (для размеров деталей 1-3
мм) до 20 мкм (для размеров 350-500 мм).
При измерении биений в пределах 0,1 мм погрешность измерения равна
10 мкм и практически не зависит от размера детали. При измерении биений,
равных 2-3 ценам деления (20-30 мкм), погрешность в большинстве случаев
составляет 5 мкм. При этом имеется в виду, что измерение производится с
использованием штативов, имеющих достаточную жесткость.
При измерении размеров деталей сравнением с размерами концевых мер
длины погрешность измерения зависит также от точности используемых
концевых мер длины и от температурных условий, при которых производится
измерение. В зависимости от этих факторов погрешность измерения может
составлять от 5 до 40 мкм.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ №1
1.
Выбрать исходные данные в соответствии с номером варианта,
приведенного в таблице 1.
2.
Вычислить модуль (m) зубчатых зацеплений (не округлять).
m = (1/z3) × (z4/z5)
3.
Определить с каким увеличением преобразуется перемещение
измерительного наконечника индикатора в перемещение конца стрелки (u).
U = (2R/ mz3) × (z4/z5).
15
4.
Определить интервал деления шкалы (а).
α = 2R/100
5.
6.
7.
Определить погрешность измерения.
Результаты изложить в виде расчетов.
Ответить на контрольные вопросы.
Таблица 1 – Исходные данные
Вариант
1
Длина стрелки от
оси поворота до
30
конца
Вариант
2
Вариант
3
Вариант
4
Вариант
5
25
20
15
10
Вопросы для самопроверки
1.
Назовите основные составляющие части индикатора часового типа.
2.
Дайте определение передаточного числа механизма.
3.
Как называется меньшее зубчатое колесо пары?
4.
Как определить перемещение измерительного наконечника l.
5.
Как определить интервал деления шкалы?
6.
Чему равен модуль зубчатого зацепления?
7.
Назовите формулу для определения передаточного числа
индикатора.
16
Пример расчета параметров индикатора часового типа
1.
Выбрать исходные данные в соответствии с номером варианта,
приведенного в таблице 1.
2.
Вычислить модуль (m) зубчатых зацеплений (не округлять).
m = (1/z3) × (z4/z5),
где z3=16, z4=100 и z5=10 зубьев.
m
1 100
 0,199 мм
3,1416 10
3.
Определить с каким увеличением преобразуется перемещение
измерительного наконечника индикатора в перемещение конца стрелки (u).
Длина стрелки от оси поворота до конца равна 25 мм.
Определим передаточное число (u):
U = (2R/ mz3) × (z4/z5),
U
225 100

 157 ,
0,19916 10
т.е
перемещения
измерительного
наконечника индикатора преобразуется в перемещения конца стрелки с
увеличением в 157 раз.
4.
Определить интервал деления шкалы (а).
α = 2R/100.
a
2R 23,1425

 1,57 мм
100
100
5.
Определить погрешность измерения.
Так как диапазон показаний выбранного индикатора часового типа 5 и 10
мм, то погрешность находится в пределах 18 - 22 мкм.
6.
Результаты изложить в виде расчетов.
7.
Ответить на контрольные вопросы.
17
Задание №2.
Тема: Расчет передачи винт-гайка скольжения.
Цель: приобрести навыки в расчете передачи «винт-гайка» скольжения.
Задачи:

закрепить знания о винтовых передачах и их видах, достоинствах и
недостатках;

научиться производить расчет передаточного числа передачи
«винт-гайка» скольжения;

научиться проводить расчет передачи «винт-гайка» скольжения на
прочность;

научиться вычислять КПД передачи «винт-гайка» скольжения с
использованием справочной литературы.
Оснащение:

методические указания;

схема действия передачи «винт-гайка» скольжения;

калькулятор инженерный;

справочная литература.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Назначение передачи «винт-гайка» скольжения
Винтовая передача - механическая передача, преобразующая
вращательное движение в поступательное, или наоборот. Винтовая передача
состоит из винта и гайки.
Механизмы «винт - гайка» используются для преобразования
вращательного движения в поступательное. Для этой цели их применяют в
домкратах,
прессах,
металлорежущих
станках, прокатных
станах,
грузоподъемных механизмах, роботах, испытательных стендах и в других
устройствах.
Для преобразования поступательного движения во вращательное эти
механизмы используются редко (механизм перемещения пленки фотоаппарата).
Достоинства винтовых передач:

бесшумны в работе,

повышенная плавность зацепления;

просты по конструкции и в изготовлении;

позволяют получать большой выигрыш в силе.
18
К недостаткам следует отнести:

относительно низкий КПД;

склонность к заеданию;

тихоходность передачи.
Рисунок 10 - Винтовой домкрат:
1 - рукоятка, 2 - подвижный винт,
3 - неподвижная гайка, 4 - станина.
Рисунок 11 - Винтовая передача с
подвижной гайкой (стрелками показано
направление движения):
1 - направляющая, 2 - неподвижный винт,
3 - подвижная гайка.
Рисунок 12 - Схема действия передачи «винт-гайка»
Современные винтовые передачи могут содержать как неподвижную гайку и
подвижный винт, например в винтовом домкрате (рис.10), так и неподвижный
винт, и подвижную гайку, например ходовые винты станков (рис.11).
19
Виды винтовых передач
Винтовые передачи могут быть:

скольжения (рис.13а);

качения (когда гайка содержит
канавки с помещенными туда шариками)
(рис.13б);

планетарными
роликовыми
(перспективные передачи, обладающие
большой точностью и жесткостью);
Рисунок 14 - Шариковая

волновые (для очень малых
винтовая передача
поступательных перемещений);

гидростатические (с малыми трением, износом и повышенной
точностью).
Передачи типа «винт – гайка» применяют в подъемных механизмах, в
станках (механизмы подачи рабочих инструментов), в измерительных приборах
(механизмы для точных перемещений, микрометрические и дифференциальные
винты), в прокатных станах (регулировочно–установочные механизмы
подшипников, нажимные винты), в винтовых процессах.
Винтовые механизмы принципиально ничем не отличаются от резьбовых
соединений, но так как они применяются для передачи движения, то трение в
резьбе должно быть минимальным.
Рисунок 13 - Передача:
а) с трением скольжения, б) с трением качения
20
Наименьшее трение между винтом и гайкой обеспечивает прямоугольная
резьба (рис. 16), однако ее не технологичность, то есть невозможность
нарезания на резьбофрезерных станках, и небольшая прочность по сравнению с
трапецеидальной резьбой делают ее применение крайне ограниченным.
Поэтому для передаточных винтов применяют главным образом
трапецеидальную резьбу (рис. 17) с мелким, средним и крупным шагами и
упорную резьбу.
Наибольшее распространение получила трапецеидальная резьба со
средним шагом. Трапецеидальную резьбу с мелким шагом используют при
относительно небольших перемещениях; трапецеидальную резьбу с крупным
шагом – при тяжелых условиях эксплуатации. Профиль трапецеидальной
резьбы позволяет использовать ее в механизмах с реверсивным перемещением.
Для передач с большими односторонними нагрузками (прессы, домкраты,
нажимные устройства в прокатных станах и др.) применяют упорную резьбу
(рис. 18).
Рисунок 18 - Профиль и основные
параметры упорной резьбы
Рисунок 15 - Волновая зубчатая
передача
Резьба винтов и гаек передач бывает правой или левой, однозаходной или
многозаходной.
Рисунок 17 - Профиль и основные
параметры трапецеидальной
однозаходной резьбы
Рисунок 16 - Силы взаимодействия
между винтом и гайкой на примере
прямоугольной резьбы
21
Материалы винтов должны обладать высокой износостойкостью и
хорошей обрабатываемостью, а более нагруженные – высокой прочностью.
Винты, не подвергаемые закалке, изготовляют из сталей 45, 50, А50, а винты,
подвергаемые закалке, выполняют из сталей У10, У65, 40Х, 40ХГ и др.
Материал гаек – бронзы оловянные БрОФЮ– 1, БрОЦС–6–6–3 и др.
Для червяков рулевого управления автомобилей, механизмов наводки
ракет и ходовых винтов станков используют шариковые винты. Канавки
шарикового винта 3 (рис.19, I) и гайки 2 в осевом сечении имеют полукруглую
форму. Непрерывный замкнутый поток шариков 4 заполняет винтовое
пространство между желобами по всей длине гайки. Пройдя его, шарики
переходят в округленный трубчатый канал 1, по которому они возвращаются в
рабочую зону винтовой пары.
Рисунок 19 - Шариковая пара «винт-гайка»:
исполнение I и II
Коэффициент полезного действия шариковой винтовой пары много выше,
чем обычной, вследствие резкого снижения трения в резьбе.
Для полного устранения зазоров в шариковой паре «винт – гайка» на
винте устанавливают одновременно две шариковые гайки 2 (рис. 19, II), между
которыми
помещают
стальную
пружину
5.
Пружина,
создавая
предварительный натяг между винтом 3, шариками и гайками, устраняет все
зазоры в передаче.
Рабочие поверхности такой передачи закаливают до твердости НRC60 и
выше. Винты изготавливают из сталей ХВГ, 7ХГ2ВМ с объемной закалкой.
Материал гаек – стали 9ХС, ШХ15, ХВГ с объемной закалкой и др.
22
Передаточное отношение винтовой передачи равно:
U = C/L = d/pK,
где
(14)
С – длина окружности, по которой перемещается точка приложения силы;
L – ход винта, p – шаг винта, К – число заходов винта.
Расчет передачи винт–гайка на прочность
Как показывает опыт, неудовлетворительная работа винтовых передач
чаще всего вызывается износом резьбы.
Поэтому основным расчетом всех винтовых передач является расчет на
износ, в результате которого определяют диаметр винта и высоту гайки.
Проверяя среднее давление р в резьбе, полагают, что все витки резьбы
нагружены равномерно.
Рисунок 20 – Расчет передачи винт-гайка на износостойкость
Расчет передачи на износостойкость ведут из условия не выдавливания
смазочного материала, предполагая, что вследствие приработки нагрузка по
виткам резьбы распределяется равномерно:
pизн = Fa/Azв = Fa/ (d2×H1×zв) ≤ [p]изн ,
где
(15)
Fa – внешняя осевая сила;
А – площадь рабочей поверхности витка;
d2 – средний диаметр резьбы;
Н1 – рабочая высота профиля резьбы;
zb – число витков в гайке высотой Н: zе = Н/р (здесь р — шаг резьбы);
[p]изн - допускаемое давление (выбирается по табл. 2).
23
Таблица 2 - Допускаемое давление в резьбе для пары «винт-гайка»
Материал винтовой пары
[p]изн, Мпа
Закаленная сталь—бронза
10 - 12
Незакаленная сталь—бронза
8 - 10
Закаленная сталь—антифрикционный чугун АЧВ-1, АЧК-1
7-9
Незакаленная сталь—антифрикционный чугун АЧВ-2, АЧК-2
6-7
Незакаленная сталь—чугун СЧ20, СЧ25
5
Примечание. При редкой работе, а также для гаек малой высоты
значение [p]изн может быть повышено на 20%.
Для проектного расчета полученную формулу целесообразно
преобразовать, заменив z на (H/pp), обозначив ψH = H/d2 - коэффициент
высоты гайки, ψh = h/pp - коэффициент высоты резьбы.
Тогда (рис.20):
,
(16)
Принимают ψh = 0,5 для трапецеидальной и ψh = 0,75 для упорной
резьбы; ψh = 1,2 - 2,5 в зависимости от конструктивных соображений (большие
значения для резьб меньших диаметров). Полученное значение d2 согласуется
со стандартом.
После расчета резьбы сильно нагруженные винты, например винты
домкратов, проверяют на прочность, принимая [] = 0,3т, и на устойчивость.
КПД передачи винт-гайка скольжения
В передаче винт-гайка скольжения потери возникают в резьбе и в опорах.
Потери в резьбе составляют главную часть. Они зависят от профиля резьбы, ее
заходности, материала винтовой пары, точности изготовления, шероховатости
контактирующих поверхностей и вида смазочного материала:
(24)
где
ηon – коэффициент, учитывающий потери в опорах. Этот
коэффициент зависит от конструкции винтового механизма. Так, для ходовых
винтов станков (опоры - подшипники качения) ηon = 0,98.
24
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ №2
Рассчитать винт домкрата, а так же определить его КПД. Резьба
самотормозящая упорная грузоподъемность Fа, кН, l, м, подпятник –
шариковый. Исходные данные приведены в таблице 3.
Порядок расчета:
1.
Выбрать исходные данные в соответствии с номером варианта,
приведенного в таблице 3.
2.
Рассчитать винт, определив его диаметр.
3.
Выбираем резьбу и из стандарта выписываем ее параметры:
d, р - шаг резьбы, d1, d2, h, коэффициент трения  = 0,1 будет постоянным.
Номер ГОСТа выбранной резьбы смотреть в таблице 4.
4.
Определяем число витков.
5.
.
Рассчитываем КПД домкрата.
6.
Результаты изложить в виде расчетов.
Варианты заданий для расчета передачи винт-гайка скольжения
Таблица 3 – Исходные данные
Вариант
Fa , кН
l, м
50
0,6
1
200
0,7
2
125
0,8
3
150
0,9
4
75
1,0
5
материал винта
Сталь 45
Сталь 35
Сталь 40ХГ
Сталь 40ХГ
Сталь 35
25
материал гайки
Бронза Бр010Ф1
Чугун АЧК-1
Чугун АЧВ-1
Бронза Бр010Ф1
Бронза Бр010Ф1
Окончание таблицы 3
125
6
250
7
200
8
75
9
100
0
0,9
0,8
0,7
0,6
1,0
Сталь 45
Сталь 50
Сталь 50
Сталь 40ХГ
Сталь 50
Таблица 4 - Обозначения стандартных резьб
Тип резьбы
Стандарт
Метрическая
Дюймовая
Трубная
цилиндрическая
Трубная
коническая
ГОСТ 9150-81 - профиль;
ГОСТ 24705-81 - основные размеры;
ГОСТ 8724-81- диаметры и шаги;
ГОСТ 16093-81 - допуски
ОСТ НКТП 1260- профиль.
основные размеры, допуски
ГОСТ 6357-81- профиль,
основные размеры, допуски
ГОСТ 6211-81 - профиль,
основные размеры, допуски
Коническая
дюймовая
ГОСТ 6111-52- профиль,
основные размеры, допуски
ГОСТ 9150-81- профиль;
Метрическая
ГОСТ 25229-82- основные размеры,
диаметры н шаги;
коническая
ГОСТ 16093-81 - допуски
ГОСТ 9484-81 - профиль;
Трапецеидальная ГОСТ 24738-81 - основные размеры,
однозаходная
диаметры н шаги;
ГОСТ 9562-81 - допуски
ГОСТ 9484-81 - профиль;
Трапецеидальная
ГОСТ 24739-81 - основные размеры,
многозаходная
шаги, ходы н допуски
ГОСТ 10177-82 - профиль, основные
Упорная
размеры, диаметры и шаги
ГОСТ 25096-82 - допуски
ГОСТ 13535-87., профиль, основные
Упорная
размеры, диаметры, шаги н допуски
усиленная 45°
Круглая
ГОСТ 13536-68 -й профиль, основные
размеры, допуски
26
Чугун СЧ20
Чугун СЧ20
Бронза Бр010Ф1
Чугун АЧК-2
Чугун СЧ25
Вид
Крупный шаг
Мелкий шаг
Многозаходная
Левая
Наружная
Внутренняя
Класс А (повышенный)
Класс В (нормальный) Левая
Наружная
Внутренняя
Внутренняя
цилиндрическая
Левая
Наружная
Внутренняя
Коническая
Внутренняя
цилиндрическая
Левая
Однозаходная
Левая
Многозаходная
Левая
Однозаходная
Многозаходная
Левая
Однозаходная
Многозаходная
Левая
Правая
Вопросы для самопроверки
- Как устроена передача винт-гайка скольжения и где ее применяют?
- Какие резьбы применяют для грузовых винтов?
- Каковы преимущества и недостатки винтовых передач скольжения по
сравнению с передачами качения?
- Почему в домкратах передачу выполняют самотормозящей?
- Из каких материалов изготовляют винты и гайки?
- Что является основной причиной выхода из строя передачи винт-гайка
скольжения?
- Что понимают под передаточным отношением винтовых передач?
- Как использовать свойство самоторможения винтовых передач?
27
Пример расчета передачи винт-гайка скольжения
Рассчитать винт домкрата, а так же определить его КПД. Резьба
самотормозящая упорная грузоподъемность Fа = 150 кН, l = 1,0 м, винт - сталь
35, гайка - чугун, подпятник - шариковый.
Решение.
1.Определим диаметр винта из условия износостойкости, приняв
[см] = 6 МПа, ψH = 1,8 , ψh = 0,75
(ψH и ψh) – коэффициент высоты гайки и резьбы.
2. По таблицам стандарта выбираем резьбу:
М 85х12 d = 85 мм, р = 12 мм шаг резьбы
d1 = 64,2 мм, d2 = 76 мм, h = 9 мм (коэффициенты резьбы), коэффициент
трения  = 0,1
Угол подъема резьбы
,
что обеспечивает запас самоторможения.
3. Число витков:
4. Для домкрата (при наличии слабой смазки в винте  = 0,1)
28
4. КРОССВОРД.
В соответствии с номером варианта, необходимо выбрать номер кроссворда из
таблицы 5 и ответить на его вопросы.
Таблица 5 - Выбор кроссворда.
№
1
2
3
варианта
№
1
2
3
кроссворда
4
5
6
7
8
9
4
5
6
7
8
9
29
КРОССВОРД №1
30
Вопросы к кроссворду 1.
По горизонтали:
1. Как называется деталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента
и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор?
2. Любое условие, которое уменьшает число степеней свободы механизма, называют
______?
3. Какой метод применяют для обработки закаленных зубьев, для достижения
высокой точности?
4. Как называется один из принципов проектирования механизмов, когда проявляется
стремление к использованию однотипных и стандартных элементов?
5. Как называется система тел, предназначенных для преобразования движения
одного или нескольких твердых тел и (или) сил, действующих на них, в требуемые движения
других тел и (или) сил?
6. Как называется соединение деталей, осуществляемое с помощью болта, гайки и
шайбы?
7. Какой механизм показан на рисунке 2?
8. Один из недостатков зубчатых передач?
9. Один из видов разрушения зубчатых колес?
10. Как называется зубчатая передача, изображенная на рисунке 3?
11. Профиль зубьев зубчатого колеса?
12. Как называется передача зубчатого колеса с V = 3…15 м\с?
13. Как сталь является материалом для изготовления зубчатых колес?
14. Кинематическая пара с тремя степенями свободы в относительном движении
соединяемых твердых тел называется ________?
15. На рисунке 1, как передача показана?
16. Как называется кинематическая цепь, у которой имеется хотя бы одно звено,
входящее только в одну кинематическую пару?
17. Как называется спираль, образованная на цилиндрической или конической
поверхности по винтовой линии с постоянным шагом?
18. Одно из достоинств шпоночных соединений - это низкая ______?
По вертикали:
1. Как называется инструмент для нарезания глухого отверстия?
2. Какая резьба показана на рисунке 4?
3.Один из видов шпонки?
4. Векторная диаграмма, на которой в масштабе изображены в виде векторов звенья
механизма, называется - _________ положений?
5. Как называется звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом
в требуемые движения других звеньев?
6. Как называется процесс разработки технической документации, содержащей
технико-экономические обоснования, расчеты, чертежи, макеты, сметы, пояснительные
записки и другие материалы, необходимые для производства машины?
7. Одно из достоинств шлицевых соединений - это уменьшенная длинна ______?
8. Как называется крепёжное изделие в виде стержня с головкой и специальной
наружной резьбой, образующей внутреннюю резьбу в отверстии соединяемого предмета?
9. Как называется широко распространённый способ изготовления резьбовых деталей
в технологических процессах?
10. Какое соединение показано на рисунке 5?
11. Какое шлицевое соединение изображено на рисунке 6?
12. Как называется крепёжное изделие с резьбовым отверстием, образующее
соединение с помощью винта, болта или шпильки?
31
КРОССВОРД №2
32
Вопросы к кроссворду №2
По горизонтали:
1. Как называется устройство, выполняющее механические движения для
преобразования энергии, материалов и информации?
2. Один из факторов, влияющих на выбор масла для зубчатой передачи?
3. Механическая система, состоящая из нескольких зубчатых колёс (шестерён),
вращающихся вокруг центральной, солнечной, шестерни - это _______ передача?
4. Какая зубчатая передача показана на рисунке 5?
5. Какие материалы применяются при изготовлении зубчатых колёс тихоходных
открытых передач?
6. Как называется передача, являющаяся зубчато-винтовой, состоит из червячного
(косозубого) колеса с зубьями специальной формы и червяка?
7. Как называется механизм с геометрическим замыканием звеньев, который не
содержит кинематических пар четвертого класса?
8. На рисунке 1 показан штифт цилиндрический _______?
9. Как называется стержень с резьбой на обоих концах?
10. Недостаток резьбовых соединений - значительная _________ напряжений в
местах резкого изменения поперечного сечения?
11. Как называется соединение деталей, осуществляемое с помощью винта,
ввинчиваемого в одну из соединяемых деталей, либо винта, шайбы и гайки?
12. Механизмы, траектория точек звеньев которых, расположены в одной или
параллельных плоскостях называются _______?
13. Как называется одноподвижная пара - цилиндрический шарнир, когда наложено
пять условий связи: исключены все движения, кроме вращательного?
14.
Группа _____ - кинематическая цепь, присоединение которой к механизму или
ее отсоединение образует механизм, имеющий подвижность, равную подвижности
исходного механизма, не разделяемая на другие цепи с теми же свойствами?
15.
Как называется цепь, у которой нет звеньев, имеющих свободные элементы
кинематических пар?
16. Как называется звено, совершающее полный оборот вокруг неподвижной оси?
По вертикали:
1. Планетарную передачу, в которой одно из центральных колёс неподвижно,
называют _______?
2. Один из недостатков шлицевых соединений – _____ изготовления?
3. Один из принципов проектирования механизмов, заключающийся в надежности
сложной системы всегда меньше надежности самого ненадежного элемента?
4. Инструмент в виде зубчатого колеса с режущими элементами для нарезания зубьев
реек и зубчатых колес методом обкатки?
5. По условному обозначению М20-6g определите вид резьбы?
6. Причина разрушения зубьев, которая происходит преимущественно в
высокоскоростных быстроходных передачах?
7. Достоинство шпоночных соединений – _______ конструкции?
8. Какие соединения применяют для закрепления деталей на валах и осях, колоннах,
кронштейнах?
9. Какое шлицевое соединение изображено на рисунке 4?
10. Какой метод образования резьбы показан на рисунке 3?
11. Инструмент для нарезания резьбы на стержнях (болт, винт, шпилька и др.), т.е.
наружной резьбы?
12. Какая кинематическая цепь показана на рисунке 2?
13. Как называется цилиндрический стержень с головкой?
33
КРОССВОРД №3
34
Вопросы к кроссворду №3
По горизонтали:
1. Одно из достоинств резьбовых соединений?
2. Как называется величина, обратная масштабному коэффициенту?
3. Изменение числа зубьев приводит к изменению _____ зуба?
4. Как называется изделие, изготовленное из единообразного, по наименованию и
марки материала, без применения сборочных операций?
5. Какая резьба наиболее широко используется в промышленности?
6. Как называется изделие, являющееся частью опоры или упора, которое
поддерживает вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью?
7. Что в отличие от болтов могут иметь как шестигранную, так и квадратную,
полукруглую, цилиндрическую и потайную со шлицем головку?
8.Как называется упругий элемент, предназначенный для накапливания и поглощения
механической энергии?
9. На рисунке 3 изображен упорный _____ подшипник?
10. Какое литье применяется при изготовлении крупных зубчатых колёс (d=500мм),
работающих в паре с кованой шестерней?
11. Как называется твердое тело, участвующее в заданном преобразовании движения?
12. Как называется звено, совершающее поступательное движение относительно
подвижной направляющей, называемой кулисой?
13. Как называются кинематические пары, элементами, которых являются
поверхности?
14. Инструмент для нарезания внутренней резьбы называется?
15. Звено, принимаемое условно за неподвижное называется _______?
16. Какое соединение предназначено для точной фиксации взаимного положения
деталей, а также в качестве крепежных деталей при действии небольших нагрузок?
17. Как называется разъёмное соединение, затягиваемое или регулируемое с помощью
клина?
18. Как называется соединение, в котором шпонки выполнены заодно с валом?
По вертикали:
1. Какой вид шпонки показан на рисунке 1?
2. Какие соединения можно разбирать и вновь собирать без разрушения деталей узла?
3. Один из принципов проектирования механизмов, заключающийся в создании
конструкции определенных резервов (запас прочности, и т.д.)?
4. Как по-другому называется канавка, прорезанная по винтовой линии на
поверхности детали?
5. Как называется соединение деталей, осуществляемое с помощью шпильки, один
конец которой вворачивается в одну из соединяемых деталей, а на другой надевается
присоединяемая деталь, шайба и затягивается гайка?
6. Какой метод нарезания зубьев показан на рисунке 4?
7. Какие пазы ослабляют прочность вала и ступицы?
8. Какая резьба изображена на рисунке 5?
9. Вид сварного шва, изображенного на рисунке 2?
10. Какое соединение состоит из стержня (тяги), втулки (муфты) и клина?
11. Как называется кинематическая пара с четырьмя степенями свободы в
относительном движении соединяемых твердых тел?
12. Как называется по-другому число степеней свободы кинематической пары (Н)?
35
КРОССВОРД №4
36
Вопросы к кроссворду №4
По горизонтали:
1. Как называется кинематическая пара с двумя степенями свободы в относительном
движении соединяемых твердых тел?
2. Как называют механизмы, звенья которых совершают движение в пространстве?
3. Какая деталь представляет собой вращающийся стержень, предназначенный для
поддержания деталей механизмов - зубчатых колес, роликов, муфт?
4. Какие подшипники предназначены для восприятия чисто осевой нагрузки и
удовлетворительно могут работать при сравнительно небольших частотах вращения?
5. Недостаток передачи винт-гайка - ________ резьбы?
6. ___- это силы и моменты, нагружающие деталь постоянно или во время передачи
энергии?
7. Какие соединения (заклепочные, сварные, клеевые) могут быть разобраны лишь
путем разрушения сварного шва, заклепок или других элементов?
8. Как называется звено, совершающее движение, для выполнения которого
предназначен механизм?
9. Отношение численного значения физической величины в свойственных ей
единицах к длине отрезка (мм), изображающего эту величину - это ______ коэффициент?
10. Что изображено на рисунке 4?
11. Какая передача состоит из ведущего и ведомого шкивов, огибаемых гибкой
лентой?
12. Какая передача изображена на рисунке 3?
13. Как называется неразъемное соединение деталей и узлов при помощи заклепок?
14. Какое звено изображено на рисунке 1?
15. Кинематические пары, в которых касание происходит по точке или линии
называются ________?
16. Как называют связь, устранение которой не изменяет число степеней свободы
механизма?
17. Какое соединение способно передавать большие вращающие моменты и
обеспечивает хорошее центрирование детали на валу?
18. Одно из достоинств резьбовых соединений?
По вертикали:
1. Какая сталь подходит для изготовления малонапряженных деталей машин (болтов,
гаек)?
2. Система звеньев и (или) твердотельных элементов механизма, образующих между
собой кинематические пары - это ________ цепь?
3. Какое соединение является наиболее распространенным среди разъемных не
резьбовых соединений?
4. Как называется звено, не имеющее общих кинематических пар со стойкой и
совершающее сложное плоскопараллельное движение?
5. Основное достоинство сварных соединений - малая ________?
6. Какое соединение выполняют винтом, ввинчиваемым в резьбовое отверстие одной
из соединяемых деталей?
7. Какой вид штифта показан на рисунке 2?
8. Автор данной формулы: W=3n-1P4-2P5 ?
9. Как называется процесс получения неразъемного соединения элементов деталей с нагревом
ниже температуры их автономного расплавления путем смачивания и заполнения зазора между ними
расплавленным припоем и сцепления их при кристаллизации шва?
10. Какой механизм используется в строгальных станках, когда рабочий ход (снятие
стружки) происходит медленно, а нерабочий ход (возвращение резца) - быстро?
11. Какая шпонка изображена на рисунке 5?
12. Одно из требований, которые предъявляют к машинам и механизмам?
37
КРОССВОРД №5
38
Вопросы к кроссворду 5
По горизонтали:
1. Как называется
звено, которому приписывается одна или несколько обобщенных координат
механизма?
2. Какие опорные подшипники служат для поддержания вращающихся осей и валов при действии
нагрузки, направленной вдоль оси вращения?
3. Что в отличие от вала не передает вращающего момента и работает только на изгиб?
4. Какая линия (и соответственно резьба) может быть правой и левой?
5. Какая передача - это механизм, в котором два подвижных звена являются
зубчатыми колесами, образующими с неподвижным звеном вращательную или
поступательную пару?
6. Какая передача применяется при передаче вращения между, параллельными
удаленными друг от друга валами?
7. На рисунке 6 изображено зубчатое шлицевое соединение, назовите вид зубьев в
зависимости от профиля?
8. На рисунке 5 изображено соединение зубчатое _______?
9. Какая гайка показана на рисунке 4?
10. Один из видов электросварки?
11. Какие соединения определяют кинематику машины?
12. Какие машины предназначены для преобразования обрабатываемого предмета
(продукта), состоящего в изменении его размеров, формы, свойства или состояния?
13. Как называется соединение деталей, осуществляемое посредством плотной
посадки штифта в соединяемые детали?
14. Как называется соединение деталей, осуществляемое с помощью шпильки, один конец
которой вворачивается в одну из соединяемых деталей, а на другой надевается присоединяемая деталь,
шайба и затягивается гайка?
15. Она бывает внутренняя и наружная, правая и левая?
16. Как называется кинематическая пара с одной степенью свободы в относительном движении
соединяемых твердых тел?
17. Твердотельный, жидкостный или газовый компонент механизма, обеспечивающий
взаимодействие его звеньев, не контактирующих непосредственно друг с другом - это ______
механизма?
18. Соединение двух твердых тел механизма, допускающее их заданное
относительное движение - это _______ пара?
По вертикали:
1.Как называется ременная передача с параллельными, пересекающимися или скрещивающимися
осями с плоским приводным ремнем?
2. Метод нарезания зубьев?
3. Как называется механизм, предназначенный для преобразования одного вида движения в
другое, колебательное вдоль или вокруг оси?
4. Какое соединение образуется совместным сверлением соединяемых деталей и установкой в
отверстие с натягом специальных цилиндрических или конических штифтов?
5. Какая резьба представлена на рисунке 3?
6. Какое сварное соединение показано на рисунке 2?
7. Требование, предъявляемое к материалу заклепки?
8. Какая сила трения изображена на рисунке 1?
9. Что служит для установки валов и осей?
10. Как называется соединение, осуществляемое путем местного нагрева материала деталей до
расплавленного или пластического состояния?
11. Какие пазы (канавки) прорезают в соответствии с формой шпонки, посредством которой
осуществляется соединение?
12. Усталостное выкрашивание - это ________ ?
39
КРОССВОРД №6
40
Вопросы к кроссворду №6
По горизонтали:
1. Условием существования кинематической пары является: наличие двух звеньев,
относительное движение звеньев и их _______?
2. Как называется деталь, устанавливаемая в разъем двух соединяемых деталей и
препятствующая их взаимному перемещению?
3. Какая резьба представлена на рисунке 2?
4. Вид цепной передачи?
5. Как называются материалы и сплавы, обладающие низким коэффициентном трения
в паре со стальным валом?
6. Какая гайка показана на рисунке 3?
7. Они предназначены для закрепления валов и осей в пространстве?
8. Какие подшипники позволяют расчленить машину на отдельные блоки, элементы,
детали?
9. Какая разновидность заклепки представлена на рисунке 1?
10. Какое соединение изображено на рисунке 5?
11. Какое соединение состоит из стержня (тяги), втулки (муфты) и клина?
12. Какая шпонка изображена на рисунке 4?
13. Какие соединения предназначены для точной фиксации взаимного положения
деталей, а также в качестве крепежных деталей при действии небольших нагрузок?
14. Как называется кинематическая пара с пятью степенями свободы в относительном
движении соединяемых твердых тел?
По вертикали:
1. Достоинство резьбового соединения?
2. Что является причиной износа, уменьшения КПД и непостоянства передаточного
отношения во фрикционных передачах?
3. Алгебраическое выражение, устанавливающее связь между числом степеней
свободы механизма, числом подвижных звеньев, числом и подвижностью кинематических
пар - это _________ формула?
4. Какой механизм предназначен для преобразования вращательного движения
ведущего звена (кулачка) в заведомо заданный закон возвратно-поступательного движения
ведомого звена (толкателя)?
5. Разновидность червяка в червячной передаче?
6. Материал для изготовления зубчатых венцов червячных колес?
7.Вид сварки, когда сварное соединение можно получить не только при нагреве
металла, но и при комнатных и отрицательных температурах?
8. Что применяют там, где по конструктивным соображениям нельзя устанавливать
болты, а применение винтов связано с опасностью разрушения резьбы?
9. Вид вала по геометрической форме?
10. Какие передачи выполняют с одной или чаще с двумя гайками, установленными в
одном корпусе?
11. Способ отделки зубьев?
12. Метод изготовления зубьев в ступице?
13. Как называется передача со скрещивающимися осями?
14. Какой метод нарезания зубьев заключается в прорезании впадин между зубьями с
помощью тисковой фрезы?
15. Как называют деталь, предназначенную только для поддержания установленных
на ней деталей?
16. Один из видов электросварки?
41
КРОССВОРД №7
42
Вопросы к кроссворду №7
По горизонтали:
1. Какие подшипники - это опоры вращающихся деталей, работающие в условиях
относительного скольжения поверхности цапфы по поверхности подшипника, разделенных
слоем смазки?
2. Как называется звено, имеющее общую кинематическую пару со стойкой и
совершающее полный оборот вокруг своей оси?
3. Как называют фрикционный механизм, предназначенный для бесступенчатого
регулирования передаточного числа?
4. Какие ремни в ременных передачах специального назначения находят
применение?
5. Какой подшипник скольжения имеет шаровую опорную поверхность?
6. Достоинство червячной передачи?
7. Каждая из взаимокасающихся окружностей зубчатых колес передачи,
принадлежащая начальной поверхности данного зубчатого колеса - это _______ окружность?
8. Какой механизм изображен на рисунке 5?
9. Метод изготовления зубьев на валу?
10. Какая резьба представлена на рисунке 1?
11. Какая сварка применяется в основном там, где нет источников электроэнергии,
например, при ремонте в полевых условиях?
12. Причина разрушения заклепочного шва во время работы?
13. Они делятся на две группы в зависимости от вида трения в них: а) качения; б)
скольжения?
14. Назовите вид соединения коленчатого вала двигателя с шатуном?
15. Как называется прибор, техническое устройство, приспособление, обычно некая
автономно-функциональная часть более сложной системы?
По вертикали:
1. Разновидность разрушения зуба?
2. Автор формулы: W= 6n- 1P1-2P2-3P3-4P4-5P5+q?
3. Вид цепной передачи?
4. Материал плоскоременных передач?
5. Какие подшипники скольжения предназначены для восприятия радиальной
нагрузки?
6. Вид вала по геометрической форме?
7. Какое требование при конструировании колеса является наиболее важным?
8. Способ отделки зубьев?
9. Какая передача показана на рисунке 4?
10. Какой штифт изображен на рисунке 3?
11. Какая сталь применяется для изготовления шпонок для нагруженных соединений?
12. На рисунке 2 показан болт, с какой головкой?
13. Как называется сварка, когда металл в зоне сварки нагревается плазмой до
расплавления с образованием сварочной ванны?
14. Какие машины - это устройства, предназначенные для преобразования энергии
любого вида (электрической, паровой, тепловой и т.п.) в механическую?
15. Как называется законченная сборочная единица, состоящая из деталей общего
функционального назначения и выполняющая определенную функцию в изделиях одного
назначения только совместно с другими составными частями изделия?
43
КРОССВОРД №8
44
Вопросы к кроссворду №8
По горизонтали:
1. Это созданные человеком материальные средства, используемые им для
расширения его функциональных возможностей в различных областях деятельности с целью
удовлетворения материальных и духовных потребностей?
2. Какой шов образуют заклепки и склепываемые детали?
3. Как называется устройство для соединения концов валов или для соединения валов
с установленными на них деталями?
4. Какие подшипники - это опоры вращающихся деталей, работающие в условиях
относительного скольжения поверхности цапфы по поверхности подшипника, разделенных
слоем смазки?
5. Достоинство зубчатой передачи?
6. Вид передачи зацеплением?
7. Вид ремня в ременной передаче?
8. Как называется передача, имеющая зубчатые или фрикционные колеса с
перемещающимися осями?
9. Какие зубчатые колеса представляют собой разновидность косозубых колес?
10. Как называется сварка, когда соединение при этом способе сварки образуется в
результате воздействия на свариваемый материал ультразвуком в сочетании с небольшими
сдавливающими усилиями?
11. Какое соединение указано на рисунке 1?
12. Какие машины преобразуют энергию двигателя в энергию перемещения масс
(продукции, изделий)?
По вертикали:
1. Достоинство сварного соединения?
2. Как называется фрикционное колесо с ободом или канавкой по окружности,
которое передаёт движение приводному ремню или канату?
3. Для проектирования цепной передачи должны быть заданы: частота вращения
валов, передаточное отношение, назначение, условия работы, габариты и ______?
4. Какая передача состоит из ведущего и ведомого шкивов, огибаемых гибкой лентой?
5. Как называется характер сопряжения двух соосных деталей (охватываемой - вала и
охватывающей - отверстия)?
6. Как называется сплав железа с повышенным содержанием углерода 2 - 4%, не
обладающий пластичностью?
7. Главный критерий работоспособности для большинства деталей?
8. Как называется окружность, по которой обкатывается инструмент при нарезании.
9. Способ отделки зубьев?
10. Какой штифт изображен на рисунке 5?
11. Какое соединение образуется выступами - зубьями на валу, ходящими во впадины
соответствующей формы в ступице?
12. На рисунке 4 показан болт, с какой головкой?
13. Какая резьба представлена на рисунке 3?
14. Какое сварное соединение показано на рисунке 2?
15. Какая сварка применяется в серийном и массовом производстве при нахлесточном
соединении тонкого листового металла?
16. Назовите вид соединения штока гидроцилиндра с поршнем?
17. Они предназначены для передачи крутящего момента с одного вала на другой.
18. Какая муфта представляет собой втулку, закрепленную на валах при помощи
штифтов, шпонок или шлицев?
45
КРОССВОРД №9
46
Вопросы к кроссворду №9
По горизонтали:
1. На рисунке 1 показан штифт цилиндрический ________?
2. Как называется система тел, предназначенных для преобразования движения
одного или нескольких твердых тел и (или) сил, действующих на них, в требуемые движения
других тел и (или) сил?
3. Любое условие, которое уменьшает число степеней свободы механизма, называют
_________?
4. Автор формулы: W= 6n- 1P1-2P2-3P3-4P4-5P5+q?
5. Какая гайка показана на рисунке 3?
6. Как называется деталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента
и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор?
7. Как называется кинематическая пара с четырьмя степенями свободы в
относительном движении соединяемых твердых тел?
8. Как называются материалы и сплавы, обладающие низким коэффициентном трения
в паре со стальным валом?
9. Как называется стержень с резьбой на обоих концах?
10. Как называется передача, являющаяся зубчато-винтовой, состоит из червячного
(косозубого) колеса с зубьями специальной формы и червяка?
11. Какие подшипники позволяют расчленить машину на отдельные блоки, элементы,
детали?
12. Материал плоскоременных передач?
13. Какая разновидность заклепки представлена на рисунке 4?
14. Система звеньев и (или) твердотельных элементов механизма, образующих между
собой кинематические пары - это ______ цепь?
По вертикали:
1. Как называется один из принципов проектирования механизмов, когда проявляется
стремление к использованию однотипных и стандартных элементов?
2. Вид цепной передачи?
3. Как называется механизм с геометрическим замыканием звеньев, который не
содержит кинематических пар четвертого класса?
4. Разновидность разрушения зуба?
5. Вид цепной передачи?
6. Как называется звено, не имеющее общих кинематических пар со стойкой и
совершающее сложное плоскопараллельное движение?
7. Как называется по-другому число степеней свободы кинематической пары (Н)?
8. Недостаток резьбовых соединений - значительная _________ напряжений в местах
резкого изменения поперечного сечения?
9. Какой метод применяют для обработки закаленных зубьев, для достижения
высокой точности?
10. Они предназначены для закрепления валов и осей в пространстве?
11. Какая сталь подходит для изготовления малонапряженных деталей машин (болтов,
гаек)?
12. Какие подшипники скольжения предназначены для восприятия радиальной
нагрузки?
13. Вид сварного шва, изображенного на рисунке 2?
14. Какая резьба изображена на рисунке 5?
15. Какое соединение состоит из стержня (тяги), втулки (муфты) и клина?
16. Какие пазы ослабляют прочность вала и ступицы?
47
ЛИТЕРАТУРА
Основная:
1. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб.пособие
для студ.высш.учеб.заведений / Дунаев П.Ф, Леликов О.П. – 9-е изд., перераб. и
доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 496 с.
2. Гулиа Н.В.,Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин: учеб. для вузов /
под ред. проф. Н.В.Гулиа.-2-е изд., испр. – СПб.: Изд-во «Лань»,2010. - 416с.
3. Куклин Н.Г., Куклина Г.С. Детали машин: учеб. для машиностроит.
спец. техникумов / Куклин Н.Г., Куклина Г.С. - 4-е изд., перераб. и доп. – М.:
Высш. Шк., 2010. – 383 с.
4. Фролов К.В., Попов С.А. и др. Теория механизмов и механика машин:
Учеб. Для вузов /Фролов К.В., Попов С.В. и др.; под ред. Фролова К.В. – 6-е
изд., стереотип. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2009. – 604 с.
5. Теория механизмов и машин. Методические указания к выполнению
курсового проекта / Новосиб. гос. аграр. ун-т; сост. Ю.И. Евдокимов. –
Новосибирск, 2008. – 60 с.
Дополнительная:
6.
Марков Н.Н., Ганевский Г.М. Конструкция, расчет и эксплуатация
измерительных инструментов и приборов / Марков Н.Н., Ганевский Г.М. – М.:
Машиностроение, 1981. – 367 с.
7.
Романов А.В. «Допуски изделий и средства измерений»:
Справочник для учащихся ПТУ, техникумов и молодых рабочих. – СПб.:
Политехника, 2003. – 291с.
7. Иванов М.Л. Детали машин: Учеб. для студентов втузов/Под ред. В.А.
Финогенова. — 6-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 2000. — 383 с.
8. Левитский Н. И. Теория механизмов и машин [Текст] : учеб. пособие /
Левитский Н. И. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Наука, 1990. - 592 с.
9. Якушев А И «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические
измерения»: учебн. Для ВУЗов – 6-е изд., перераб и дополн. – М.:
Машиностроение, 1986. – 352с.
Интернет - источники, базы данных, информационно- справочные и
поисковые системы:
1.
Колеса зубчатые. Виды повреждений. Классификация и описание.
Межгосударственный
гос.
стандарт.
Режим
доступа:
http://www.imash.ru/normatdok/etc_gosts/3355-kolesa-zubchatye-vidypovrezhdenijj..html
2.
Лекции по Теории механизмов и машин. Режим доступа:
http://www.studfiles.ru/dir/cat34/subj1330/file17438/view164166.html
3.
Основы проектирования передаточных механизмов: Учебное
пособие для студентов высших учебных заведений Кушнаренко В.М.,
Ковалевский
В.П.,
Чирков
Ю.А.
Режим
доступа:
http://window.edu.ru/window_catalog/pdf2txt?p_id=2512&p_page=12
48
ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
МЕХАНИЗМОВ»
Подписано в печать
Формат 60х84/16. Бумага для множ.аппаратов.
Печать плоская. Усл. печ. л.
Уч.-изд. л.
Тираж ____экз. Заказ №____
ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально – педагогический
университет». Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11
Ризограф ФГАОУ ВПО РГППУ. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11