Проводимых исследований. Используемая терминология и трактовка рассматриваемых вопросов отвечает действующим гост и увязана по содержанию с учебниками и учебными пособиями по деталям машин. По каждой работе сформулированы контрольные вопросы, помогающие акцентировать внимание студентов на основных п


НазваниеПроводимых исследований. Используемая терминология и трактовка рассматриваемых вопросов отвечает действующим гост и увязана по содержанию с учебниками и учебными пособиями по деталям машин. По каждой работе сформулированы контрольные вопросы, помогающие акцентировать внимание студентов на основных п
страница3/9
Дата публикации09.03.2013
Размер1.32 Mb.
ТипУчебник
referatdb.ru > Математика > Учебник
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Рисунок 2.1
Момент завинчивания, который нужно приложить к ключу для обеспечения требуемой силы затяжки болта, определяется по известной зависимости [1, 2, 4]
Тзаврт=0,5∙Fзат∙[d2∙tg (ψ+φ1)+d срf т], (2.3)
где Тр – момент сил трения в резьбе, Н∙мм;

Тт – момент сил трения на опорном торце гайки, Н∙мм;

d2 – средний диаметр резьбы, мм;

ψ – угол подъема резьбы (tg ψ=p/π∙d2 , здесь р – шаг резьбы, мм);

φ1 – приведенный угол трения в резьбе (φ1=arctg fпр , здесь fпр – приведенный коэффициент трения в резьбе
fпр= f р / cos α/2,
где f р – действительный коэффициент трения в резьбе;

α=60о – угол профиля метрической резьбы;

dcp – средний диаметр опорной поверхности гайки, мм (dcp=(D1+do)/2, здесь D1 – наружный диаметр опорного торца гайки, равный размеру звена ключа, мм; do – внутренний диаметр опорной поверхности , равный отверстию под болт, мм);

fт – коэффициент трения на торце гайки.

Подставляя в выражение (2.1) значение силы затяжки Fзат , определяемое по зависимости (2.2), получим
. (2.4)
Это уравнение может быть представлено в виде
,
где С=2∙fo∙i /[d2∙tg(ψ+φ1)+dcp∙fт] – постоянная для определенных условий эксперимента величина. Если полагать, что значения коэффициента трения fт и fo при различных затяжках неизменны, то Fr = f(Тзав) является линейной зависимостью.

Коэффициенты трения в стыке fo , на торце гайки fт и в резьбе зависят от материала и чистоты обработки трущихся поверхностей, наличия и вида смазки (таблица 2.1).
Таблица 2.1 - Значения коэффициента трения трущихся поверхностей стальных и чугунных деталей

Трущиеся поверхности

Коэффициент трения

Чисто обработанные поверхности,

при наличии смазки

без смазки

Грубо обработанные поверхности

без смазки


0,15

0,2
0,3


Как следует из уравнения (2.3), коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки оказывают существенное влияние на величину момента завинчивания Тзав . Вследствие зависимости этих коэффициентов от состояния трущихся поверхностей теоретическое значение Тзав не всегда отвечает его действительной величине, определяемой экспериментальным путем.

В практической работе знание величины момента завинчивания Тзав часто необходимо, например, для настройки динамометрических ключей.

Для предотвращения возможных остаточных деформаций в стержне болта необходимо ограничить силу затяжки. Допустимая сила затяжки болта определяется исходя из условия прочности стержня болта при одновременном действии растягивающего усилия и закручивающего момента по уравнению
, (2.5)
где d3 – внутренний диаметр болта по дну впадин, мм;

π∙d32/4 – площадь поперечного сечения болта по диаметру впадин, см2 (см. таблицу 4.1); [δр] – допускаемое напряжение на растяжение, МПа ([δр]= δт/S, здесь δт – предел текучести материала болта, для стали Ст.3 * δт=220 МПа); S – 1,5… 2,5 – коэффициент запаса прочности при контролируемой затяжки.

Полученному, согласно (2.5), значению силы затяжки [Fзат] отвечает максимально допустимый момент завинчивания, определяемый по уравнению (2.3).


  1. ^ ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ И УКАЗАНИЯ ПО РАБОТЕ НА НЕЙ


Для исследования болтового соединения используется испытательная машина ДМ 30М рисунок 3.1 и приспособление ДМ 23М с болтовым соединением рисунок 3.4, установленным на столе машины.

Машина ДМ ЗОМ предназначена для создания и измерения растягивающих и сжимающих нагрузок в соединениях деталей машин.

Машина состоит из массивного литого корпуса (станины 1), на котором установлены стойки 2, скрепленные вверху перекладиной. В корпусе смонтирован механизм подъема-опускания стола, на котором закрепляется испытываемое приспособление. На перекладине смонтирован механизм установочного перемещения, обеспечивающий быстрый подвод устройства и испытываемому приспособлению, и динамометр.



Рисунок 3.1 - Испытательная машина ДМ 30М
Механизм подъема представляет собой червячный редуктор 13, обеспечивающий осевое перемещение грузовому винту 12 в двух направляющих опорах скольжения. Вращение червячной пары осуществляется маховиком 14 от руки.

Механизм установочного перемещения состоит из маховика 8 и винтовой пары: винта 6 и гайки-ползуна 9. При вращении маховика, закрепленного на конце винта, гайка-ползун получает осевое перемещение и может быть установлена на высоте исследуемого соединения.

Установленное в машине самоизмерительное устройство состоит из динамометрического кольца 5 и стрелочного индикатора 4 с ценой деления шкалы – 0,001 мм. Верхней частью захватом 10 динамометрическое кольцо с помощью болта 11 крепится к направляющему ползуну 9. В нижней части кольца имеется отверстие.

Если необходимо получить растяжение производят соединение кольца с испытываемым приспособлением.

При необходимости получения сжимающих усилий к нижней части кольца крепится наконечник 3, торец которого является базой сопряжения с испытываемым приспособлением.

Перед началом испытаний следует обратить внимание на положение стола.

Если испытываемое приспособление подвергается растяжению, стол не должен находиться в нижнем предельном положении. В этом случае стол должен иметь запас хода на податливость растяжения испытуемого приспособления.

При испытании приспособления на сжатие стол не должен находиться в верхнем предельном положении по тем причинам, что и при растяжении.

Положение стола сверяют по кольцевой канавке, расположенной на первой стойке машины.

Направление вращения маховика 14 для подъема или опускания показывает установленная на станине указательная планка.

Нагружение исследуемого соединения производят в следующей последовательности. После установки соединения на стол к нему подводят верхний ползун 9, затем вращением маховика 14, расположенного в передней части станины, приводится в движение стол. Тем самым создается необходимая нагрузка, предельная величина которой не должна превышать 19,6 кН (2000 кгс). Измерение нагрузки производится путем определения величины деформации динамометрического кольца по показаниям укрепленного на нем индикатора.

Тарировка динамометрического кольца при сжимающей нагрузки производится на установке, смонтированной по схеме, рисунок 3.2. Установка состоит из основания 12, к которому с помощью винта 11 прикреплено динамометрическое кольцо 5, шарнирно закрепленной опорной стойки 2, рычага 6. Один конец рычага поджимается уголком 3 к стойке 2, к другому на жесткой подвеске 8 подшивается груз 10. С целью центрирования прилагаемой нагрузки в месте отверстия в кольце 5 установлен шарик 4, являющийся промежуточной опорой рычага 6.

Циферблат используемого для замера деформации кольца индикатора 4, рисунок 3.1, устанавливают на “нуль”. Проверяют исправность и правильность установки индикатора. После сжатия стрелка индикатора должна возвратиться в нулевое положение.

Рисунок 3.2
Нагружение установки производят ступенчато по 5-10 кгс на каждую последующую ступень при фиксации соответствующей деформации кольца стрельчатым индикатором.

При использовании для замера сдвигающей силы тензометрической аппаратуры на динамометрическое кольцо 5 наклеиваются тензодатчики сопротивления 10. Снятие показаний производится с миллиамперметра прибора 7 или с экрана (по записи) циферблата.

Последовательно снимают груз 9 с подвески 8, уменьшая нагрузку на рычаг 6 и разгружая кольцо.
Техническая характеристика установки ДМ ЗОМ
Предельная растягивающая

(сжимающая ) нагрузка - 20 кН

Максимальная высота над столом - 365 мм

Минимальная высота над столом - 225 мм

Диаметр стола - 290 мм

Наибольший ход ползуна - 90 мм

Ход стола - 50 мм

Габариты установки - 570х490х1570 мм

Масса установки - 180 кг

Приспособление ДМ 23М, рисунок 3.4 состоит из основания 1, двух щек 3 и 12, набора пластин 4, болтов 6 с гайками 11 и втулками 7 и 10, ползуна 5 с ввернутыми в него упорами 8.

Таблица 3.1- Тарировочная характеристика динамометрического кольца


Усилие

Q, кН

Вид нагружения

Сжатие

Растяжение

Прогиб кольца У, мм

прямой ход

обратный ход

прямой ход

обратный ход

2,5

5

10

15

20

0,082

0,164

0,328

0,494

0,656

0,081

0,165

0,329

0,498

-

0,076

0,151

0,302

0,450

0,600

0,079

0,156

0,309

0,458

-





Рисунок 3.3
В нижней части основания имеется центрирующий бурут, служащий для установки ригелем 13, втулка 7 имеет выступ, который удерживает болт от вращения при завинчивании гайки 11. на пластинах 4 и ползуне 5 имеются риски для контроля перемещения ползуна.

В начальном положении ползун устанавливается так, чтобы его риска совпадала с верхней риской пластины.

Сдвиг ползуна относительно пластин можно наблюдать по падению нагрузки и по сдвигу рисок на ползуне относительно рисок на пластине. Опускание ползуна ниже нижней риски на пластине недопустимо, так как при этом выбирается зазор Δ и болт будет работать на срез.

Сила сдвига в зависимости от усилия затяжки болта определяется по показаниям индикатора динамометрического кольца.


Рисунок 3.4
Приспособление позволяет производить исследование болтового соединения с различными параметрами. В комплекте приспособления имеется несколько пар чугунных и стальных пластин с обработкой Rα = 0,63…2,5, а также набор по диаметру и шагу болтов и гаек.

Установка болтов различных диаметров производится в сменных втулках 7 и 10, наружный диаметр которых выполнен по диаметру отверстия пластин 4, внутренний имеет размеры, отвечающие размеру болта с расчетом наличия зазора между болтом и втулкой.

Затяжка гайки болта исследуемого соединения осуществляется динамометрическим ключом (рис.3.5), который состоит из упругого стержня (рычага) 2, соединенного шарниром с рукояткой 1, консольной балки (державки индикатора) 4, скрепляющей их колодки 5, надетой на квадратный выступ колодки сменной головки 6 с зевом, соответствующим завертываемой гайки. На державке 4 закреплен индикатор часового типа 3, ножка которого должна упираться в плоскость рычага 2.

Рисунок 3.5
При закручивании гайки к рукоятке прикладывают силу, изгибающую упругий стержень (как консольную балку). Деформация стержня, фиксируемая индикатором, пропорциональна моменту завинчивания.

Тарировка динамометрического ключа производится на установке в виде стола 9 с жесткой стойкой 8 с квадратным гнездом 7 при закрепленной сменной головке 6 в горизонтальном положении подвешиванием грузов 10 к центру рукоятки 1 (рис.3.6).

Рисунок 3.6

Циферблат индикатора 3 устанавливают на “нуль”. Горизонтальное положение ключа позволяет исключить влияние собственной массы рычага 2 при тарировке. Движением пальцев руки ножку индикатора плавно перемещают вверх. Возврат стрелки в нулевое положение свидетельствует об исправности индикатора и правильности его установки. Затем к рукоятке 1 рычага 2 подвешивают груз 10, массу которого ступенчато увеличивают на 5 кг, фиксируя при этом деформацию рычага индикатором 3. Снимают груз, разгружая рычаг. Вынимают головку ключа из гнезда. Поворачивают рычаг ключа на 180о и снова закрепляют его в установке. Последовательно нагружая рычаг в его новом положении, фиксируют деформацию рычага при обратном ходе.

Приложение сосредоточенной нагрузки обеспечивается точечным шарниром рукоятки 1. Результаты измерений заносят в таблицу , таблица 3.2.



Рисунок 3.7- Тарировочный график динамометрического ключа

Техническая характеристика приспособления ДМ 23М и рычажного динамометрического ключа
Резьбы болтов испытываемых соединений - М16; М18; М20

Шаг резьбы - 0,75; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 мм

Наибольшая сила затяжки болта - 1∙104 Н

Наибольшая сдвигающая сила - 1,2∙104 Н

Наибольший допустимый момент

на динамометрическом ключе - 12∙104 Н∙мм

Наибольшее допустимое усиление

на рукоятке ключа - 200 Н

Рабочая длина ключа - 600 мм

Габариты приспособления - 150х130х264 мм

Масса приспособления - 10 кг

Габариты динамометрического ключа - 65х72х667 мм

Масса динамометрического ключа - 2 кг.
Таблица 3.2 - Тарировочная характеристика динамометрического ключа


Усилие Q , Н

Прогиб рычага У, мм

Плечо рычага L, мм

Момент завинчивания

Тзав , Н∙мм

прямой

ход

обратный

ход

50

100

150

200

0,076

0,156

0,246

0,338

0,090

0,162

0,250

-

600


3∙104

6∙104

9∙104

12∙104




  1. ^ ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ


4.1 Подбирают из имеющегося комплекта набор пластин, болт с гайкой и соответствующую втулку.

4.2 Измеряют штангенциркулем наружный диаметр резьбы болта d , шаг резьбы р, диаметр опорного торца гайки D1, диаметр отверстия под болт в опорной втулке do .

Измеренные величины d и р корректируют по ГОСТ 9150-81 – для резьб с крупным шагом, или по ГОСТ 24701-81 – для резьб с мелким шагом.

По таблицам ГОСТ принимают внутренний диаметр резьбы d1, средний диаметр d2 и внутренний диаметр болта по дну впадин d3, угол подъема резьбы ψ.

Результаты замеров и принятые размеры заносят в лабораторный журнал или таблицу 1 отчета.

4.3 Теоретическое определение зависимости сдвигающей силы Fr от момента завинчивания Тзав .

4.3.1 Вычисляют допустимую силу затяжки болта [Fзат] по формуле (2.5).

4.3.2 Согласно зависимости (2.2) определяют расчетную силу сдвига Fr из условия допустимой затяжки [Fзат] .

4.3.3 По формуле (2.3) определяют момент завинчивания Тзав , соответствующий допустимой силе затяжки болта [Fзат] .

Результаты расчетов заносят в лабораторный журнал или таблицу 2 отчета.

      1. По полученным данным строят график зависимости Fr=f (Тзав) .

4.4 Вычерчивают схему нагружения болтового соединения в приспособлении ДМ 23М.

4.5 Собирают приспособление ДМ 23м, устанавливая в нем болт принятого ранее размера.

4.6 Собранное приспособление устанавливают на подвижную плиту испытательной машины.

4.7 Регулируют взаимное расположение пластин так, чтобы нижняя риска на ползуне совпадала с верхней риской боковой пластины.

4.8 Затягивают гайку болта динамометрическим ключом с силой затяжки, соответствующей 0,25∙Тзав. Момент фиксируется по шкале индикатора ключа в Н∙мм, рисунок 3.7.

Примечание. Рукоятку динамометрического ключа следует поворачивать плавно, непрерывно до показания на шкале индикатора, отвечающего принятому моменту завинчивания.

4.9 Вращением маховика 8, рисунок 3.1, выбирают установочный зазор.

4.10 Нагружают болтовое соединение, вращая маховик 14, рисунок 3.1, в направлении стрелки “Сжатие” до начала сдвига ползуна относительно боковых пластин. Начало сдвига определяется по остановке и затем быстрому перемещению (скачку) стрелки индикатора динамометрического кольца в обратном направлении (прекращается прирост нагрузки). Наибольшее показание силы сдвига Fr соответствует силе трения покоя.

Примечание. При работе необходимо следить, чтобы нижняя риска на ползуне не выходила за пределы двух черточек на боковой пластине.

Значение силы сдвига Fr вычисляют по уравнению
Fr = μ∙δ1 ,
где μ=30,4 Н/1 деления индикатора – тарировочный коэффициент деформации, полученный в результате тарировки динамометрического кольца, таблица 3.2;

δ1 – число делений индикатора динамометра.

4.11 Последовательно определяют силу сдвига от затяжки болта, соответствующей 0,5∙Тзав; 0,75∙Тзав; Тзав.

После сдвига болт затягивают следующим моментом завинчивания без снятия предыдущей затяжки.

Полученные замеры и результаты вычислений заносят в лабораторный журнал или таблицу 3 отчета.

4.12 По полученным данным строят график зависимости сдвигающей силы Fr от момента завинчивания Тзав .

Примечание. При резком отличии отдельных результатов испытаний от выявленной закономерности (теоретически график должен быть прямолинейным) следует повторить данные испытания.

4.13 по заданию преподавателя опыт может быть повторен с комплектом пластин, имеющих иную шероховатость поверхностей.


  1. ^ КОНТРОЛНЫЕ ВОПРОСЫ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ


5.1 Как выражается условие нераскрытия стыка болтового соединения, нагруженного поперечными силами?

5.2 Сравнительная характеристика соединений, выполненных с болтами, поставленными с зазором и без зазора.

5.3 Чем вызвана разница в показаниях прямого и обратного хода тарировочных графиков динамометрического ключа?

5.4 Чем объясняется возможное несоответствие расчетной силы сдвига и определенной экспериментально при каком-либо моменте завинчивания?

5.5 какова закономерность изменения силы сдвига при изменении силы затяжки (момента завинчивания) и как она объясняется?

5.6 Какие изменения следует внести в конструкцию болтового соединения, чтобы при одной и той же силе затяжки увеличить силу сдвига? Чем объясняется изменение силы трения при смене вкладышей (пластин)?

ЛИТЕРАТУРА
1. Иванов М.Н.Финогенов В.А. Детали машин. – М. : Высшая школа, 2002. – 408 с. : ил., издание седьмое учебник для вузов

2. Иванов М.Н. Детали машин: учеб. для студентов высш. техн. учебн. заведений. – М. : Высш. шк., 1991. – 383с. : ил.

3. Иоселевич Г.Б. Детали машин: учебник для студентов машиностроит. Спец. Вузов. – М. : Машиностроение, 1988. – 368с. : ил.

^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ИСПЫТАНИЕ БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА СДВИГ
Группа__________Студент_____________Преподаватель_________

(индекс группы) (Ф.И.О.) (Ф.И.О.)
^ 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.

Характеристика испытываемого болтового соединения (таблица 1).

2. РАСЧЕТ СИЛЫ СДВИГА Fr И МОМЕНТА ЗАВИНЧИВАНИЯ Тзав ПРИ СИЛЕ ЗАТЯЖКИ Fзат=[Fзат] (таблица 2).

^ 3. СХЕМА НАГРУЖЕНИЯ БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.



Условия эксперимента

Опытные данные

Характеристика

трущихся поверх-

ностей пластин (материал, шеро-

ховатость поверх-

ности, наличие

смазки)

Момент на ключе Тзав , Н∙мм

Показания индии-

катора динамомет-

рического кольца

δ1

Сдвигающая сила (сила трения на стыке)

Fr





0,25∙Тзав=







0,5∙Тзав=







0,75∙Тзав=







Тзав=








^ 5. ГРАФИК ЗАВИСИМОСТИ СДВИГАЮЩЕЙ СИЛЫ ОТ МОЕНТА ЗАВИНЧИВАНИЯ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ.

6. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

Отчет принял______________ “_____”______________200___г.

^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧЕ И К.П.Д. ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА


  1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ


Целью работы является экспериментальное определение усилий в червячной передаче и К.П.Д. червячного редуктора при различных режимах его работы.


  1. ^ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ, ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РАСЧЕТНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ


Червячная передача относится к передачам зацепления с перекрещивающимися осями валов. Угол перекрещивания обычно равен 90о. Червячная передача состоит из червяка-винта с трапецеидальной или близкой к ней резьбой и червячного колеса – зубчатого колеса с зубьями особой формы, получаемой в результате взаимного огибания витками червяка. Движение в червячных передачах преобразуется по принципу винтовой пары. В отличие от зубчатой передачи в червячной окружные скорости червяка и колеса не совпадают ни по величине, ни по направлению – они направлены друг к другу под углом перекрещивания, что и определяет ее кинематические особенности. Основные преимущества червячной передачи: возможность передачи вращения между скрещивающимися валами; возможность получения больших передаточных отношений в одной паре; компактность; плавность и бесшумность работы; повышенная кинематическая точность, самоторможение.

Недостатки: сравнительно низкий К.П.Д.; повышенный износ и склонность к заеданию; необходимость применения для венцов червячных колес дорогих антифрикционных материалов (бронза); повышенные требования к точности сборки.

Нагрузка в зацеплении червячной передачи может быть разложена на три взаимно перпендикулярные составляющие: окружную Ft , осевую Fa и радиальную Fr силы, рисунок 2.1.

Окружная сила червяка Ft1 , равная и направленная противоположно осевой силе колеса Fa2
Ft1= Fa2=2∙Т1/d1 . (2.1)

1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие рефераты:

Статья 39. Пользование учебниками и учебными пособиями
Пользование учебниками и учебными пособиями обучающимися в учреждениях образования может быть платным и бесплатным
Статья 39. Пользование учебниками и учебными пособиями
Пользование учебниками и учебными пособиями обучающимися в учреждениях образования может быть платным и бесплатным
Учебниками и учебными пособиями студентов по дисциплине «Мінез-құлық ауытқу психологиясы»
Карта обеспеченности учебниками и учебными пособиями студентов по дисциплине «Мінез-құлық ауытқу психологиясы» пәні
О плате за пользование учебниками и учебными пособиями учащимися...
В соответствии с абзацем двадцать третьим подпункта 1 пункта 3 и пунктом 7 статьи 27 Закона Республики Беларусь от 13 ноября 2008...
Обеспеченность дисциплин кафедры учебниками и учебными пособиями
Теория и практика применения гражданского и гражданско-процессуального законодательства
Французский язык Методические рекомендации
...
Совета министров республики беларусь
О размере и порядке взимания платы за пользование учебниками и (или) учебными пособиями и порядке предоставления их в бесплатное...
Курсовой проект по деталям машин призван способствовать закреплению,...
Методические указания к выполнению курсового проекта по деталям машин и основам конструирования
Контрольная работа №1 (2013-2014 уч год) Ответьте на вопросы тестового...
Вам следует повторить теоретический материал, пользуясь учебниками и учебными пособиями для учащихся средних общеобразовательных...
Вопросы к защите курсового проекта по Деталям машин
Каково назначение редуктора ? Как изменяются мощность и крутящие моменты в редукторе?

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза