З.С. Волкова, Ю.А. Капралов, В.Р. Островский - СБОРНИК ЗАДАЧ ПО КУРСУ «ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ»-МИФИ (2007)
advertisement
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ __________________ МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (государственный университет) ______________________________________________________ З.С. Волкова, Ю.А. Капралов, В.Р. Островский СБОРНИК ЗАДАЧ ПО КУРСУ «ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ» Рекомендовано УМО «Ядерные физика и технологии» в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений Москва 2007 УДК 621.8(076) ББК 34.42я7 В67 Волкова З.С., Капралов Ю.А., Островский В.Р. Сборник задач по курсу «Детали машин и основы конструирования»: учебное пособие. М.: МИФИ, 2007. – 88 с. Пособие охватывает практически все разделы курса «Детали машин и основы конструирования», читаемого в МИФИ по утвержденным программам. Содержит задачи и иллюстрации к ним, максимально приближенные к особенностям курса с учетом специализации. Использованы терминология и обозначения в соответствии с действующими стандартами и требованиями ЕСКД. Предназначено для студентов дневных и вечерних факультетов. Пособие подготовлено в рамках Инновационной образовательной программы. Рецензент канд. техн. наук, доц. В.М .Щавелин ISBN 978-5-7262-0842-8 © Московский инженерно-физический институт (государственный университет), 2007 СОДЕРЖАНИЕ 1. КИНЕМАТИКА МЕХАНИЗМОВ.................................................. 4 1.1. Определение передаточных отношений ................................. 4 1.2. Определение класса кинематических пар и расчет числа избыточных связей................................................................ 7 2. ДОПУСКИ, ПОСАДКИ И ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ .............................................................................. 14 2.1. Определение величин зазоров, натягов и типов посадок в цилиндрических соединениях ..................................... 14 2.2. Отклонения размеров резьбовых и шпоночных соединений ..................................................................................... 18 2.3.Оценка шероховатости поверхностей.................................... 21 2.4. Расчет размерных цепей......................................................... 23 2.5. Допуски формы и расположения поверхностей .................. 26 3. СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ........................................................... 28 4. МЕХАНИЗМЫ ПРИБОРОВ И УСТАНОВОК.......................... 35 4.1. Зубчатые и червячные механизмы ........................................ 35 4.2. Фрикционные механизмы ...................................................... 39 4.3. Кулачковые механизмы.......................................................... 42 4.4. Винтовые механизмы ............................................................. 42 5. ВАЛЫ И ОСИ................................................................................ 45 6. ОПОРЫ ВРАЩЕНИЯ.................................................................... 50 6.1. Подшипники скольжения....................................................... 50 6.2. Подшипники качения ............................................................. 50 7. УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ................................................................ 56 8. КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ, КОРПУСОВ И МЕХАНИЗМОВ .................................................................................. 58 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................. 75 ПРИЛОЖЕНИЕ................................................................................... 76 3 1. КИНЕМАТИКА МЕХАНИЗМОВ 1.1. Определение передаточных отношений Задача 1.1. Найти передаточное отношение для кривошипноползунного механизма (рис. 1.1) и его зависимость от угла поворота кривошипа α, если 0 ≤ α ≤ 45о, LAB = 20 мм, LBC = 50 мм. Задача 1.2. Определить передаточное отношение i1–3 и расстояния aO1O2 и aO2O3 между осями колес зубчатой передачи (рис. 1.2), если зубья всех колес имеют модуль m, а число зубьев колес равно z1, z2, z3 соответственно. Вариант m, мм z1 z2 z3 1 0,1 17 21 34 2 0,12 19 23 57 3 0,15 20 30 40 4 0,2 25 30 45 5 0,3 21 42 50 6 0,6 23 33 46 7 1 30 45 60 8 1,5 25 50 65 9 2 27 35 54 Рис. 1.1 Рис. 1.2 Задача 1.3. Определить передаточное отношение i1–Н планетарного редуктора с коническими колесами (рис. 1.3), если число зубьев колес равно z1, z2, z2’, z3 соответственно (зубья всех колес имеют один модуль). Рис. 1.3 4 10 3,5 32 46 64 Вариант z1 z2 z2’ z3 1 60 40 20 20 2 70 44 22 22 3 65 50 25 25 4 75 40 20 20 5 75 50 25 25 6 80 60 30 30 7 80 48 24 24 8 85 50 25 25 9 90 40 20 20 10 95 50 25 25 Задача 1.4. Определить передаточное отношение i1–4 зубчатой передачи (рис. 1.4) при числе зубьев z1, z2, z2’, z3, z3’, z4. Вариант z1 z2 z2’ z3 z3’ z4 1 16 48 20 40 17 34 2 17 34 21 63 18 45 3 20 30 45 30 33 55 4 22 44 27 36 21 63 5 24 72 18 45 20 50 6 36 72 32 24 65 55 7 40 30 26 52 55 75 8 46 69 19 57 27 45 9 50 25 49 35 31 62 10 69 23 38 57 34 51 Задача 1.5. Определить передаточное отношение i1–3 и расстояние aO1O2 между осями колес зубчатой передачи (рис. 1.5), если зубья всех колес имеют модуль m, а число зубьев равно z1, z2, z3 соответственно. Вариант m, мм z1 z2 z3 1 5 36 36 108 2 5,5 28 42 84 3 4 30 40 120 4 4,5 25 25 100 5 3 24 36 100 Рис. 1.4 6 2,5 22 44 110 7 2 40 26 98 8 3,5 35 25 84 Рис. 1.5 5 9 1,5 32 48 112 10 1 20 30 84 Задача 1.6. Определить передаточное отношение i1–Н редуктора (рис. 1.6) при числе зубьев колес z1, z2, z3. Вариант z1 z2 z3 1 60 32 30 2 60 34 32 3 65 36 39 4 65 38 34 5 70 38 36 6 70 40 38 7 75 40 36 8 75 42 32 9 80 42 30 10 80 45 35 Задача 1.7. Определить передаточное отношение i1–Н редуктора (рис. 1.7) при числе зубьев колес z1, z2, z2’, z3. Вариант z1 z2 z2’ z3 1 24 36 12 48 2 20 47 17 50 3 33 27 21 39 4 18 35 29 24 5 41 22 35 29 6 19 64 26 57 Рис. 1.6 7 37 45 20 62 8 43 27 21 49 9 60 27 42 45 10 36 55 19 72 Рис. 1.7 Задача 1.8. Определить передаточное отношение i1–4 редуктора с планетарной ступенью (рис. 1.8) при числе зубьев колес z1, z2, z3, z3’, z4, z5. Вариант z1 z2 z3 z3’ z4 z5 1 70 70 45 48 72 75 2 22 33 20 44 36 60 3 21 42 25 35 40 50 4 19 57 30 36 24 30 5 40 20 35 58 23 46 6 6 36 72 19 26 49 56 7 21 63 21 62 41 82 8 37 37 23 52 30 45 9 27 54 37 48 44 55 10 31 31 41 53 21 33 Задача 1.9. Определить передаточное отношение i1–4 редуктора винта вентилятора с переменным шагом (рис. 1.9) при числе зубьев z1 = 14, z2 = 34, z2’ = 33, z3 = 23, z3’ = 11, z4 = 150, z5 = 84, z6 = 25, z6’ = = 22, z7 = z7’ = 87, z8 = z8’ = 22, z9 = z9’ = 84, z10 = 29, z11 = 50, число заходов червяка z10’ = 1. Рис. 1.8 Рис. 1.9 1.2. Определение класса кинематических пар и расчет числа избыточных связей Задача 1.10. Определить число поступательных и вращательных степеней свободы и класс кинематических пар, образованных звеньями 1 и 2 и изображенных на рис. 1.10–1.21, для случаев проскальзывания звеньев и отсутствия проскальзывания. Задача 1.11. Определить число поступательных и вращательных степеней свободы и класс кинематических пар, образованных звеньями 1 и 2 и изображенных на рис. 1.10–1.21, в плоскости OYZ, для случаев проскальзывания звеньев и отсутствия проскальзывания. 7 Рис. 1.10 Рис. 1.11 Рис. 1.12 Рис. 1.13 Рис. 1.14 Рис. 1.15 8 Рис. 1.16 Рис. 1.17 Рис. 1.19 Рис. 1.18 Рис. 1.21 Рис. 1.20 9 Задача 1.12. Определить число подвижных звеньев n, число Pi и классы кинематических пар i, число подвижностей W и число избыточных связей q механизмов, изображенных на рис. 1.22–1.26: Рис. 1.22: Клиновая двухдисковая задвижка с шаровым элементом. Схема в закрытом положении. Рис. 1.23: Шиберный шаровой затвор. Схема в закрытом положении. Рис. 1.24: Шаровой затвор. Схема. Рис. 1.25: Конический затвор с шаровым шарниром. Схема в закрытом положении. Рис. 1.26: Тарельчатый затвор (посадка штифтового соединения с минимальным зазором). Схема в закрытом положении. Рис. 1.22 10 Рис. 1.23 Рис. 1.24 11 Рис. 1.25 12 Рис. 1.26 13 2. ДОПУСКИ, ПОСАДКИ И ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ 2.1. Определение величин зазоров, натягов и типов посадок в цилиндрических соединениях Задача 2.1. Определить величину допуска IT, наибольший и наименьший предельные размеры и квалитет по номинальному размеру и предельным отклонениям: 2,3 ± 0,020 4,2 ± 0,006 +0,039 1,8+ 0,014 3,7 −0,012 −0,011 1,8−0,014 35 ± 0,019 +0,064 38+ 0,025 +0,004 23,5− 0,029 +0,112 50 − 0,048 +0,083 168+ 0,043 −0,016 15,7 − 0,027 10− 0,009 −0,030 62 − 0,060 +0,028 24 + 0,015 42 ± 0,012 +0,039 25−0,033 55− 0,190 −0,072 109 −0,126 38− 0,016 42 Задача 2.2. Определить es (верхнее) и ei (нижнее) отклонения, квалитет по размерам (мм): Номинальный 4 5 7 12 13 15 21 Наибольший 4,004 5,009 7,040 12 12,940 14,980 21,056 Наименьший 3,996 5,001 6,982 11,982 12,830 14,910 21,035 Номинальный 28 36 47 68 96 130 185 Наибольший 28,006 35,975 46,989 68,020 96,039 130 184,985 Наименьший 27,993 35,950 46,950 67,974 95,985 129,900 184,913 Задача 2.3. Построить графически поля допусков валов и отверстий по заданным размерам: Номинал, мм 10 12 ES, мкм EI, мкм +11 -22 0 -39 Номинал, мм 125 145 14 es, мкм ei, мкм +52 0 +27 -25 Номинал, мм 18 22 28 54 90 110 115 130 ES, мкм EI, мкм -5 +10 +4 +134 +16 -16 +140 +245 -14 -23 -29 +60 -38 -38 0 +145 Номинал, мм 170 195 215 220 265 340 390 470 es, мкм ei, мкм +12.5 +151 -50 +46 0 +445 -125 +108 -12.5 +122 -79 +17 -81 -445 -214 +68 Задача 2.4. Определить наибольший (Smax), наименьший (Smin) и средний (Sср) зазоры в посадках с указанными ниже размерами, проставить буквенные обозначения посадок: Диаметр детали Предельные откл. 10 +0,020 + 0,005 − 0,018 − 0,027 12 Диаметр детали Предельные откл. Диаметр детали Предельные откл. +0,090 + 0,036 − 0,012 − 0,047 +0,050 − 0,050 − 0,043 − 0,083 25 −0,014 − 0,035 − 0,007 − 0,020 +0,002 −0,009 − 0,018 55 + 0,019 + 0,021 + 0,002 135 14 + 0,018 + 0,018 + 0,007 80 + 0,030 + 0,007 − 0,012 150 +0,008 − 0,055 − 0,025 16 + 0,043 −0,011 87 +0,016 − 0,006 − 0,022 180 + 0,040 + 0,014 − 0,011 95 +0,034 − 0,020 − 0,036 − 0,071 210 + 0,072 −0,029 100 +0,022 −0,013 −0,035 250 +0,030 − 0,016 + 0,113 + 0,084 18 20 +0,008 − 0,019 − 0,006 − 0,014 +0,010 − 0,010 + 0,016 − 0,016 15 110 Задача 2.5. Нанести на чертежах предельные отклонения валов/отверстий по заданным размерам и полям допусков: 1) 25H8 7) 75e8 13) 125r10 19) 3M6 2) 40h7 8) 130K7 14) 60S9 20) 6N7 3) 120H7 9) 80f7 15) 90E7 21) 18r8 4) 70n6 10) 50s7 16) 155n11 22) 30f5 5) 110G7 11) 18M7 17) 10m6 23) 120s9 6) 150u8 12) 30N6 18) 45d6 24) 60F7 Задача 2.6. Определить верхнее и нижнее отклонения размеров по заданному номинальному размеру и полю допуска: 1) ∅30M5; 2) ∅16s7; 3) ∅18H9; 4) ∅20K6; 5) ∅25H8; 6) ∅2f10; 7) 50E9; 8) ∅75h8; 9) ∅80H9; 10) ∅100d11; 11) ∅110e9; 12) ∅120M6; 13) ∅125N7; 14) ∅130r8; 15) ∅140k9; 16) ∅190D7; 17) ∅220n10; 18) ∅120N6; 19) ∅10h6; 20) ∅40u8. Задача 2.7. Определить предельные отклонения, величины наибольших и наименьших зазоров и натягов по заданным номинальным размерам и посадкам по ГОСТ 25346-89: 1) ∅ 40 6) ∅ 50 H7 h6 G7 h7 N7 ; 2) ∅ 100 ; 7) ∅ 75 H7 f7 K7 ; 3) ∅ 125 ; 8) ∅ 90 H7 r6 H7 ; 4) ∅ 15 ; 9) ∅ 110 H7 p6 E9 ; 5) ∅ 25 H8 u8 ; 10) ∅ 150 ; D11 ; h6 k6 h8 h11 H9 M6 H7 F6 ; 12) ∅ 18 ; 13) ∅ 45 ; 14) ∅ 50 ; 15) ∅ 60 ; 11) ∅ 6 h6 h6 s7 f7 h6 H7 M7 H6 P7 N6 16) ∅ 70 ; 17) ∅ 80 ; 18) ∅ 90 ; 19) ∅ 100 ; 20) ∅ 3 . h6 h7 s6 h6 h5 Предельные отклонения нанести на чертежи. Определить систему и характер посадки. Задача 2.8. Определить допуск и вид посадки по номинальному размеру и обозначениям (ГОСТ 25346-89): 1) ∅ 10 6) ∅ 25 H8 h8 G6 h5 ; 2) ∅ 40 ; 7) ∅ 50 G7 h6 H7 k6 ; 3) ∅ 75 ; 8) ∅ 80 H8 e8 H7 n6 16 ; 4) ∅ 125 ; 9) ∅ 100 D11 h11 H8 s7 ; 5) ∅ 90 ; 10) ∅ 35 H7 r6 H8 h8 ; . Задача 2.9. Определить характер сопряжения и посадку: 1 H6/m5 G7/h6 H11/d11 7 D11/h11 H7/k6 H8/s7 2 H9/e8 K6/h5 H8/s7 8 JS7/h6 H7/js6 H7/h6 3 H5/g4 H7/p6 K7/h6 9 H7/g6 G7/h6 H7/f7 4 H7/r6 G6/h5 H8/e8 10 H8/u8 H8/f9 G6/h6 5 JS6/h5 H8/u8 H6/g5 11 F7/h6 H10/r8 S7/h7 6 H7/n6 E9/h8 H11/h11 12 H9/f7 U8/h6 H7/n6 Задача 2.10. По заданным наибольшим и наименьшим зазорам (Smax и Smin) или натягам (Nmax и Nmin) в сопряжении отверстия и вала подобрать посадку в системе отверстия при условии, что допуски отверстия и вала назначены по одному квалитету: Вари- Номинальный ант диаметр, мм 1 3 2 5 3 6 4 10 5 12 6 15 7 18 8 20 9 25 10 30 11 40 12 50 13 60 14 75 15 80 16 90 17 100 18 120 19 150 20 180 Зазор, мкм Smax Smin 26 6 42 6 21 17 33 7 50 0 75 25 92 0 10 50 180 72 50 14 - Натяг, мкм Nmax Nmin 24 14 51 20 4 17 7 19 28 2 81 15 60 22 50 124 114 44 93 43 Задача 2.11. Гладкое кольцо шириной L соединено в нагретом состоянии с гладким валом (посадка с натягом). Толщина кольца равна радиусу вала. Кольцо и вал сделаны из одного материала с 17 модулем упругости E, коэффициентом Пуассона µ = 0,3 и коэффициентом трения f. По заданным номинальному диаметру, посадке, ширине кольца, модулю упругости и коэффициенту трения определить максимальную осевую нагрузку и максимальный крутящий момент, которые может выдержать соединение при наибольшем и наименьшем натягах: Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Посадка ∅14 H7/s7 ∅16 R7/h6 ∅18 H8/u7 ∅24 S6/h6 ∅30 H7/r7 ∅40 P8/h6 ∅45 H6/p5 ∅50 S6/h6 ∅55 H7/s7 ∅60 P7/h6 ∅70 H6/p5 ∅20 S7/h6 ∅22 H6/r6 ∅35 P7/h5 ∅26 H7/r5 ∅65 R6/h6 ∅15 H6/s6 ∅25 R7/h6 ∅17 H6/n6 ∅28 R6/h5 L, мм 5 6 7 8 9 10 11 12 11 10 9 5 6 8 7 10 5 8 6 9 E, ГПа 100 120 200 190 170 90 180 160 140 170 210 110 150 100 180 200 90 190 210 130 f 0,1 0,12 0,06 0,11 0,15 0,13 0,18 0,07 0,14 0,09 0,08 0,12 0,17 0,09 0,15 0,1 0,14 0,08 0,11 0,13 2.2. Отклонения размеров резьбовых и шпоночных соединений Задача 2.12. Расшифровать условные обозначения резьбы: 1) M12×1-6g-LH; 2) M28×Ph3P1,5-6H; 3) M30-6e; 4) M36×Ph3P1-7H; 5) M10×1-5H6H; 6) M14-8g-LH; 7) M15×Ph2P1-7g6g; 8) M10×1-4h; 9) M33×1,5-7H; 10) M40×24-4H5H; 11) M10×Ph2P1-6g-LH; 12) M12-7e; 13) M14×Ph2P0,5-6h; 14) M36×1,5-7H-LH; 15)M42-5g; 16) M4-6e-LH; 17) M8×Ph1P0,5-5H6H; 18) M9×1-5e; 19) M20-5G-LH; 20) M22×1-5g. 18 Задача 2.13. Нанести на эскизах резьбовых деталей (винтов и гаек) условные обозначения метрической резьбы по заданным параметрам (ГОСТ 8724-2002): Вари- Номинальный Основное Степень Число ант диаметр резь- отклонение точности заходов бы, мм резьбы 1 4 D 5 1 2 6 h 4 1 3 8 e 5 2 4 8 G 6 1 5 10 H 7 2 6 10 d 8 1 7 12 e 7 2 8 12 D 6 1 9 12 h 5 1 10 14 e 7 2 11 20 H 6 3 12 24 e 6 1 13 25 g 8 1 14 30 G 7 2 15 36 g 6 1 16 42 H 7 2 17 48 G 6 3 18 52 H 8 1 19 56 e 6 2 20 64 h 7 3 Шаг, мм 0,5 0,75 1 1,25 1 1,5 1 1,25 1,5 1,5 1 2 2 3 4 4 4 5 5 4 Направление винтовой линии левое правое левое правое левое правое левое правое левое левое правое левое левое правое правое левое правое левое правое левое Задача 2.14. Выбрать схему и нанести размеры резьбы (рис. 2.1, рис. 2.2) вместо буквенных обозначений: 1) M1×0,2; 2) M1,6; 3) M2×0,25; 4) M2,5-LH; 5) M3×0,35; 6) M4×0,5; 7) M4,5; 8) M5×Ph1P0,5; 9) M6; 10) M7×0,75; 11) M8; 12) M9×Ph2P1; 13) M10; 14) M10×Ph2P1; 15) M10×1-LH; 16) M12; 17) M14; 18) M16; 19) M18×0,75; 20) M22-LH. Задача 2.15. Выбрать схему и нанести размеры резьбы (рис. 2.1, рис. 2.2) вместо буквенных обозначений: 1) M30×1; 2) M56×2; 3) M16×0,75; 4) M30×1; 5) M18×2; 6) M36×1,5; 7) M42×2; 8) M12-LH; 9) M10×1,25; 10) M20×2; 11) M9; 12) M9×Ph2P1; 13) M12; 14) M12×Ph2P1; 15) M11-LH; 16) M18; 17) M39; 18) M27×2; 19) M18× Ph1,5P0,75; 20) M45-LH. 19 Задача 2.16. Построить схему расположения полей допусков и указать размеры резьбы по условным обозначениям: 1) M8-8g; 2) M10-6g; 3) M14×1,5-8g; 4) M30×3-6g; 5) M42-8g-LH; 6) M6-6g; 7) M12×0,75-8g; 8) M48-6g-LH; 9) M20×2-8g; 10) M22-6g; 11) M6-8h; 12) M14×Ph2P1-6e; 13) M12-8h; 14) M16-6d; 15) M11-8e; 16) M18-6h; 17) M33-8d; 18) M27×1-8e; 19) M52-6h; 20) M64-8d-LH. Рис. 2.1 Рис. 2.2 Задача 2.17. Построить схему расположения полей допусков и указать размеры резьбы по условным обозначениям: 1) M7×0,5-7H; 2) M11-6H; 3) M33×2-6H; 4) M33-6H; 5) M27×1,5-7H; 6) M36-6H; 7) M24×1-7H; 8) M39×3-7H; 9) M10×0,75-6H; 10) M16-7H; 11) M7-8G; 12) M9-6G-LH; 13) M16-8G; 14) M18-7G; 15) M27-8H; 16) M32×2-6G; 17) M39-7H; 18) M45×1-8G; 19) M56-6H; 20) M68-7G. Задача 2.18. Построить схему расположения полей допусков резьбовых соединений по приведенным условным обозначениям: 1) M 30 5) M 40 9) M 36 6H 8g 6H 6g 7H 6g ; 2) M 22 × 2 ; 6) M 20 × 1 6H 6g 7H 8g ; 10) M 16 × 1,5 7H ; 3) M 15 × 1 8g ; 7) M 27 × 2 6H 6g ; 11) M 6 2H 8g 7H 7g ; 4) M 24 × 1 ; 8) M 18 × 2 ; 12) M 48 7H 6g 6H 8g 7H 8g ; ; . Задача 2.19. На валу неподвижно закреплена направляющая призматическая шпонка; вдоль оси вала перемещается зубчатое колесо. Установить допуски и определить посадки шпоночного соединения по заданному диаметру вала: 20 1) 4 мм; 2) 5 мм; 3) 6 мм; 4) 8 мм; 5) 12 мм; 6) 14 мм; 7) 16 мм; 8) 18 мм; 9) 20 мм; 10) 24 мм. Задача 2.20. Определить предельные значения зазоров/натягов между шпонкой и пазом вала, шпонкой и пазом втулки по следующим данным: Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Номинальная ширина шпоночного паза, мм Поле допуска Шпонки Паза вала Паза втулки 3 6 16 20 8 4 25 32 14 10 12 5 18 24 28 22 h9 h9 h9 h9 h9 h9 h9 h9 h9 h9 h9 h9 h9 h9 h9 h9 H9 N9 P9 N9 H9 P9 N9 H9 N9 P9 H9 N9 P9 N9 H9 P9 D10 Js9 P9 Js9 D10 P9 Js9 D10 Js9 P9 D10 P9 Js9 P9 D10 Js9 2.3. Оценка шероховатости поверхностей Задача 2.21. Расшифровать обозначения поверхности на приведенных чертежах: Вариант Вид поверхности Вариант 1 2 21 шероховатости Вид поверхности Вариант Вид поверхности Вариант 3 7 4 8 5 9 6 10 Вид поверхности Задача 2.22. Указать шероховатость поверхности по в зависимости от вида обработки и обозначить на чертежах требования к шероховатости условными обозначениями (ГОСТ 2.309-73) с учетом условий, приведенных для каждого варианта: Вариант Вид поверхности Направление Базовая Вид обработки неровностей длина, мм 1 Перпендикулярное 8 2 Параллельное 0,8 Фрезерование чистовое 3 Кругообразное 2,5 Точение торцов обдирочное 4 - 0,25 Шлифование чистовое 0,8 Шлифование торцов чистовое 5 Радиальное 22 Точение рочное обди- Вариант Вид поверхности Направление Базовая неровностей длина, мм Вид обработки 6 - 8 Сверление 7 Произвольное 0,08 Притирка 8 Параллельное 0,8 Протягивание чистовое 9 - 2,5 Строгание плоскости чистовое 10 - 0,8 Развертывание чистовое 2.4. Расчет размерных цепей Задача 2.23 (прямая). Определить допуски и отклонения размеров Б1, Б2, А2 (рис. 2.3), если предельные размеры замыкающего звена равны Б∆. Назначить размерам один квалитет точности. Вариант Б1, мм Б2, мм А2, мм Б∆, мм 1 23 21,5 2 2 16 15 2 3 6 5 1,5 4 10 6 5,5 5 17 16 3,5 6 40 36 2 0,5+−00,,142 1+−00,,48 2 0,5+−00,,304 1,5+−00,,28 3 2,5+−00,,62 1 2 +−00,,42 Задача 2.24 (прямая). Определить на рис. 2.4 допуски и отклонения размеров А1 = 12 мм, А2 = А8 = А9 = 2 мм, А3 = 39 мм, А4 = 17 мм, А5 = 5 мм, А6 = 7 мм, А7 = А10 = 11 мм, K1 = 2,25 мм, если размеры замыкающего звена А∆ = 0,25±0,1 мм. Задача 2.25 (прямая). Определить на рис. 2.5 величину и предельные отклонения размера А∆, по заданным размерам А1 = А5, А2 = А4, А3, А6. 23 Вариант А1, мм А2, мм А3, мм А6, мм 1 2H11 5h11 86,5h11 100h11 2 3H10 6h10 87,5h10 103h10 3 2,5H12 5h12 90h12 103h12 4 3H9 7h9 89,5h9 108h9 5 3,5H10 8h10 95h10 116h10 6 4H11 9h11 75,5h11 99h11 7 5H12 11h12 97,5h12 127H12 Рис. 2.4 Рис. 2.3 Задача 2.26 (обратная). Определить на рис. 2.6 допуски и отклонения размеров А1 = 100 мм, А2 = 40 мм, А3 = 4,5 мм, А4 = 150 мм, А5 = 8 мм, если максимальный размер замыкающего звена А∆max = 1,25 мм, минимальный – А∆min = 0,5 мм. Назначить размерам один квалитет точности. Рис. 2.5 Рис. 2.6 Задача 2.27. На плите (рис. 2.7) растачивают отверстия, расстояния между центрами которых А1±∆А1, А2±∆А2, А3±∆А3. Определить размер замыкающего звена А∆ и его предельные отклонения. 24 Вариант А1, мм ∆А1, мм А2, мм ∆А2, мм А3, мм ∆А3, мм 1 40 0,04 80 0,05 100 0,06 2 45 0,04 90 0,05 110 0,07 3 35 0,03 60 0,04 90 0,05 4 30 0,03 50 0,03 80 0,05 5 50 0,05 90 0,06 120 0,08 6 55 0,05 90 0,07 130 0,08 7 60 0,05 90 0,08 140 0,09 8 65 0,06 100 0,07 150 0,09 9 80 0,08 100 0,09 160 0,1 10 90 0,08 100 0,09 170 0,1 Задача 2.28. Определить на рис. 2.8 допуск и предельные отклонения замыкающего звена А∆ = 50 мм, если расстояния между центрами отверстий А1 = А2 = А3 = А4 = А5 = 10±0,05 мм. Рис. 2.8 Рис. 2.7 Задача 2.29. Определить на рис. 2.9 допуск и предельные отклонения размера А3 = 45 мм, если А1 = 60–0,15 мм, А2 = 10+0,1 мм, замыкающее звено А∆ = 5 +−0,1 0,3 мм. Задача 2.30. Определить номинальное значение и предельные отклонения для замыкающего звена ступенчатого валика (рис. 2.10), если А1 = 100–0,3 мм, А2 = 30–0,1 мм, А3 = 20+0,05 мм. Расчет произвести по методу «максимум-минимум» и теоретиковероятностным методом. 25 Рис. 2.9 Рис. 2.10 2.5. Допуски формы и расположения поверхностей Задача 2.31. Расшифровать обозначения допусков формы и расположения поверхностей: 0,01/50 ⎯ // 0,2 A 0,3 0,05 0,1 × A T 0,2 AБ 0,05/150 6 отв. ∅8 0,05 выпуклость не допускается сфера ∅0,1 // 0,05 0,01/100 A А // 4 отв. ∅10 0,15 А Б АБ 0,2 A 0,15 0,1 А ∅0,04 А Задача 2.32. На эскизе (рис. 2.11) прямозубой шестерни, выполненной за одно целое с валом, нанести обозначения необходимых допусков формы и расположения поверхностей, а также шероховатости поверхностей. Рис. 2.11 26 Задача 2.33. На эскизе (рис. 2.12) косозубого зубчатого колеса нанести обозначения необходимых допусков формы и расположения поверхностей, а также шероховатости поверхностей. Рис. 2.12 27 3. СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Задача 3.1. Определить диаметр и число цилиндрических штифтов штифтового соединения (рис. 3.1) из расчета на прочность по напряжениям среза и смятия, если допускаемые напряжения равны, соответственно: для материала штифтов: напряжение среза [τ]СР; смятия [σШТ]СМ; для материала листов напряжение смятия [σЛ]СМ. Скрепляемые листы имеют толщину h1 и h2. Поперечная сила равна P. Вариант [τ]СР, МПа [σШТ]СМ, МПа [σЛ]СМ, МПа h1, мм h2, мм P, кН 1 180 340 240 10 20 0,8 2 100 190 160 10 15 0,9 3 80 150 170 15 20 0,6 4 90 150 160 13 14 0,7 5 110 160 80 14 16 0,5 6 120 170 110 18 22 1 7 170 310 130 16 19 1,1 8 160 290 200 12 18 1,2 9 140 260 300 13 17 1,4 10 150 280 220 20 25 1,5 Задача 3.2. Определить диаметр и число цилиндрических штифтов штифтового соединения (рис. 3.2) из расчета на прочность по напряжениям среза и смятия, если допускаемые напряжения равны соответственно: для материала штифтов: среза [τ]СР; смятия [σШТ]СМ; смятия для материала листов: для листов 1 и 3 [σЛ13]СМ; для листа 2 [σЛ2]СМ. Скрепляемые листы имеют толщину h1, h2 и h3. Поперечная сила равна P. Вариант [τ]СР, МПа [σШТ]СМ, МПа [σЛ13]СМ, МПа [σЛ2]СМ, МПа h1, мм h2, мм h3, мм P, кН 1 100 160 80 90 10 20 15 2,5 2 110 170 90 100 11 25 14 2 3 120 170 100 90 12 30 13 3,5 4 130 200 110 120 13 28 14 3 28 5 90 150 70 80 13 32 15 1,5 6 70 120 50 60 15 34 16 2 7 80 130 70 60 14 26 20 1 8 90 140 80 70 13 20 17 3,5 9 140 220 110 120 13 20 12 4 10 150 230 130 100 10 25 15 4,5 Рис. 3.1 Рис. 3.2 Задача 3.3. Крутящий момент МКР передается от вала диаметром d на втулку через призматическую шпонку. Соединение нормальное неподвижное ответственное. Длина втулки lВТ = 1,5d. Подобрать для шпонки (Шпонка b×h×l ГОСТ 23360-78) ширину b, высоту h и длину l. На основании расчета прочности определить, при каком значении коэффициента запаса прочности k (k > 1) допустимо применение шпоночного соединения. Допускаемые напряжения равны, соответственно: напряжения для материала шпонки: смятия [σШП]СМ; среза [τ]СР=0,6×[σШП]СМ; напряжение смятия для материалов вала и втулки: [σВТ]СМ. Вариант МКР, Н×м d, мм [σШП]СМ, МПа [σВТ]СМ, МПа 1 1 7 90 100 2 3 9 100 110 3 5 11 80 110 4 10 14 110 100 5 25 18 140 130 6 60 24 130 120 7 150 32 120 140 8 300 40 140 130 9 350 46 130 140 10 450 52 100 120 Задача 3.4. Для данных задачи 3.3 определить минимальную длину призматической шпонки, при которой шпоночное соединение будет работоспособным (Шпонка 2–b×h×l ГОСТ 23360-78). Коэффициент запаса прочности k = 2. Задача 3.5. Определить длину l швов (рис. 3.3), крепящих швеллер (ГОСТ 8240-97), нагруженный на конце моментом M. Материал – сталь Ст.2, электрод Э42. Допускаемые напряжения для Ст.2: растяжение/сжатие [σ]Р = 140 МПа; срез в сварном шве [τ]СР = 84 МПа. Катеты швов: горизонтальных – K1, вертикального – K2. 29 Вариант M, кН×м Швеллер № K1, мм K2, мм 1 2 0,24 0,22 20а 18 10 9 4 4 3 0,2 16а 8 4 4 5 6 7 0,26 0,18 0,15 0,12 22 14а 12 10 10 7 6 5 4 4 3 3 8 0,1 8 4 3 9 0,3 27 12 4 10 0,27 24 11 4 Задача 3.6. Определить длину l, l1, l2 швов, крепящих уголковый прокат толщиной d (ГОСТ 8509-93) к косынке (рис. 3.4), нагруженный поперечной силой P. Соединение равнопрочное. Материал – сталь Ст.2, электрод Э42. Допускаемые напряжения для Ст.2: растяжение/сжатие [σ]Р = 140 МПа; срез в сварном шве [τ]СР=84 МПа. Катет шва K. Вариант P, кН Профиль № d, мм K, мм 1 15 10 14 10 2 20 12,5 12 9 3 23 14 10 8 4 14 10 10 7 5 10 9 8 6 6 10 8 7 5 7 8 7 6 4 Рис. 3.3 8 6 6,3 5 3 9 16 12,5 9 6 10 22 16 14 9 Рис. 3.4 Задача 3.7. Рассчитать длину флангового шва пластины, нагруженной поперечной силой P и моментом Mизг (рис. 3.5), при запасе прочности n. Материал – сталь Ст.2, электрод Э42. Допускаемые напряжения для Ст.2: растяжение/сжатие [σ]Р = 140 МПа; срез в сварном шве [τ]СР = 84 МПа. Катет шва K. Вариант P, кН MИЗГ, Н×м n К, мм 1 10 1 2 5 2 5 1,5 1,5 4 3 4 1 1 3 4 6 1 2,5 6 30 5 20 1,5 2 10 6 7 1 3 7 7 9 1,5 1,5 5 8 12 1 2 8 9 8 1 1,5 5 10 15 1,5 2 10 Задача 3.8. Для данных из задачи 3.7 рассчитать длину лобового шва пластины, нагруженной поперечной силой P и моментом Mизг (рис. 3.6), при запасе прочности n. Материал – сталь Ст.2, электрод Э42. Допускаемые напряжения: срез в сварном шве [τ]СР = 84 Мпа; для стали Ст.2 растяжение/сжатие [σ]Р = 140 МПа. Катет шва K. Рис. 3.5 Рис. 3.6 Задача 3.9. Рассчитать болты, соединяющие электродвигатель с подмоторной рамой (рис. 3.7). Расчет произвести для двух случаев: а) с чистыми болтами; б) с черными болтами. Данные для расчета: усилие, действующее на электродвигатель F; угол направления силы α; размеры основания a×b; расстояние от осей болтов до кромок основания c; высота от основания до оси вала электродвигателя h; число болтов z = 4; материал болтов сталь – сталь Ст.3; материал корпуса электродвигателя и рамы – чугун, допускаемое напряжение смятия [σ]СМ=120 МПа; коэффициент трения f = 0,2. Вариант 1 F, кН 5 α, градусы 30 a, мм 240 b, мм 720 c, мм 90 h, мм 500 2 6 45 300 900 100 600 3 4 40 200 600 80 450 4 7 15 300 900 100 500 5 5 25 200 600 80 550 6 8 30 300 900 100 650 7 6 50 240 720 90 450 8 7 20 320 960 120 600 9 4 60 200 600 80 400 10 5 45 200 600 90 450 Задача 3.10. Рассчитать болты для стягивания диска фрикционной муфты со ступицей (рис. 3.8). Расчет произвести для двух случаев: а) чистые болты; б) черные болты. Данные для расчета: передаваемый крутящий момент MКР; 31 частота вращения n = 100 об/мин; посадочный диаметр наружный D; посадочный диаметр внутренний D1; толщина дисков муфты и ступицы δ; допускаемое напряжение на растяжение/сжатие для материала дисков муфты и ступицы [σ]Р = 125 МПа; число болтов z = 6; материал болтов – сталь Ст.3; коэффициент трения между диском и ступицей f = 0,2. Вариант MКР, кН×м D, мм D1, мм δ, мм 1 1 120 50 10 2 0,9 110 50 8 3 1,1 140 70 11 4 0,8 100 40 7 5 1,2 130 80 12 6 1,3 140 90 13 7 0,9 120 40 8 8 1 110 40 9 9 0,7 130 70 6 10 1,4 160 90 15 Рис. 3.8 Рис. 3.7 Задача 3.11. Произвести проверочный расчет болтов, соединяющих крышку с фланцем трубопровода высокого давления (рис. 3.9). Между крышкой и фланцем установлена упругая прокладка. Данные для расчета: избыточное давление P; внутренний диаметр трубы DВН; толщина фланца l1; толщина крышки l2; толщина прокладки l3; длина резьбы в пакете l4; 32 материал болтов, фланца и крышки – сталь 12Х18Н9Т, допускаемое напряжение [σ]Р = 250 МПа, Е = 200 ГПа; материал прокладки – фторопласт-4, Е = 0,38–0,45 ГПа; число болтов с метрической резьбой z; диаметр отверстия под болт d0; размер гайки под ключ S. Вариант P, МПа DВН, мм l1, мм l2, мм l3, мм l4, мм Резьба z d, мм S, мм 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 2 2,5 4 4,5 3,5 5 2,5 3 2 250 350 300 170 150 200 130 250 200 300 20 25 30 15 15 15 15 25 20 25 15 20 25 15 15 15 10 20 15 25 6 6 6 4 4 5 4 5 4 6 5 6 8 4 4 5 3 6 4 7 М22 М20 М24 М18 М16 М20 М16 М20 М18 М20 20 26 24 12 16 16 10 18 14 26 22,2 20,2 24,4 18,2 16,1 20,3 16,2 20,4 18,3 20,3 32 30 37 27 22 27 24 30 27 30 Рис. 3.9 33 Задача 3.12. Рассчитать сварной разделительный сосуд к системе охлаждения кассет с препаратом 60Co для универсальной радиационной установки типа К-120000. Предельное давление – P; внешний диаметр – DВ, высота – H; материал – сталь 12Х18Н10Т, допускаемые напряжения [σ]Р = 125 МПа, [τ]СР = 75 МПа. Вариант P, МПа DВ, мм H, мм 1 3 100 150 2 2 100 200 3 2,5 150 150 4 3,5 100 200 5 2 200 250 34 6 4 80 150 7 3 150 200 8 3,5 150 150 9 2,5 100 150 10 4 100 100 4. МЕХАНИЗМЫ ПРИБОРОВ И УСТАНОВОК 4.1. Зубчатые и червячные механизмы Задача 4.1. Определить основные геометрические размеры приборной цилиндрической прямозубой шестерни стандартного эвольвентного профиля, если модуль равен m, а число зубьев – z. Вариант m, мм z Вариант m, мм z 1 20 19 11 1,5 32 2 0,1 35 12 2 55 3 0,12 40 13 2,5 44 4 0,15 34 14 3 26 5 0,2 25 15 4 35 6 0,25 38 16 5 22 7 0,3 50 17 6 37 8 0,4 45 18 8 21 9 0,6 30 19 10 23 10 1 28 20 16 20 Задача 4.2. Определить расчетный модуль и выбрать модуль из стандартного ряда, а также определить другие параметры прямозубых конических зубчатых колес (рис. 4.1), если число зубьев шестерни – z, передаточное отношение – u, внешний делительный диаметр шестерни – de, ширина венца колес – b. Допустима ли заданная ширина венца (b)? Вариант z u de, мм b, мм Вариант z u de, мм b, мм 1 28 2 42 12 11 21 2 105 15 2 32 1,5 12,8 3 12 24 1,25 108 17 3 22 3 33 7 13 26 1,5 23,4 4 4 28 3 35 8 14 29 3 29 7 5 25 1,6 15 3 15 35 1,2 28 8 6 7 34 23 1,5 2 38,25 46 6 10 16 17 38 44 1,5 1,25 104,5 60,5 22 16 8 30 1,8 45 7 18 27 3 54 14 9 42 1,5 14,7 2 19 20 1,9 30 7 10 36 1,75 81 11 20 40 1,25 11,2 2 Задача 4.3. Выбрать материал зубчатых колес, вид его термической обработки и определить основные размеры коническоцилиндрической зубчатой передачи тележки координатного манипулятора (рис. 4.2), если мощность на ведущем (входном) валу – N1, частота вращения ведущего вала – n1, частота вращения ведомого вала – n2. Передача реверсивная, работает в масляной ванне без толчков и ударов. Срок службы передачи – T. 35 Вариант N1, кВт n1, мин-1 n2, мин-1 T, 103 ч Вариант N1, кВт n1, мин-1 n2, мин-1 T, 103 ч 1 2 3 0,22 0,4 0,3 1400 1200 1500 142 126 118 25 30 30 11 12 13 0,22 0,4 0,3 1100 1800 1600 98 175 154 35 30 20 4 5 6 7 8 9 10 0,35 0,6 0,14 0,18 0,2 0,25 0,5 2000 1000 3000 2400 1600 1800 1100 230 96 270 250 138 190 114 25 35 30 25 20 30 35 14 15 16 17 18 19 20 0,35 0,55 0,15 0,17 0,2 0,25 0,55 2400 2800 1000 2000 1500 1200 1400 230 270 160 210 134 108 134 25 30 35 25 30 30 25 Рис. 4.1 Рис. 4.2 Задача 4.4. Выбрать материалы червяка и зубчатого колеса, вид их термической обработки и определить основные размеры червячной передачи механизма регулировки положения шибера канала ядерного реактора (рис. 4.3), если мощность на вале червяка (ведущем) – N1, частота вращения червяка – n1, частота вращения червячного колеса (ведомого вала) – n2. Передача реверсивная, работает без толчков и ударов. Срок службы передачи – T. Вариант N1, кВт n1, мин-1 n2, мин-1 T, 103 ч Рис. 4.3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,3 0,45 0,35 0,25 0,4 0,2 0,3 0,45 0,4 0,35 1400 1500 1600 1700 1450 1400 1550 1650 1350 1300 48 52 58 74 41 36 34 68 40 46 25 30 35 40 20 25 30 35 20 25 36 Вариант N1, кВт n1, мин-1 n2, мин-1 T, 103 ч 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 0,4 0,2 0,3 0,35 0,45 0,4 0,25 0,3 0,35 0,2 1550 1400 1300 1450 1300 1450 1500 1700 1650 1300 35 42 28 49 32 37 62 58 52 44 25 20 35 30 25 20 40 35 30 25 Задача 4.5. Проверить цилиндрическую прямозубую шестерню на прочность изгибу, если модуль – m, число зубьев – z, окружная скорость – V, твердость поверхности зубьев – HB, степень точности передачи – C, крутящий момент, передаваемый шестерней – M, длина венца зуба – b, коэффициент KFβ = 1,2, допускаемое напряжение – [σ]FP. Вариант m, мм z V, м/с HB C M, Н×м b, мм [σ]FP, МПа 1 1,5 30 2 300 6 12 15 80 2 2 25 1,5 370 7 8 10 80 3 1,25 35 1 270 8 10 14 90 4 1 30 3 330 9 10 8 90 5 1,5 25 2,5 380 7 10 10 100 6 0,8 40 1,5 320 6 8 8 70 7 2 25 2 290 8 15 12 70 8 1,25 30 1 360 6 8 10 80 9 1,5 35 3 390 8 15 12 90 10 1 40 3,5 310 7 8 8 70 Задача 4.6. Определить передаточное отношение червячного механизма, если число заходов червяка – z, коэффициент диаметра – q, модуль – mt, межцентровое расстояние – aW. Вариант z q mt, мм aW, мм 1 2 20 0,6 30 2 4 18 0,2 12 3 1 16 0,4 12 4 2 16 0,5 25 5 2 10 0,8 32 6 4 20 1 48 7 1 14 1,5 48 8 1 20 1,6 40 9 2 18 1 27 10 2 9 2 50 Задача 4.7. Определить основные геометрические размеры косозубого цилиндрического колеса с нормальным модулем mn и числом зубьев z. Профиль зацепления – стандартный, эвольвентный с нормальной высотой зубьев. Угол наклона зуба – β. 37 Вариант mn, мм z Cosβ 1 2 3 4 5 6 7 8 0,5 0,6 0,8 1 1,25 1,5 2 2,5 55 50 45 50 45 40 35 50 0,985 0,99 0,995 0,98 0,985 0,99 0,995 0,98 9 10 3 4 45 40 0,99 0,995 Задача 4.8. Определить, может ли в червячном механизме с числом заходов червяка z, осевым модулем mt и наружным диаметром червяка da1 ведущим являться червячное колесо. Коэффициент трения – f. Вариант z mt, мм da1, мм f 1 3 0,5 11 0,1 2 2 0,8 14,4 0,04 3 4 1 27 0,1 4 2 1,25 27,5 0,03 5 3 1,6 35,2 0,09 6 4 0,5 13,5 0,11 7 2 1 18 0,05 8 3 0,6 10,8 0,08 9 4 2 40 0,11 10 3 1 24,4 0,07 Задача 4.9. Рассчитать червячную передачу для дистанционного управления клапаном контура реактора (рис. 4.4). Данные для расчета: крутящий момент на валу червячного колеса – МКР; частота вращения вала червяка – n1, вала червячного колеса – n2. Передача должна обеспечивать самоторможение. Вариант МКР, Н×м n1, мин-1 n2, мин-1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 36 40 30 32 34 38 42 44 46 28 940 1000 900 1100 1200 920 960 1600 1400 980 31-32 29-30 31-32 30-31 32-33 31-32 31-32 40-41 35-36 31-32 Рис. 4.4 38 Задача 4.10. Рассчитать двухступенчатый редуктор для периодического подъема и опускания тепловыделяющих элементов в ядерном реакторе. Быстроходной ступенью редуктора является коническая зубчатая передача; тихоходной ступенью – цилиндрическая зубчатая передача с внутренним зацеплением (рис. 4.5). Данные для расчета: мощность на входном валу – NВХ; частота вращения входного вала – n1, выходного – n3. Вариант NВХ, Вт n1, мин-1 n3, мин-1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 550 600 650 700 750 800 750 700 650 600 2100 2600 2200 2400 3000 2100 2700 2000 2500 2400 100 130 120 110 140 90 150 90 120 100 Рис. 4.5 4.2. Фрикционные механизмы Задача 4.11. Определить усилие Q, которое должна развивать пружина лобового фрикционного вариатора (рис. 4.6). Крутящий момент на ролике – М2, диаметр ролика – d2, коэффициент трения – f, коэффициент запаса сцепления – β. Вариант М2, Н×м d2, мм f β 1 0,3 50 0,2 2 2 0,5 70 0,2 1,5 3 0,4 60 0,2 2 4 0,2 50 0,25 1,5 5 0,3 40 0,15 1,5 39 6 0,2 30 0,2 2 7 0,4 50 0,25 1,5 8 0,5 60 0,25 2 9 0,1 40 0,1 1,5 10 0,1 50 0,15 2 Задача 4.12. Определить максимальный момент М2, передаваемый фрикционным механизмом (рис. 4.7), если диаметр ведущего катка – D1, ширина катков – b, передаточное отношение механизма – i, коэффициент трения – f, модуль упругости материала катков – E, допускаемое напряжение на смятие – [σ], коэффициент запаса сцепления – β. Вариант D1, мм b, мм i f E, ГПа [σ], МПа β 1 60 8 3 0,2 80 150 2 2 55 8 3 0,25 90 140 1,5 3 50 10 2 0,2 100 130 2 4 45 10 3 0,15 90 120 1,5 5 40 12 3 0,2 80 100 2 Рис. 4.6 6 45 12 2 0,2 70 150 2 7 50 12 3 0,15 80 100 1,5 8 55 10 2 0,2 70 120 2 9 60 12 2 0,15 100 110 1,5 10 40 14 2 0,25 100 140 1,5 Рис. 4.7 Задача 4.13. Груз А, сила тяжести которого Q = 4000 Н, под действием силы P перемещается равномерно параллельно плоскости xx’ (рис. 4.8). Между плоскостями xx’ и yy’ вставлены катки B диаметром d = 200 мм. Коэффициент трения между плоскостью yy’ и катками f1 = 0,08, а между плоскостью xx’ и катками f2 = 0,06. Сила тяжести одного катка QК = 40 Н. Определить силу P, если скольжение катков по плоскостям отсутствует. Задача 4.14. Определить величину силы P, под действием которой тележка со свинцовым домиком «Д» движется равномерно по горизонтальным рельсам xx’ (рис. 4.9). Сила тяжести тележки – Q; диаметр шипов осей колес – d; коэффициент трения скольжения в 40 подшипниках колес f = 0,1; диаметр колес – D; коэффициент трения качения колес по рельсам k = 0,1. Вариант Q, кН d, мм D, мм 1 3 40 250 2 3,5 40 300 3 4 50 350 4 4,5 60 350 5 5 60 400 Рис. 4.8 6 3 35 200 7 3,5 50 300 8 4 40 350 9 4,5 50 400 10 5 50 350 Рис. 4.9 Задача 4.15. На наклонной плоскости (рис. 4.10), составляющей с горизонтом угол α = 10о, лежит цилиндр, сила тяжести которого Q, коэффициент трения скольжения f = 0,08, коэффициент трения качения k = 0,08. Определить минимальный диаметр dmin цилиндра, при котором качение его по плоскости будет происходить без скольжения. Задача 4.16. Рассчитать лобовой фрикционный вариатор роликового типа и винтовой механизм регулировки перемещения ролика (рис. 4.11), если передаваемый крутящий момент на ведомом валу – M2; частота вращения валов: ведущего (входного) n1; ведомого (выходного) – n2min–n2max (диапазон регулирования D=n2max/n2min), максимальная окружная скорость – Vmax; коэффициент проскальзывания ε = 0,05; КПД = 0,75; коэффициент трения – f. Вариант М2, Н×м n1, мин-1 n2min, мин-1 n2max, мин-1 Vmax, м/с f 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 2,5 2 3,5 4 3 2,5 2 2,5 3 300 200 500 300 400 400 500 300 400 300 300 300 400 400 300 400 300 400 300 400 1200 900 1000 1200 1500 1400 1200 1000 1500 1200 3 2,5 3,5 2 2,5 2,5 3,5 2 2 3 0,2 0,15 0,1 0,15 0,2 0,1 0,2 0,15 0,2 0,1 41 Рис. 4.10 Рис. 4.11 4.3. Кулачковые механизмы Задача 4.17. Определить минимальный радиус кулачка и построить его профиль, используя аналитический метод (рис. 4.12), если угловая скорость кулачка ω = const, угол подъема профиля кулачка θ ≤ 45о. Уравнение движения толкателя (щупа) S = A[B − C cos(щt )] . Вариант ω, рад/с А, мм В С 1 2π 50 1 1 2 π 55 2 1 3 2π 60 1 2 4 π 65 1 3 5 2π 45 3 1 6 π 40 2,5 1 7 2π 35 1 2,5 8 π 30 1,5 1 9 2π 70 1 1,5 10 π 75 2 3 4.4. Винтовые механизмы Задача 4.18. Винтовой механизм с метрической резьбой (рис. 4.13) используется для перемещения каретки. Определить возникающую в механизме осевую силу и минимальную длину гайки H, если крутящий момент – M, приведенный коэффициент трения – f’, допустимое удельное давление – [q]. Вариант Резьба М, Н×м f’ [q], МПа 1 М10 2 0,1 4 2 М8 1,5 0,1 4 3 4 М12 М14 2,5 2,5 0,1 0,1 4 4 42 5 М8 1 0,08 3,5 6 7 8 9 10 М10 М12 М14 М10 М12 1,5 2 3 1 1,5 0,08 0,08 0,8 0,12 0,12 3,5 3,5 3,5 4,5 4,5 Задача 4.19. Определить грузоподъемность Q винтового механизма регулирования положения электромагнитной секции ускорителя (рис. 4.14), если: резьба винта прямоугольная с наружным диаметром dН, внутренним – dВ; крутящий момент, приложенный к винту – M; коэффициент трения в паре «винт-гайка» (1; 2) – f = 0,1. Вариант dН, мм dВ, мм М, Н×м 1 24 21 30 2 25 22 25 3 24 20 20 4 24 22 15 5 22 20 10 6 26 22 30 7 25 20 25 Рис. 4.13 Рис. 4.12 43 8 27 24 20 9 25 21 15 10 27 25 10 Задача 4.20. Для винтового механизма (рис. 4.14) определить грузоподъемность Q и максимально допустимый вращающий момент, приложенный к винту – M, если: резьба винта прямоугольная с наружным диаметром dН, внутренним – dВ, шаг резьбы – P, число заходов резьбы – N; высота гайки – H; коэффициент трения в паре «винт-гайка» (1; 2) – f; допускаемое напряжение на смятие – [σ]СМ. Дать заключение о самоторможении винтового механизма и определить его КПД. Вариант dН, мм dВ, мм P, мм N H, мм f [σ]СМ, МПа 1 24 20 4 1 12 0,06 8 2 30 25 5 1 15 0,07 10 3 27 25 2 2 10 0,09 9 4 26 22 3 1 12 0,1 11 44 Рис. 4.14 5 25 22 2 3 12 0,08 6 6 28 24 4 1 14 0,06 5 7 24 20 3 2 12 0,07 4 8 32 26 5 2 18 0,09 9 9 30 28 1 4 10 0,1 8 10 28 22 5 1 20 0,06 6 5. ВАЛЫ И ОСИ Задача 5.1. Сделать проверочный расчет вала 5 (рис. 5.1) планетарной передачи, если мощность на ведущем валу N5 = 35 Вт; частота вращения n5 = 2720 мин-1; КПД передачи η5 = 0,2; передаточное отношение i5 = 50; размеры цапф вала d1 = 6 мм, d2 = 11 мм, l1 = 37 мм, l2 = 5 мм, l3 = l4 = l5 = 6 мм; число зубьев z1 = 50, z2 = z3 = = 45, z4 = 51; модули m12 = 1 мм, mn34= 0,8 мм; зацепление 3–4 – косозубое, β = 16о40’ (Cosβ = 0,958); α = 20о; материал вала – сталь 50Х, [σ]ИЗГ = 600 МПа. Рис. 5.1 Задача 5.2. Определить минимальные размеры валов редуктора тележки координатного манипулятора (рис. 5.2), если мощность на ведущем валу – N; частота вращения вала n; передаточные отношения первой и второй ступеней – u12, u34; КПД передачи η = 0,95; материал колес – сталь 40Х; допускаемое напряжение кручения валов – [τ]КР. 45 Вариант N, Вт n, мин-1 u12 u34 [τ]КР, МПа 1 75 955 4 5 200 2 80 1000 5 6 220 3 85 900 4 6 180 4 90 850 3 7 160 5 95 950 3 5 240 6 7 100 105 1050 1100 4 2 7 6 180 220 8 110 800 5 3 160 9 10 70 65 1000 1100 6 3 7 4 200 240 Рис. 5.2 Задача 5.3. Проверить статическую прочность вала, если крутящий момент MКР = 220 Н×м, возможны кратковременные нагрузки Mmax = 1,45×MКР. На валу установлено зубчатое колесо с диаметром делительной окружности dН = 30 мм, диаметр вала под колесом dВ = 30 мм, угол наклона зубьев β = 15о, α = 20о. Материал вала – сталь 30 улучшенная. Задача 5.4. На входном валу реверсивного редуктора установлено зубчатое колесо с диаметром делительной окружности d1, угол наклона зубьев β = 15о, α = 20о. Длина ступицы зубчатого колеса lСТ = 1,5dВ, где dВ – диаметр вала. Расстояния от оси симметрии колеса до опор вала l1 и l2. Крутящий момент от вала к колесу передается через призматическую шпонку (исполнение 1 ГОСТ 23360-78). 46 Материал вала – сталь 30ХМ улучшенная. Определить диаметр вала dВ исходя из расчетов на прочность и жесткость, а также размеры шпонки по ГОСТ 23360-78, если крутящий момент – M, возможны кратковременные перегрузки Mmax = kM. Срок службы вала – T, температура редуктора не превышает 70 оС. Вариант d1, мм l1, мм l2, мм М, Н×м k T, 103 ч Вариант d1, мм l1, мм l2, мм М, Н×м k T, 103 ч 1 30 12 28 0,22 1,45 30 11 30 10 25 0,2 1,2 35 2 35 13 30 0,3 1,3 30 12 35 14 32 0,35 1,3 35 3 40 15 32 0,35 1,2 30 13 40 14 30 0,32 1,5 35 4 45 16 35 0,37 1,5 30 14 45 15 34 0,33 1,4 35 5 50 17 40 0,4 1,4 25 15 50 18 42 0,45 1,3 30 6 55 18 43 0,43 2 25 16 55 19 45 0,48 1,2 30 7 60 20 45 0,45 1,6 25 17 60 21 45 0,4 1,6 30 8 65 21 46 0,47 1,2 25 18 65 20 46 0,5 1,3 30 9 70 22 46 0,5 1,2 35 19 70 23 48 0,45 1,4 25 10 75 23 46 0,55 1,4 35 20 75 22 48 0,5 1,5 25 Задача 5.5. На вал ступенчатой формы (рис. 5.3) установлено косозубое зубчатое колесо одноступенчатого редуктора с диаметром делительной окружности dН, углом наклона зубьев β, α = 20о и длиной ступицы lСТ = 1,5d4. Диаметр цапф вала – d1. Опоры вала – подшипники качения. Вал вращается со скоростью n = 1000 мин-1. Радиус галтелей составляет 0,1 диаметра прилегающего цилиндра. Крутящий момент от муфты к валу и от вала к колесу передается через призматические шпонки (Шпонка b1×h1×l1 ГОСТ 23360-78 и Шпонка b2×h2×l2 ГОСТ 23360-78). Материал вала – сталь 38ХГН, термическая обработка – закалка с низким отпуском. Определить максимально допустимые крутящие моменты: для постоянной нагрузки M и для кратковременных перегрузок Mmax, которые может передать вал, при соблюдении условий прочности и жесткости. Срок службы вала – T. 47 Вариант dН, мм β, градусы d1, мм d2, мм d3, мм d4, мм L1, мм L2, мм L3, мм L4, мм L5, мм L6, мм L7, мм b1, мм h1, мм l1, мм b2, мм h2, мм l2, мм T, 103 ч 1 36 5 6 8 9 10 30 15 10 44 1 9 2 2 2 6 3 3 14 30 2 38 5 7 9 10 12 30 16 10 47 1 10 2 2 2 6 4 4 16 35 3 40 6 8 10 11 12 35 17 10 48 1 10 2 2 2 8 4 4 16 40 4 42 6 9 11 12 14 40 17 11 57 2 13 3 3 3 12 5 5 20 45 5 44 7 10 12 13 14 45 18 12 58 2 13 3 3 3 14 5 5 20 50 Рис. 5.3 48 6 44 9 11 13 14 16 50 20 10 60 2 14 4 4 4 16 5 5 22 35 7 48 11 12 14 15 16 55 20 14 65 3 14 4 4 4 18 5 5 22 45 8 50 12 13 15 16 18 60 22 14 75 3 18 5 5 5 20 6 6 25 30 9 50 13 14 16 18 20 65 24 12 79 3 20 5 5 5 22 6 6 28 40 10 52 15 15 19 20 22 70 24 10 78 4 20 5 5 5 25 6 6 28 50 Задача 5.6 (продолжение задачи 4.3). Для коническоцилиндрической зубчатой передачи тележки координатного манипулятора (задача 4.3, рис. 4.2) выбрать материал валов и его термическую обработку, определить конфигурацию и геометрические размеры валов при соблюдении условий прочности и жесткости; выбрать конструкцию зубчатых колес и способ их соединения с валами. Крутящий момент на входной вал и от выходного вала передается через муфты. Опоры валов – подшипники качения. 49 6. ОПОРЫ ВРАЩЕНИЯ 6.1. Подшипники скольжения Задача 6.1. Определить момент трения в цилиндрической опоре (рис. 6.1) с размерами D, d, l, нагруженной радиальной силой R и осевой силой A. Коэффициент трения – f. Величины сил R и A определяются из условия невыдавливания смазки, допустимое удельное давление – [q]. Вариант D, мм d, мм l, мм f [q], МПа 1 40 32 30 0,08 6 2 44 34 30 0,07 6 3 48 34 32 0,08 5 4 50 36 36 0,07 7 5 52 36 34 0,06 6 6 54 38 36 0,07 5 7 58 40 38 0,08 6 8 60 46 42 0,06 6 9 38 30 28 0,08 5 10 34 26 26 0,07 7 6.2. Подшипники качения Задача 6.2. Подобрать подшипники для вала косозубой шестерни по схеме (рис. 6.2), если на подшипники действуют радиальные силы FR1, FR2 и осевая сила FA. Диаметры посадочных мест вала – dВ, частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh. Температура подшипникового узла не превышает 100 оС, угол наклона зубьев β ≤ 15о. Вариант FR1, Н FR2, Н FA, Н dВ, мм n, мин-1 Lh, 103 ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 760 800 800 830 850 850 900 950 1000 1100 1600 1660 1700 1750 1750 1800 1800 1850 1850 1900 460 480 500 500 510 520 530 540 550 560 5 6 7 8 9 10 12 15 17 20 790 820 800 750 850 780 810 760 770 750 12 15 10 14 11 16 18 15 12 10 Задача 6.3. Подобрать подшипники для вала прямозубой шестерни по схеме (рис. 6.3), если на подшипники действуют радиальные силы FR1 и FR2. Коэффициент безопасности – KБ. Диаметры посадочных мест вала – dВ, частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh. 50 Вариант FR1, кН FR2, кН KБ dВ, мм n, мин-1 Lh, 103 ч 1 2,2 9,9 1,4 55 620 20 2 2,3 10,2 1,5 60 550 19 3 2,2 9,8 1,2 55 640 21 4 2,4 10,3 1,6 60 560 18 5 2,3 10,0 1,4 55 630 22 Рис. 6.1 6 2,3 10,4 1,3 60 570 23 7 2,1 9,7 1,1 55 650 24 8 2,5 10,1 1,7 60 580 19 9 2,0 9,6 2,0 55 610 18 10 2,4 10,5 1,8 60 590 25 Рис. 6.2 Рис. 6.3 Задача 6.4. Подобрать подшипники для вала конической шестерни по схеме (рис. 6.4), если на подшипники действуют радиальные силы FR1, FR2 и осевая сила FA. Коэффициент безопасности – KБ. Диаметры посадочных мест вала – dВ, частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh. 51 Вариант FR1, кН FR2, кН FA, кН KБ dВ, мм n, мин-1 Lh, 103 ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4,6 4,8 4,6 4,8 4,6 5,0 5,0 4,6 5,2 4,8 1,8 1,9 1,7 1,8 1,6 2,0 1,9 1,8 2,1 2,0 0,9 0,8 0,8 1,0 1,0 1,2 1,1 0,7 1,3 0,9 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,4 1,5 1,6 1,7 40 40 50 50 40 50 40 40 50 50 1420 1400 1420 1400 1440 1440 1380 1460 1360 1380 12 10 10 12 11 13 9 13 9 11 Рис. 6.4 Задача 6.5. Подобрать подшипники для вала конической шестерни по схеме (рис. 6.5), если на подшипники действуют радиальные силы FR1, FR2 и осевая сила FA. Коэффициент безопасности – KБ, коэффициент вращения V = 1, температурный коэффициент – KT. Диаметры посадочных мест вала – dВ, частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh. Вариант FR1, кН FR2, кН FA, кН KБ KT dВ, мм n, мин-1 Lh, 103 ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2,3 2,8 2,4 3,0 2,5 2,9 2,3 2,7 2,2 3,1 1,7 1,9 1,7 2,0 1,8 1,8 1,8 1,6 1,5 1,9 0,6 0,8 0,5 0,9 0,7 0,6 0,7 0,8 0,5 1,0 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 1,2 1,3 1,4 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,1 1,0 1,0 1,0 35 40 35 40 35 40 35 40 35 40 3000 2900 3100 3000 3200 2800 2900 2700 3000 2900 11 12 13 14 15 16 10 11 12 13 52 Рис. 6.5 Задача 6.6. Подобрать подшипники для вала конической шестерни по схеме (рис. 6.6), если на подшипники действуют радиальные силы FR1, FR2 и осевая сила FA. Коэффициент безопасности – KБ, коэффициент вращения V = 1, температурный коэффициент – KT. Диаметры посадочных мест вала – dВ, частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh. Вариант FR1, кН FR2, кН FA, кН KБ KT dВ, мм n, мин-1 Lh, 103 ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 16,5 20 16,8 19,6 17,0 20,4 16,4 20,2 16,6 19,8 12,8 13,4 13,0 13,2 12,9 13,6 12,6 12,2 12,7 13,2 6,1 6,5 6,2 6,2 6,2 6,7 6,0 6,4 5,9 6,2 1,5 1,4 1,3 1,6 1,7 1,8 1,4 1,5 1,6 1,7 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 90 100 90 100 90 100 90 100 90 100 1800 1900 2000 1800 2100 1700 1900 1600 1700 1500 8 9 10 11 12 8 9 10 11 12 Задача 6.7. Подобрать подшипники для вала червяка по схеме (рис. 6.7), если на подшипники действуют радиальные силы FR1, FR2 и осевая сила FA. Коэффициент безопасности – KБ, коэффициент вращения V = 1, температурный коэффициент KT = 1,0. Диаметры посадочных мест вала – dВ, частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh. 53 Вариант FR1, кН FR2, кН FA, кН КБ dВ, мм n, мин-1 Lh, 103 ч 1 1,4 1,2 2,8 1,3 40 360 7 2 2,2 1,5 3,6 1,5 50 360 8 3 1,6 1,3 3,0 1,4 40 380 8 4 2,0 1,4 3,6 1,2 50 380 7 5 1,5 1,3 2,9 1,6 40 400 9 Рис. 6.6 Рис. 6.7 54 6 2,4 1,5 3,8 1,6 50 400 10 7 1,3 1,1 2,6 1,1 40 340 10 8 2,2 1,4 3,5 1,1 50 340 9 9 1,4 1,1 2,9 1,5 40 360 5 10 2,4 1,4 3,6 1,3 50 320 6 Задача 6.8. Подобрать тип подшипника качения и определить его грузоподъемность, если на подшипник действуют радиальная сила FR и осевая сила FA. Коэффициент безопасности – KБ, коэффициент вращения V = 1, температурный коэффициент – KT. Частота вращения вала – n, срок службы подшипников – Lh.Температура, при которой работает узел, T = 40–60 оС. Вариант FR, Н FA, Н KБ KT n, мин-1 Lh, 103 ч 1 600 150 1,2 1,5 600 10 2 700 100 1,3 1,5 650 11 3 800 200 1,4 1,4 700 12 4 900 500 1,5 1,4 750 13 5 6 7 8 9 10 1000 1100 1200 1300 1400 1500 50 150 400 100 300 200 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 1,6 1,6 700 650 600 550 800 850 14 15 9 10 11 12 Задача 6.9. Подобрать подшипники качения для валов цилиндрических зубчатых колес, если число зубьев колес z1 = 20, z2 = 80, межосевое расстояние aW = 50 мм, расстояние между опорами вала l = 100 мм, частота вращения входного вала n = 400 мин-1, момент на входном валу M1 = 14 Н×м; службы подшипников Lh = 10000 ч. Задача 6.10 (продолжение задач 4.3 и 5.6). Для валов коническоцилиндрической зубчатой передачи тележки координатного манипулятора (задачи 4.3 и 5.6, рис. 4.2) подобрать подшипники качения. 55 7. УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ Задача 7.1. Рассчитать плоскую спиральную пружину, если внутренний радиус барабана – r0, минимальный крутящий момент на валике пружины – Мmin, рабочее число оборотов барабана – ψ, материал – сталь с модулем упругости E, смазка – касторовое масло с графитом. Вариант r0, мм Мmin, Н×м ψ E, ГПа 1 21 5 7 2,1 2 20 6 6 2,0 3 22 5 7 1,9 4 19 7 6 1,8 5 20 6 7 2,2 6 21 7 6 1,7 7 22 8 7 1,8 8 20 7 6 1,9 9 19 6 7 2,0 10 21 6 6 2,1 Задача 7.2. Рассчитать винтовую цилиндрическую пружину сжатия, удерживающую люк сухой сборки реактора, если сила предварительной деформации – P1, сила рабочей деформации – P2, рабочий ход – h, наружный диаметр пружины – DН, скорость перемещения подвижного конца пружины – V0, число циклов до разрушения – N. Вариант P1, Н P2, Н h, мм DН, мм V0, м/с N, ×107 1 2 3 4 5 6 20 25 30 30 25 20 80 100 120 120 100 80 30 35 40 35 30 40 10-12 10-12 10-12 12-14 12-14 12-14 5 6 4 5 4 6 1 0,9 1,1 0,8 0,9 1 7 22 88 35 8-10 6 1,1 8 24 96 30 8-10 5 1,1 9 21 80 40 8-10 4 1 10 25 90 35 11-13 5 0,9 Задача 7.3. Рассчитать плоскую пружину, определив размеры ее сечения и деформацию, если один из ее концов жестко закреплен, максимальная нагрузка на другом конце – P, длина пружины – L0, материал – сталь 65Г, модуль упругости E = 21 ГПа, допускаемое напряжение изгиба [σ]ИЗГ = 700 МПа. Провести расчет для случая, когда один из концов пружины закреплен шарнирно неподвижно, другой – шарнирно подвижно, а нагрузка приложена в центре пружины. 56 Вариант P, Н L0, мм 1 10 70 2 15 90 3 5 60 4 8 70 5 12 80 6 15 100 7 10 80 8 5 70 9 8 80 10 12 90 Задача 7.4. Рассчитать уплотнительное устройство к установке для измерения твердости материалов при высоких температурах (рис. 7.1), если рабочий ход индентора h = 5 мм, полная (максимальная) длина сильфона J = 50÷55 мм, испытание образца производится при вакууме p = 1÷10 мПа, нагрузка на инденторе P = 40 Н, наружный (максимальный) диаметр сильфона 2RН = 55 мм, Задача 7.5. Рассчитать винтовую цилиндрическую пружину кручения, смонтированную в рамке (рис. 7.2), если внешняя нагрузка (пульсирующая), приложенная к рамке – Q, расстояние от точки приложения силы Q до оси вращения рамки – b, рабочий угол закручивания – ϕР, индекс пружины c = 12. Вариант Q, Н b, мм a, мм ϕР, рад 1 20 40 10 π/8 2 15 50 10 π/7 3 10 30 8 π/6 4 25 35 8 π/5 5 20 45 15 π/4 Рис. 7.1 6 15 40 12 π/5 7 20 35 8 π/6 8 10 40 15 π/7 Рис. 7.2 57 9 25 30 9 π/8 10 15 45 12 π/6 8. КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ, КОРПУСОВ И МЕХАНИЗМОВ Задача 8.1. Разработать конструкцию сварной сборочной единицы взамен литой детали (рис. 8.1–8.20). Учесть требования технологичности сварного соединения. 1. Определить номенклатуру и количество деталей для сварной сборочной единицы. 2. Выбрать типы швов для сварки деталей ручной дуговой сваркой. 3. Выполнить чертежи всех деталей. 4. Выполнить сборочный чертеж сварной сборочной единицы и составить спецификацию. Рис. 8.1 58 Рис. 8.2 59 Рис. 8.3 60 Рис. 8.4 Рис. 8.5 61 Рис. 8.6 62 Рис. 8.7 63 Рис. 8.8 64 Рис. 8.9 65 Рис. 8.10 66 Рис. 8.11 67 Рис. 8.12 68 Рис. 8.13 69 Рис. 8.14 70 Рис. 8.15 71 Рис. 8.16 72 Рис. 8.17 73 Рис. 8.18 Задача 8.2 (продолжение задачи 5.5). Для вала (задача 5.5, рис. 5.3) подобрать подшипники качения. Разработать конструкцию узлов крепления подшипников в корпусе и конструкцию уплотнительного узла конца вала, соединяемого с муфтой. Выполнить сборочный чертеж узлов крепления подшипников и уплотнительного узла. Задача 8.3 (продолжение задач 4.3, 5.6 и 6.10). Для редуктора тележки координатного манипулятора с двухступенчатой коническо-цилиндрической зубчатой передачей (4.3, 5.6 и 6.10, рис. 4.2) разработать конструкцию корпуса, при условии, что зубчатые колеса работают в масляной ванне. Конструкция корпуса должна обеспечить возможность замены отдельных деталей редуктора, а также масла. 74 Выполнить: 1. Чертеж общего вида редуктора; 2. Сборочный чертеж редуктора и спецификацию; 3. Рабочие чертежи ведущего (входного) вала и конической шестерни; 4. Пояснительную записку. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Милосердин Ю.В., Семенов Б.Д., Кречко Ю.А. Расчет и конструирование механизмов приборов и установок: учебное пособие. М.: Машиностроение, 1985. 2. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин: учебное пособие. М.: Высшая школа, 2005. 3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: справочник. М.: Машиностроение, 1978. 4. Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: справочник. М.: Высшая школа, 2004. 5. Джонсон В.А. Методика расчета и основы конструирования электроприводов с зубчатыми и червячными передачами: учебное пособие. М.: МИФИ, 1992. 75 ПРИЛОЖЕНИЕ 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 Зинаида Сергеевна Волкова Юрий Аркадьевич Капралов Владислав Ричардович Островский СБОРНИК ЗАДАЧ ПО КУРСУ «ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ» Учебное пособие Редактор Е.Е. Шумакова Подписано в печать 25.10.2007. Формат 60×84 1/16 Печ.л. 5,5. Уч.-изд.л. 5,5. Тираж 300 экз. Изд.№ 4/73. Заказ № Московский инженерно-физический институт (государственный университет) 115409, Москва, Каширское шоссе, 31 Типография издательства «Тровант» г. Троицк Московской области
