Министерство образования Российской Федерации
Введение
ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
...
18 downloads
238 Views
2MB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
Министерство образования Российской Федерации
Введение
ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Курс "Механика" является комплексными общеинженерной дисциплиной для немеханических специальностей вузов. Предмет курсов – комплекс общетехнических дисциплин, позволяющих обоснованно выбрать, спроектировать и рассчитать, а также квалифицированно эксплуатировать различные технические средства промышленных производств с учетом специфики каждой специальности. Основные задачи – изучение основ прочности и освоение расчетов на прочность простых силовых элементов несущих конструкций, освоение общих принципов построения машин, механизмов, деталей и их проектирование, ознакомление с основами стандартизации и взаимозаменяемости. В результате изучения курса студент должен не только знать основные положения сопротивления материалов и деталей машин, но и уметь выполнять необходимые расчеты и конструктивные разработки современных машин, способствующие улучшению производственных процессов с использованием различных средств механизации и автоматизации. Контрольные задания приводятся десяти типов. Все задачи каждого типа даны в десяти вариантах. Обязателен для выполнения тот тип каждого контрольного задания, который соответствует последней цифре номера зачетной книжки студента, и тот вариант этого типа, который соответствует предпоследней цифре номера.
Битуев И.К., Ажеева А.Д. КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по МЕХАНИКЕ для студентов дневного и заочного обучения
Улан-Удэ 2002
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
F2
d c
a b
F2
a
b
A F3
5
4
F2
F2
c
c
A2
A2
6
F1 A
F1
A
b
a
A
F1 a
F2
b
При расчете можно принимать модуль упругости при растяжении для стали Е = 2⋅ 104 кН/см2.
10 2,5 0,4 0,6 40 -
F1
7
8
F2 9
A b
9 1,5 2,5 2,5 10 -
F1
A1
F1 a
8 4 2 2 40 20 -
b
Варианты 5 6 7 5 3 6 5 0,2 2 1,5 0,2 2 1,5 0,2 2 0,2 60 60 30 10 40 60 -
F2
A1
a
4 4 2 0,5 0,25 0,25 40 20 -
3 F1
b
3 4 0,2 0,4 0,4 10 20 30
2
a
2 8 0,8 0,4 10 40 -
A F3
a 1
Таблица 1 1 4 2 2 1 40 20 -
F2
c
Для стального стержня находящегося под действием продольных сил F, построить эпюры продольных сил, нормальных напряжений и определить перемещение свободного конца бруса. Расчетные схемы указаны на рис.1 (1-10); числовые данные приведены в табл.1.
Величина А,см2 А1,см2 А2,см2 a, м b, м c, м d, м F1, кН F2, кН F3, кН
A2
a
Задача №1
a
F1
b
A F1
b
b
РАЗДЕЛ "СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ"
F1
A1
F2
0
Рис.1
a
b
T1
4
a
T4
c
8
a
T4
a
a
T4
T3
b
T4
d2
T3
a
T4
T3
c
T2
T1
d2
d1
T2
b
a
c
T2
T1
9
T1
b
T1
a
T3
T2
d1
T3
c
T2
b
a
T4
d2
d1
d2 a
T3
c
d1
3
T1
d2
d1
T2
b
a
T3
c
T2
d1
[τ], МПа 30 30 35 35 40 40 45 45 50 50
a
d2
T4 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
c
d1
T1 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6,0
Моменты кН⋅м T2 T3 2,1 1,1 2,2 1,2 2,3 1,3 2,4 1,4 2,5 1,5 2,6 1,6 2,7 1,7 2,8 1,8 2,9 1,9 3,0 2,0
6
T4
T3
T2
d2
b
a
7
Таблица 2 Расстояния, м a b c 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,1 1,2 1,2 1,2 1,3 1,3 1,3 1,4 1,4 1,4 1,5 1,5 1,5 1,6 1,6 1,6 1,7 1,7 1,7 1,8 1,8 1,8 1,9 1,9 1,9
c
T2
T1 Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
T1
T4
d2
a
T4
d1
b
T1
2
T3
d2
d1 1 a
d1
К стальному ступенчатому валу, имеющему сплошное поперечное сечение, приложены четыре момента (рис.2, 1-10). Левый конец вала жестко закреплен в опоре, а правый конец – свободен и его торец имеет угловые перемещения относительно левого конца. Требуется: 1. Построить эпюру крутящих моментов по длине вала. 2. При заданном значении допускаемого напряжения на кручение определить диаметры d1 и d2 вала из расчета на прочность, полученные значения округлить. 3. Построить эпюру действительных напряжений кручения по длине вала. 4. Построить эпюру углов закручивания, приняв G ≈ 0,4E. Данные взять из табл.2.
T2
a
T4
T3
d2
T1
Задача №2
Задача №3 5
a
b
c
a
Рис.2
10
a
b
c
a
q
Для заданной схемы балки (рис.3, 1-10) требуется написать выражение поперечных сил Q и изгибающих моментов M для каждого участка в общем виде, построить эпюры Q и M, найти Mмакс и подобрать стальную балку двутаврового поперечного сечения (см. Приложение, табл. П1) при [σ] = 160 МПа. Данные взять из табл.3.
M
а
q
b
2
1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7
L, м
10 10 11 11 12 12 13 13 14 14
Равномерно распределяемая нагрузка q, кН/м
3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0
c, м
Сосредоточенная сила F, кН
2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8
b, м
Изгибающий момент M, кН⋅м
Варианты 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
a, м
7 7 8 8 9 9 10 10 11 11
20 19 18 16 15 14 13 12 11 10
22 21 20 19 18 17 16 15 14 13
q
b
а
c
b
3
c
L
b
c
F
L
M
c
q
F
M
F
M
L
7
q
а
b
а
M
L
c
8 q
F
а
b
4 F
а
5
а
F
L
Таблица 3 Данные величины
F
6 M
а
c
b
L
1
q
F
L
M
b
q
M
L
c
а
F
M
b
9 q
q
c
а
10
L
q
c
M
b
F
L
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2 РАЗДЕЛ "ДЕТАЛИ МАШИН"
c
На рис.4, I-X показаны схемы различных соединений. В соответствии с шифром нужно рассчитать одно из них. Необходимые для расчетов данные приведены в соответствующих таблицах. Допускаемые напряжения определяются студентом в зависимости от самостоятельно выбранного материала, вида сварки, размера резьбовых деталей и других параметров. Следует иметь в виду, что расчет резьбовых соединений должен заканчиваться подбором резьбы по ГОСТу. Основные размеры метрической резьбы можно найти в таблице П2 Приложения.
э42
Ручной
Полуавтоматический
Таблица 4.II
F, кН D1, мм D2,мм
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
18 250 400
20 250 400
22 300 450
24 300 450
26 350 500
28 350 500
30 400 550
32 400 550
34 450 600
36 450 600
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Р, кВт ω,рад/с dс , мм D0, мм d, мм K1, мм
20 3 120 450 500 4
22 4 125 475 525 4
24 5 130 500 550 4
26 6 135 525 575 6
28 7 140 550 600 6
30 8 145 575 625 6
32 9 150 600 650 8
34 10 155 625 675 8
36 11 160 700 750 8
38 12 165 750 800 8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
K2, мм
6
6
6
8
8
8
10
10
10
10
Продолжение табл.4.I
Тип III. Рассчитать сварное соединение, крепящее неподвижный блок монтажного устройства к плите (рис.4, III), по данным табл. 4.III. Материал электрода и метод сварки выбрать самостоятельно, недостающими данными задаться.
Таблица 4.III Ве ли чи на
Величина
Тип I. Проверить прочность сварных швов, соединяющих диск с зубчатым ободом и диск со ступицей (рис.4, I). Мощность Р, передаваемая колесом, угловая скорость его ω , толщина швов К1 и К2 и размеры dc, Do, d заданы в табл. 4.I. Материал диска – сталь Ст3, материал обода и ступицы – сталь. Таблица 4.I
э34
Тип II. Рассчитать болты скрепляющие зубчатое колесо с барабаном лебедки (рис.4, II). Расчет вести в двух вариантах: а) болты поставлены с зазором; б) болты поставлены без зазора. Грузоподъемность лебедки F и диаметр D1 и D2 заданы в табл. 4.II.
Величина
Задача №1
Тип электрода Метод сварки
Варианты
3
4
5
6
7
8
9
10
30 600 π/4
31 600 π/3
32 600 π/6
33 500 π/4
34 500 π/3
35 500 π/6
36 450 π/4
37 450 π/3
38 400 π/6
39 400 π/4
Тип IV. Определить диаметр фундаментных болтов, крепящих стойку к бетонному основанию (рис.4, IV). Коэффициент трения основания стойки о бетон f = 0,4. Болты принять с метрической резьбой по ГОСТу. Данные для расчета приведены в табл. 4. IV. Недостающие данные выбрать самостоятельно.
Величина
Таблица 4.IV
F, кН α, рад а, мм b, мм
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20 π/6 600 400
22 π/4 600 450
24 π/3 650 500
26 π/4 650 550
28 π/6 700 600
30 π/3 700 650
32 π/6 750 700
34 π/4 750 750
36 π/3 800 800
38 π/6 800 850
Тип V. Рассчитать сварное соединение, крепящее опорный швеллер №16а к стальной плите (рис.4, V). Материал электрода и метод сварки назначить самостоятельно. Данные для расчета приведены в табл. 4. V.
1 F, кН l, мм
л и ч
Варианты
3
4
5
6
7
8
9
10
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
Таблица 4. VI
Болт
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
М6
М12
М24
М18
М16
М22
М27
М30
М8
М48
Тип VII. Определить диаметр болтов фланцевого соединения верхней части автоклава с его корпусом (рис. 4.VII). Давление жидкости внутри автоклава по манометру р, внутренний диаметр верхней части автоклава D и количество болтов z заданы в табл. 4.VII. Таблица 4.VII
1
Таблица 4.V
2
Тип VI. Определить силу Рр, которую надо приложить к стандартному ключу при завинчивании гайки до появления в стержне болта напряжения, равного пределу текучести, а также напряжения смятия и среза в резьбе болта и гайки (рис.4, VI). Материал – сталь Ст.3. Длина стандартного ключа (в среднем) L=15d. Коэффициент трения в резьбе и на торце гайки f=0,15.
Величина
2
Величина
F, кН а, мм α, рад/с
1
р, Мпа D, мм z
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1,8 200 6
1,7 210 6
1,6 220 6
1,5 230 6
1,4 240 6
1,3 250 8
1,2 260 8
1,7 270 8
1,0 280 8
0,9 290 8
продолжение рис.4 Тип VIII. Для дисковой муфты передающей крутящий момент Т, определить: диаметр и количество болтов при постановке с зазором и то же без зазора; средства стопорения от самоотвинчивания гаек. Данные для расчета приведены в табл. 4.VIII.
Величина
Таблица 4.VIII
Рис.4
Т, кНм D0, мм
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1,2 140
9,8 15
5 220
8 250
10 280
14 300
15 350
18 400
20 400
25 440
Тип IX. Рассчитать клеммовое болтовое соединение, обеспечивающее передачу крутящего момента с рычагом в результате при-
ложенной на его конце силы F на вал диаметром D (рис. 4. IX), по данным табл. 4. IX. Коэффициент трения f.
Величина
Таблица 4. IX
D, мм f F, Н а, мм
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
40 0,2 600 400
42 0,2 650 420
45 0,2 700 440
48 0,1 8 750 460
50 0,1 8 800 480
52 0,1 8 850 500
55 0,2 900 520
58 0,2 950 540
60 0,2
65 0,2
100 0
105 0
560
580
Тип X. Для крепления стойки к плите (рис.4, X) определить: диаметр и число болтов; напряжения смятия и среза в резьбе гайки и болта; усилие на ключе для завинчивания гайки. Длину ключа принять L=15d.
В задаче №2 по заданным характеристикам привода рассчитать на прочность и определить все размеры одной из передач: червячной или зубчатой. При этом межосевое расстояние и модуль зубчатых колес следует согласовать с ГОСТом (для червячных еще и величину q). Результаты расчета свести в таблицу. Предполагается, что нагрузка передачи близка к постоянной, срок службы длительный. При решении задачи часть величин, необходимых для расчета, потребуется выбрать самостоятельно. К ним относятся материал и термообработка – параметры, определяющие допускаемое напряжение, точность изготовления передачи, коэффициент ширины зубчатых колес, угол наклона зубьев (для косозубой передачи), величину q (для червячных) и некоторые другие параметры. Сделанному выбору необходимо дать в тексте пояснения. Тип I. Подобрать электродвигатель 1, разбить передаточное отношение по ступеням зацепления и рассчитать коническую зубчатую передачу редуктора 2 (рис. 5.I) на прочность. Данные приведены в табл. 5.I Таблица 5.I
Q, кН а, мм l, мм b, мм
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
15 350 400 60
8 350 300 50
10 300 350 40
9 350 400 50
9,5 400 350 30
11 350 400 40
12 400 350 60
13 400 400 70
14 350 350 8
10 350 400 90
Задача №2
Величина
Величина
Таблица 4.X
Р3, кВт ω3,рад/с
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6 15
7 10
8 8
9 15
10 10
11 8
12 15
13 10
14 8
15 15
Тип II. Привод шаровой мельницы состоит из электродвигателя, конического редуктора и открытой цилиндрической зубчатой передачи (рис. 5.II). Необходимо подобрать электродвигатель, определить передаточные числа и рассчитать зубчатую передачу конического редуктора, если потребная мощность на валу шаровой мельницы Р3 и угловая скорость вращения ω3 заданы в табл. 5.II. Передаточное число конического редуктора принять равным 2. Таблица 5.II
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
8 6
10 6
12 7
14 7
16 8
18 8
20 9
22 9
24 10
26 10
Тип III. Рассчитать червячную передачу ручной тали (рис. 5.III), если вес поднимаемого груза F, усилие рабочего на тяговой цепи Fр, диаметр тягового колеса Dт.к. и диаметр звездочки Dз заданы в табл. 5.III.
Величина
Таблица 5.III
F, кН Fр, Н Dт.к, мм Dз, мм
Р3, кВт ω1,рад/с ω4,рад/с
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4,5 77 2
5 77 2,5
5,5 77 3,0
6 100 3,5
6,5 100 4,0
7 100 4,5
7,5 100 5,0
8 150 5,5
8,5 150 6,0
9 150 6,5
Тип V. Привод к ленточному конвейеру (рис. 5.V) состоит из электродвигателя 1, упругой муфты 2, червячного редуктора 3 и цепной передачи 4. Подобрать электродвигатель, определить общее передаточное отношение и рассчитать червячную передачу при условии, что окружная сила Ft на приводном барабане 5, скорость движения v ленты 6 и диаметр приводного барабана D заданы в табл. 5.V.
Варианты
Таблица 5.V
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
15 60 200 100
16 70 200 100
17 80 220 120
18 90 220 120
19 100 240 130
20 110 240 130
21 120 260 140
22 130 260 140
23 140 280 150
24 150 180 150
Тип IV. Привод к шнеку (рис. 5.IV) осуществляется от электродвигателя через соосный редуктор и открытую коническую зубчатую передачу. Определить общее передаточное отношение привода, разбить его по ступеням зацепления и определить все размеры зубчатых колес тихоходной цилиндрической ступени редуктора. Данные приведены в табл. 5.IV.
Величина
Величина Р3, кВт ω3,рад/с
Варианты
Ft, кН v, м/с D, мм
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6 0,5 350
6,5 0,6 375
7 0,5 400
7,5 0,5 400
8 0,5 450
8,5 0,6 475
9 0,7 500
9,5 0,8 525
10 0,7 550
10,5
0,8 575
Тип VI. На рис. 5.VI показан привод бегунов для приготовления формовочной земли. Привод состоит из электродвигателя 1, упругих муфт 2, 4, редуктора 3, открытой зубчатой передачи 5 и бегунов 6, служащих для перемешивания формовочной земли. Необходимо подобрать электродвигатель, определить передаточные числа всех ступеней и рассчитать быстроходную цилиндрическую ступень редуктора привода. Потребная при работе мощность Р и угловая скорость этого вала ω заданы в табл. 5.VI.
л и ч и
Таблица 5.IV Варианты
л и ч и
Таблица 5.VI Варианты
3
4
5
6
7
8
9
10
10 2
12 2
14 2,5
16 2,5
18 3
20 3
22 3,5
24 3,5
26 4
28 4
Тип VII. Для привода электрической лебедки (рис. 5.VII) подобрать электродвигатель, разбить общее передаточное отношение по ступеням и рассчитать открытую зубчатую передачу. Сила F, действующая на канат, диаметр барабана Dб и угловая скорость барабана ω заданы в табл. 5.VII.
Величина
Таблица 5.VII
F , кН Dб, мм ω,рад/с
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12 250 4
14 250 4,5
16 300 5,0
18 300 4,4
20 350 4,5
22 350 4,5
24 400 5,5
26 400 5
28 450 4
30 450 4,5
Тип VIII. Рассчитать зубчатую передачу редуктора, установленного в системе привода, от электродвигателя к ленточному транспортеру (рис. 5.VIII). Мощность электродвигателя Р1, угловая скорость его ω1, скорость ленты транспортера v приведены в табл. 5.VIII.. Диаметр барабана D1 = 400 мм. Передаточные отношения зубчатой передачи и редуктора u принять самостоятельно.
Величина
Таблица 5.VIII Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Р1, кВт ω,рад/с v, м/с
3,5 77 0,7
4 77 0,8
4,5 77 0,9
5 100 0,7
5,5 100 0,8
6 100 0,9
6,5 150 0,7
7 150 0,8
7,5 150 0,9
8 150 1,0
Тип IX. Рассчитать открытую коническую зубчатую передачу привода подвесного конвейера. Исходные данные на рис. 5.IX и в табл. 5.IX. Таблица 5.IX Величина
2
Р4, кВт ω3,рад/с ω4,рад/с
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6 9 3
7 10 4
8 10 4
9 9 3
10 10 4
11
12
12,5
12,5
13 15 6
14 15 6
15 20 8
5
5
Тип X. Рассчитать косозубые цилиндрические колеса одноступенчатого редуктора и подобрать электродвигатель (рис. 5.Х, табл. 5.Х). Мощность и угловая скорость на выходном валу соответственно равны N2 и ω2.. Таблица 5.Х Величина
P, кВт ω, рад/с
1
N2, кВт ω2,рад/с Передача
Варианты 1 2,7 8π
2
3
4
4,3 6,7 9,5 11π 9π 7π Реверсивная
5
6
13,5
2,7 10π
12π
7
8
9
4,3 6,7 9,5 10π 15π 13π Нереверсивная
10 13,5
9π
продолжение рис.5
Задача №3
Рис.5
По заданным геометрическим параметрам вала, крутящему моменту, размеру зубчатых колес требуется выполнить расчет вала на статическую прочность и выносливость, а также подобрать и рассчитать на динамическую грузоподъемность подшипники качения. Направление сил, действующих на вал, определяется расположением сопряженных зубчатых колес, показанных на рисунках тонкими линиями. Решение задачи следует начинать с ориентировочного расчета вала на кручение при пониженных допускаемых напряжениях. После выполненной таким образом оценки диаметра вала в месте посадки зубчатых колес разработайте его конструкцию, определив диаметр
Величина
Таблица 6.I
T, Нм d1, мм d2, мм l1, мм l2, мм l, мм
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
240 100 50 40 50 180
250 100 50 40 50 180
260 110 55 40 50 180
270 110 55 45 55 190
280 120 60 45 55 190
290 120 60 45 50 190
300 130 65 50 60 200
310 130 65 50 60 200
320 140 70 50 60 200
330 140 70 50 60 200
Тип II. Рис. 6 Величина
Таблица 6.II
T, Нм d1, мм d2, мм l1, мм l2, мм l, мм β, рад
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
250 90 50 45 55 185
255 95 50 45 55 185
260 100 55 45 55 185
265 105 55 50 60 190
270 110 60 50 60 190
275 115 60 50 60 190
280 120 65 55 65 195
285 125 65 55 65 195
290 130 70 55 65 195
295 135 70 55 65 195
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
Величина
Таблица 6.III
T, Нм d1, мм d2, мм l1, мм l2, мм l, мм β, рад
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
250 100 60 50 55 190
260 105 60 50 55 190
270 110 60 50 60 200
280 115 70 55 60 200
290 120 70 55 65 210
300 125 70 55 65 210
310 130 80 60 70 220
320 135 80 60 70 220
330 140 80 60 75 230
340 145 80 60 75 230
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
Тип IV. Рис. 6 Таблица 6.IV Величина
Тип I. Рис. 6
Тип III. Рис.6
T, Нм d1, мм d2, мм l1, мм l2, мм l, мм
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
260 110 60 50 60 200
270 110 60 50 60 200
280 110 70 50 60 200
290 120 70 60 70 210
300 120 80 60 70 210
310 120 80 60 70 210
320 130 90 70 80 220
330 130 90 70 80 220
340 130 100 70 80 230
350 130 100 70 80 230
Тип V. Рис. 6 Таблица 6.V Величина
посадочных мест подшипников. Произведите проверочный расчет выбранной конструкции по одному- двум сечениям. Расчет на выносливость выполняется при номинальной нагрузке, указанной в таблице, а цикл напряжений примите симметричным для напряжений изгиба и циклическими для напряжений кручения. По диаметру вала в месте установки подшипников по каталогу (см. Приложение, табл. П.2 – П.4) подберите подшипники и проверьте их на динамическую грузоподъемность.
T, Нм d1, мм d2, мм l1, мм
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
260 100 60 45
270 100 65 45
280 100 70 50
290 110 75 50
300 110 80 55
310 110 85 55
320 120 90 60
330 120 95 60
340 130 100 65
350 130 105 65
55 190
55 195
60 200
60 205
65 210
65 215
продолжение табл.6.V 70 70 75 75 220 225 230 235
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
Тип VI. Рис. 6 Величина
Таблица 6.VI
T, Нм d1, мм d2, мм l1, мм l2, мм l, мм β, рад
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
245 90 60 50 60 190
250 90 60 50 60 190
255 100 70 50 60 200
260 100 70 55 65 200
265 110 80 55 65 210
270 110 80 55 65 210
275 120 90 60 70 220
280 120 90 60 70 220
285 130 100 60 70 230
290 130 100 60 70 230
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
Тип VIII. Рис. 6 Таблица 6.VIII Величина
l2, мм l, мм β, рад
T, Нм d1, мм d2, мм l1, мм l2, мм l, мм β, рад
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
200 60 150 45 90 195
210 60 150 45 90 195
220 65 160 50 90 195
230 65 160 50 95 200
240 70 170 55 95 200
250 70 170 55 95 200
260 75 180 60 100 205
270 75 180 60 100 205
280 80 190 65 100 210
290 80 190 65 100 210
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
Тип VIII. Рис. 6
Тип VII. Рис. 6 Величина
Таблица 6.VII
T, Нм d1, мм dm2, мм l1, мм l2, мм l, мм
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
210 60 160 45 90 190
220 60 160 45 90 190
230 65 170 45 90 190
240 65 170 50 95 195
250 70 180 50 95 195
260 70 180 50 95 195
270 75 190 55 100 200
280 75 190 55 100 200
290 80 200 55 100 200
300 80 200 55 100 200
Величина
Таблица 6.VIII
T, Нм d1, мм dm2, мм l1, мм l2, мм l, мм β, рад
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
200 60 150 45 90 195
210 60 150 45 90 195
220 65 160 50 90 195
230 65 160 50 95 200
240 70 170 55 95 200
250 70 170 55 95 200
260 75 180 60 100 205
270 75 180 60 100 205
280 80 190 65 100 210
290 80 190 65 100 210
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
Тип IX. Рис. 6 Величина
Таблица 6.IX
T, Нм d1, мм dm2, мм l1, мм l2, мм l, мм
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
200 60 140 50 40 160
210 60 140 50 40 160
220 65 150 50 40 160
230 65 150 55 45 170
240 70 160 55 45 170
250 70 160 55 45 170
260 75 170 60 50 180
270 75 170 60 50 180
280 80 180 60 50 180
290 80 180 60 50 180
Тип Х. Рис. 6 Величина
Таблица 6.X
T, Нм d1, мм dm2, мм l1, мм l2, мм l, мм β, рад
Варианты 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
210 60 140 55 45 160
220 60 140 55 45 160
230 65 150 55 45 160
240 65 150 60 50 170
250 70 160 60 50 170
260 70 160 60 50 170
270 75 170 65 55 180
280 75 170 65 55 180
290 80 180 65 55 180
300 80 180 65 55 180
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
π/20
Рис.6
продолжение рис.6
Каждую контрольную работу нужно выполнить в отдельной тетради с полями для записей рецензента. На обложке указываются: название кафедры, название дисциплины, номер работы, фамилия и инициалы студента, учебный шифр и адрес. Условия каждой задачи следует записывать полностью, приводя все числовые данные, дать аккуратный рисунок с указанием на нем всех величин, используемых при решении задачи. Чертеж должен быть аккуратным и наглядным, а его размеры должны позволять ясно показать все силы, векторы скорости и ускорения, другие элементы схемы. Нужно обязательно показать на схеме все используемые в решении векторы, а также координатные оси. Необходимо указывать единицы измерения всех заданных и определяемых величин. Решение задачи необходимо сопровождать краткими пояснениями, относящимися к теоретическому обоснованию и содержанию данного конкретного вопроса. Нужно объяснить, какие формулы или теоремы применяются; пояснить обозначения величин, входящих в эти формулы; показать, как получен тот или иной результат. Промежуточные выкладки следует приводить обязательно. Если контрольная работа не зачтена, студент должен внимательно разобрать и учесть все замечания рецензента. Все исправления следует сделать в конце работы или в отдельной тетради. Первоначально выполненная работа с исправлениями должна быть представлена на повторное рецензирование. Контрольные работы, выполненные небрежно или без учета указанных требований, а также контрольные работы, выполненные не по своему варианту, будут возвращаться без рецензирования.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Методические указания к контрольной работе №1
По дисциплине "Механика" каждый студент должен выполнить две контрольные работы. При выполнении которых необходимо руководствоваться следующим. Прежде всего, следует изучить соответствующие разделы курса, уяснить физическую сущность каждого конкретного вопроса, формулировки и доказательства теорем, вывод формул. Внимательно разобрать приведенные в учебнике и в учебных пособиях примеры и решения задач.
Первая задача контрольной работы – на тему "Растяжение– сжатие" из раздела "Сопротивление материалов". При ее решении прежде всего, необходимо стержень разделить на отдельные участки. Границами участков являются сечения, в которых приложены внешние силы и места изменения размеров поперечного сечения. Затем для каждого участка методом сечений определяют продольные силы. Для этого мысленно рассекают рассматриваемый участок сечением на некотором расстоянии от свободного конца бруса, отбрасывают одну из частей бруса и рассматривают рав-
новесие оставшейся части, представив действие отброшенной части продольной силой. При этом безразлично, равновесие какой из отсеченных частей бруса рассматривать, однако удобнее оставлять ту часть, которая не имеет опоры (это позволяет не вычислять реакции связи) и к которой приложено меньшее число сил. Продольная сила, направленная от сечения в сторону отброшенной части, вызывает деформацию растяжения и считается положительной. В противоположном случае она вызывает деформацию сжатия и ее следует взять со знаком минус. Далее необходимо построить эпюру, показывающую, как меняется продольная сила по длине бруса. Для этого проводится ось параллельно оси бруса и откладывается, перпендикулярно ей, в произвольно выбранном масштабе найденные значения продольных сил. Для построения эпюры нормальных напряжений необходимо определить для каждого участка нормальные напряжения путем деления продольной силы на соответствующие площади поперечного сечения. Знаки напряжений совпадают со знаками продольных сил. Перемещение ∆l свободного конца бруса определяется как алгебраическая сумма перемещений отдельных участков. Вторая задача контрольной работы – на тему "Кручение". В начале разбиваем брус на участки. Эпюру крутящих моментов строим, начиная от свободного конца, что позволяет не определять реактивный момент в заделке. Проведя произвольное сечение а – а на участке и составляем для оставленной части уравнение равновесия ΣМoz=0, из которого, с учетом правила знаков, определяем крутящий момент. Для остальных участков находим крутящие моменты как алгебраические суммы внешних моментов, приложенных по одну сторону от сечения. Следует заметить, что построение эпюры крутящих моментов совершенно аналогично построению эпюры продольных сил при растяжении. Для построения эпюры касательных напряжений, пользуемся формулой
τ=
Mz , Wp
где Wp =
π ⋅d 16
Ординаты эпюры τ откладываем в ту же сторону, что и соответствующие ординаты эпюры Mz. Знак касательного напряжения при расчете на прочность никакой роли не играет, и принятое направление ординаты эпюры условно. Эпюру углов поворотов строим, начиная с защемленного конца. Ординаты этой эпюры в выбранном масштабе дают значения углов поворота поперечных сечений бруса. Эпюра стоится совершенно аналогично эпюре линейных перемещений. В пределах каждого из участков бруса эпюра линейна, поэтому достаточно вычислить углы поворота только для граничных сечений участков: угол поворота равен углу закручивания на этом участке:
ϕ=
Mz ⋅l G⋅ Jp
где: G – модуль упругости II-го рода; Jp – полярный момент инерции сечения при кручении. Аналогично вычисляются углы поворота остальных граничных сечений. Абсолютный угол поворота торцевого сечения относительно заделки равен алгебраической сумме углов поворота на отдельных участках. Третья задача – на тему "Изгиб". При ее решении прежде всего необходимо определить опорные реакции из уравнений равновесия в форме уравнений моментов сил относительно точек опоры. Правильность определения реакций следует проверить путем составления и решения уравнения проекций всех сил, действующих на балку, на ось, перпендикулярную к оси балки. Для составления аналитических выражений для поперечных сил Q и изгибающих моментов М балку разбивают на участки, отделенный друг от друга либо действующими сосредоточенными силами, либо парами сил, либо границами участков, на которых расположена равномерно распределенная нагрузка. На каждом участке следует взять произвольное сечение и, соблюдая правило знаков, определить для него поперечную силу как алгебраическую сумму проекций всех сил, действующих на балку по одну сторону от сечения, на ось, перпендикулярную оси балки, и изгибающий момент как алгебраическую сумму моментов всех сил, действующих по одну сторону от сечения, относительно центра тяжести рассматриваемого сечения. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов следует строить по ха-
рактерным точкам. Для этого по аналитическим выражениям Q и М, составленным для каждого участка, необходимо вычислить Q и М в тех точках, где эпюра претерпевает изменения, а именно, в точках приложения сосредоточенных сил и моментов, а также в точках, соответствующих границам распределенной нагрузки. Далее проводится ось параллельно оси бруса и откладываются, в произвольно выбранном масштабе, найденные значения поперечных сил и изгибающих моментов по оси, перпендикулярной оси бруса. По наибольшему изгибающему моменту необходимо определить поперечные размеры балки заданного сечения. Необходимый момент сопротивления сечения должен иметь величину:
Fa =
FΣa , z
где z - число болтов. F∑ a
Mz , [σ ]
где [σ] - допускаемое напряжение при изгибе. По найденному значению Wизг и табл.1 Приложения выбираем двутавровую стальную балку. Методические указания к контрольной работе №2 В первой задаче второй контрольной работы (раздел “Детали машин”) конструируется и рассчитывается соединения: резьбовое, клеммовое или сварное. При расчете резьбового соединения обычно известно или задается - конструкция соединения, количество болтов, материалы соединяемых деталей и болтов. Расчет соединения проводится в следующем порядке. 1. Определяются силы, действующие на один болт. Резьбовые соединения, как правило выполняются несколькими (одинаковыми) болтами, поэтому первой задачей расчета соединения является определение сил, действующих на наиболее нагруженный болт. Стыки болтового соединения обычно ограничены прямоугольником, квадратом или окружностью. Все сложные случаи нагружения соединения можно разделить на ряд простых, которые рассматриваются ниже.
Случай 2. Внешний момент Т действует в плоскости стыка. Болты могут быть поставлены с зазором и без зазора. При прямоугольном стыке (рис.а) наиболее нагружен болт, наиболее удаленный от центра тяжести. Действующая на него внешняя сила направлена перпендикулярно к линии, проведенной из центра тяжести стыка к центру болта,
FT max =
T ⋅ rmax ∑ ri2
где rmax - наибольшее расстояние от центра тяжести стыка до центра болта. При круглом стыке (рис.б) внешняя сила, действующая на каждый болт в плоскости стыка, FT = 2T / (Doz)
T
T
r max r F 2 1
FT ma x
F2
D 0
Wиз г ≥
Случай 1. Внешняя сила действует перпендикулярно к плоскости стыка и проходит через его центр тяжести (рис.). Болты поставлены с зазором. Внешняя сила, действующая на каждый болт,
в) б) F Σa
Случай 3. Внешний момент М действует в плоскости, перпендикулярной стыку (рис.в). Болты поставлены с зазором. Наиболее нагружен болт, находящийся дальше других от оси симметрии стыка, относительно которой действует внешний момент. Действующая на него сила направлена по оси болта: z
∑l
M
l2 Fa max l max
a
Fa1
Fai
Fa Σ
2 i
i =1
Fa2
M
M ⋅ l max
где lmax - наибольшее расстояние от оси симметрии стыка до оси болта. Нагружение соединения по (рис.г). где внешняя сила наклонена к плоскости стыка и не проходит через его центр тяжести. приводится к случаям 1, 2 и 4. Результирующая внешняя сила, действующая по оси наиболее нагруженного болта, равна алгебраической сумме составляющих от силы FΣt и момента M.
Fa max
F Σt
li
F Σt
l1
L
b
Fa max =
F Σ
h
а)
г) 2. Определяется диаметр стержня болта. Допускаемое напряжение для материала болта, должно быть предварительно определено аналитически или выбрано, в зависимости от материала болта. 3. По ГОСТ выбирается ближайший больший диаметр резьбы (см. табл.П5).
Разъемные соединения, применяемые для закрепления на осях, валах, стойках и т.д. различных устройств (разъемных муфт, шкивов и т.п.) за счет сил трения, называют клеммовыми. Болты клеммового соединения рассчитывают на прочность с использованием условия нераскрытия стыка клеммы. Для разъемной ступицы предварительно определяется сила затяжки болтов, затем из условия прочности определяется диаметр стержня болта, по величине которого, в дальнейшем, подбирается стандартный диаметр резьбы. Расчет сварных соединений сводится к определению геометрических характеристик сварного шва или, при их известных значениях, проверке прочности шва. При расчете сварных деталей в первую очередь необходимо определить силы действующие на сварные швы. Затем в зависимости от условия задачи проводится расчет длины или высоты сварного шва или его проверка на прочность. Во второй задаче необходимо определить все основные кинематические и геометрические характеристики передачи. Расчет проводить в следующем порядке. 1. Кинематический расчет. 1.1. В зависимости от нагрузки (Рвм) на валу рабочего органа, его частоты вращения (nвм) или угловой скорости (ωвм) и потерь в приводе, подбирается электродвигатель (его мощность и частота вращения). Рэл=Рвм / η , где η - кпд привода. Кпд привода определяется по формуле η = η1η2... ηо где η1 - кпд первой передачи (порядковые номера передач можно принимать от любого вала - ведущего или ведомого); η2 - кпд второй передачи; ηо - кпд подшипников валов. Для подшипников качения потери в опорах валов можно вычислить ηо=0,99n, где n - число валов (число пар подшипников); 0,99 - кпд одной пары подшипников, т.е. двух подшипников одного вала. Средние значения кпд различных передач даны в табл.П2 Приложения.
Чтобы выбрать электродвигатель, необходимо также предварительно ориентировочно определить частоту вращения ведущего вала привода, который через упругую муфту соединяется с валом ротора электродвигателя по формуле nвщ= nвм⋅ иор , где nвм - частота вращения ведомого вала, мин-1; иор - ориентировочное значение передаточного числа привода, вычисляемое через частные передаточные числа отдельных передач привода, которые принятые ориентировочно, т.е. иор= и1и2...иk , где k - число передач привода. При выборе передаточных чисел отдельных передач можно руководствоваться табл. П3 Приложения. После определения мощности ведущего вала Рвщ по каталогу электродвигателей (табл. П4) подбирается соответствующий электродвигатель, откуда принимаются технические данные для него, в том числе его номинальная мощность Рвщ, кВт, угловая скорость ωдв, рад/с, или частота вращения nвщ , мин-1, и основные размеры. При выборе электродвигателя следует учитывать, что асинхронные двигатели самые распространенные в промышленности и могут допускать длительную перегрузку не выше 5...10%. Номинальная мощность электродвигателя должна быть Рдв ≥ Рвщ. Следует заметить, что при выборе электродвигателя по каталогу необходимо, где это возможно, принимать быстроходный, так как тихоходный, при равной мощности, тяжелее и больше по габаритам, чем быстроходный. 1.2. Определяется общее передаточное число привода. и = ωвщ / ωвм или u = nвщ / nвм , где ωвщ (nвщ) - угловая скорость (частота вращения) ведущего вала привода; ωвм (nвм)- угловая скорость (частота вращения) ведомого вала привода; 1.3. Разбивается общее передаточное число привода на составляющие - передаточные числа ступеней привода. и= и1и2...иk , где и1 - передаточное число первой передачи; и2 - передаточное число второй передачи и т.д.; k - число передач привода. При разбивке общего передаточного числа привода на передаточные числа отдельных передач можно руководствоваться табл. П3.
1.4. Определяется частота вращения и величина вращающих моментов на валах привода. После принятия частных передаточных чисел отдельных видов передач производятся кинематические и силовые расчеты привода. Расчет следует вести от электродвигателя, т.е. от ведущего вала к ведомому, следующим образом. Для первого вала: мощность Р1=Рвщ=Рдв , частота вращения n1= nвщ = nдв , угловая скорость ω1= ωвщ = ωдв , вращающий момент Т1 = Твщ = Тдв, Т1= Р1 / ω1 . Для второго вала: Р2= Р1⋅η1 , n2= n1 / u1 , T2= P2 / ω2 . Для следующих валов привода вычисления проводятся аналогичным образом. В некоторых заданиях данными к проектированию приводов служат - окружное усилие Ft в Н, окружная скорость v в м/с и диаметр барабана D в м или звездочки транспортера. Расчет проводится следующим образом. Так как ведомый вал привода соединяется с барабаном или звездочкой транспортера посредством муфты, то мощность Рвм определяется по формуле: Рвм= Ftv ; частота вращения вала привода nвм= 60/πD ; угловая скорость ведомого вала ωвм= 2v/D. Если задана угловая скорость, то частота вращения может быть вычислена по формуле nвм= 30ω /π мин-1, где ω - в рад/с. Далее расчет привода производится так, как это было указано выше. 2. Расчет передачи. 2.1. Расчет заданной передачи начинается с выбора марки материала и определения допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. При выборе марки материала и метода термообработки, следует иметь в виду, что для лучшей приработки зубчатых колес твердость материала шестерни должна быть выше твердости колеса на 30÷40 единиц. 2.1. Определяется главный параметр передачи. Для цилиндрической и червячной передач - межосевое расстояние; для конической передачи - внешний делительный диаметр колеса. 2.2. Рассчитываются основные кинематические и геометрические характеристики передачи: ширина колес, модуль передачи, числа зубьев шестерни и колеса, угол наклона зубьев (для
косозубой передачи), делительные диаметры, диаметры вершин и впадин зубьев колес. 2.3. Определяются силы, действующие в зацеплении. 2.4. Проводится проверочный расчет по контактным напряжениям и напряжениям изгиба. Превышение расчетных напряжений допускаемых на 5÷10% не является основанием для пересчета. В третьей задаче необходимо рассчитать вал на статическую прочность и выносливость; подобрать и рассчитать по динамической грузоподъемности подшипники качения. Валы рассчитываются на изгиб и кручение при действии изгибающего и крутящего момента М и Т. Растягивающие и сжимающие силы незначительны и их влияние не учитывают. Вначале проводят так называемый предварительный расчет, затем - проверочный. Поэтому в расчете валов различают два этапа. 1. Предварительный проектный расчет и конструирование вала. На этом этапе устанавливают диаметр опасного сечения или диаметры нескольких характерных сечений вала и разрабатывают его конструкцию. При конструировании учитывают возможность свободного продвижения деталей вдоль вала до места их посадки и возможность осевой фиксации этих деталей на валу и осевой фиксации самого вала. 1.1. Определение диаметра выходного конца вала. Требуемый диаметр выходного конца вала dк (мм) определяют при расчете на чистое кручение по пониженным допускаемым напряжениям [τ]=20...35 МПа:
dк =
3
T 0,2 ⋅ [τ ]
(1)
где Т - вращающий момент на валу, Н⋅мм. Как правило, диаметр быстроходных валов, полученный из расчета на прочность, часто приходится увеличивать, чтобы насадить стандартную муфту или чтобы уравнять с диаметром вала электродвигателя. Иногда подшипником, подобранным в зависимости от диаметра вала, не обеспечивается динамическая грузоподъемность. В этих случаях можно увеличить диаметр цапфы вала под подшипник, что влечет за собой увеличение остальных диаметров вала, в том числе и диаметра dк.
1.2. Определение диаметра средних участков вала. Под средними участками вала следует понимать те, на которых находятся шестерни и колеса. Диаметр d в месте посадки шестерни или колеса на промежуточном (тихоходном) валу определяют по формуле (1), принимая допускаемое напряжение [τ]=10...20 МПа. После определения диаметров dк или d по формуле (1) конструируют вал. При конструировании следует учесть удобство посадки на вал подшипников качения, зубчатых колес, шкивов, звездочек и на необходимость фиксации этих деталей на валу в осевом направлении. 2. Уточненный проверочный расчет. Этот этап проводится после окончательной разработки конструкции вала и служит для определения коэффициента запаса прочности для опасного его сечения или нескольких предположительно опасных сечений. 2.1. Определение коэффициента запаса прочности для опасного сечения. Этот расчет, называемый уточненным, выполняют как проверочный. он сводится к определению расчетных коэффициентов запаса прочности для предположительно опасных сечений вала. Условие прочности:
s=
sσ ⋅ sτ
sσ2 + sτ2
≥ [ s]
где s - расчетный коэффициент запаса прочности; [s]=1,3...1,5 требуемый коэффициент запаса для обеспечения прочности, [s]=2,5...4 - требуемый коэффициент запаса для обеспечения жесткости; sσ - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; sτ - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям. При соблюдении условия прочности считается, что прочность вала обеспечена. Для подбора подшипников необходимо использовать конструкцию вала. Проверка по динамической грузоподъемности проводится в следующем порядке. 1. Определяют радиальные опорные реакции в вертикальной RВ и горизонтальной RГ плоскостях, а затем суммарные реакции RΣ для каждой опоры:
RΣ = R А2 + R Г2 2. По табл.П6 Приложения, ориентируясь на легкую серию, по диаметру цапфы подбирают подшипник и выписывают характеризующие его данные: а) для шарикового радиального и радиально-упорного с углом контакта α < 180 значения базовой динамической Сr и статической Cor грузоподъемностей; б) для шарикового радиально-упорного с α ≥ 180 значения Сr и значение коэффициента е; в) для конического роликового значения Cr, e и Y. 3. Для шариковых радиально-упорных и роликовых конических подшипников определяются для обеих опор осевые составляющие RS от радиальных сил Rr, а затем вычисляются расчетные осевые силы Ra. Задаются расчетными коэффициентами V, Кб и Кт в зависимости от условий работы. 4. Для шариковых радиальных и шариковых радиальноупорных подшипников с углом контакта α < 180 определяют отношение Ra/Cor и принимают значение коэффициента е. Сравнивают отношение Ra/(VRr) c коэффициентом е и принимают значения коэффициентов X иY: а) если Ra/(VRr)≤ е, то для любого типа подшипника, кроме двухрядного принимают X=1, Y=0; б) если Ra/(VRr)> e для подшипников шариковых радиальных и радиально-упорных, то значение коэффициентов X иY принимают по каталогу; в) при Ra/(VRr)> e для конических роликовых подшипников принимают коэффициент X=0,4 (значение Y приято ранее в п.2, в). 5. Вычисляется эквивалентная динамическая нагрузка. P=(XVRr + YRa)КбКТ 6. Определяется расчетная динамическая грузоподъемность подшипника Cr расч и оценивают пригодность намеченного подшипника по условию Cr расч ≤ Cr Если расчетное значение Cr расч больше значения базовой динамической грузоподъемности Cr для принятого подшипника, то переходят к более тяжелой серии или принимают другой тип подшип-
ника. В отдельных случаях увеличивают диаметр цапфы вала с целью перехода на следующий типоразмер подшипника. В этом случае в конструкцию вала вносят изменение. Если для обеих опор вала принимают подшипники одного вида и одного размера, то расчет и подбор ведут по наиболее нагруженной опоре. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Гузенков Детали машин / М.: Высшая школа. - 19 2. Дунаев Леликов Конструирование узлов и деталей машин 3. Кузьмин А.В., Чернин И.М., Козинцев Б.С. Расчеты деталей машин. Справочное пособие / Мн.: Высшая школа. 1986. 400с. 4. Эрдеди А.А., Эрдеди Н.А. Детали машин / М.: Высшая школа; Изд.центр “Академия”. - 2001. -285с.
Таблица П1. Двутавры
s
Площадь сечения, см2
Момент сопротивления при изгибе Wx, см3
4,5 4,8 4,9
12,0 14,7 17,4
39,7 54,8 81,7
Размеры, мм
Номер балки
h
10 12 14
100 120 140
16 18 20 22 24 27 30 33 36 40 45 50
160 180 200 220 240 270 300 330 360 400 450 500
5,0 5,1 5,2 5,4 5,6 6,0 6,5 7,0 7,5 8,3 9,0 10,0
20,2 23,4 26,8 30,6 34,8 40,2 46,5 53,8 61,9 72,6 84,7 100,0
109 143 184 232 289 371 472 597 743 953 1231 1589
дрическими колесами Червячная: - редуктора - открытая Цепная Ременная: - плоскоременная открытая - плоскоременная с натяжным роликом - клиноременная
4...6
20
8...40 15...60 3...4
90 100 8
2...4
10
3...5 2...4
15 10
Таблица П4. Электродвигатели асинхронные обдуваемые Таблица П2. Средние значения кпд для различных передач Тип передачи Зубчатая цилиндрическая Зубчатая коническая Червячная при числе заходов червяка z=1 z=2 z = 3...4 Цепная Ременная с плоским ремнем с клиновым ремнем
Значение в маслянной ванне 0,96...0,98 0,96...0,97 0,7...0,75 0,75...0,85 0,85...0,93 0,95...0,97
кпд открытая 0,94...0,96 0,93...0,95 0,44...0,48 0,92...0,95 0,96...0,98 0,95...0,97
Таблица П3. Передаточные числа отдельных передач Тип передачи Зубчатая передача редуктора а) цилиндрическими колесами: - прямозубыми - косозубыми б) коничесикми колесами Открытая зубчатая передача цилин-
Среднее значение
Наибольшее значение
3...4 3...5 2...3
12,5 12,5 6
Тип Номинальэлектродви- ная мощгателя ность, кВт
Частота вращения, мин-1
Тип электродвигателя
АОЛ2-11-1 АОЛ2-12-2 АОЛ2-11-4 АОЛ2-12-4 АОЛ2-11-6 АОЛ2-12-6 АОЛ2-21-2 АОЛ2-22-2 АОЛ2-21-4 АОЛ2-22-4 АОЛ2-21-6 АОЛ2-22-6
0,8 1,1 1,6 0,8 0,4 0,6 1,5 2,2 1,1 1,5 0,8 1,1
2830 2830 1350 1350 910 910 2860 2860 1400 1420 930 930
АО2-62-6 АО2-61-8 АО2-62-8 А2-71-2 А2-72-2 А2-71-4 А2-72-4 А2-71-4 А2-71-6 А2-71-8 А2-72-8 АО2-71-2
АОЛ2-31-2 АОЛ-32-2 АОЛ2-31-4 АОЛ2-32-4 АОЛ2-31-6 АОЛ2-32-6 АО2-41-2 АО2-42-2 АО2-41-4 АО2-42-4 АО2-41-6
3,0 4,0 2,2 3,0 1,5 2,2 5,5 7,5 4,0 5,5 3,0
2880 2880 1430 1430 950 950 2910 2910 1450 1450 960
АО2-72-2 АО2-71-4 АО2-72-4 АО2-71-6 АО-72-6 АО2-71-8 АО2-72-8 АО2-81-2 АО2-82-2 АО2-81-4 АО2-82-4
Номинальная мощность, кВт 13 7,5 10 30 40 22 30 17 22 13 17 22
Частота вращения, мин-1 960 725 725 2900 2900 1460 1460 970 970 730 730 2900
Продолжение табл. П4 30 2900 22 1460 30 1460 17 970 22 970 13 730 17 730 40 2940 55 2940 40 1460 55 1460
АО2-42-6 АО2-41-8 АО2-42-8 АО2-51-2 АО2-52-2 АО2-51-4 АО2-52-4 АО2-51-6 АО2-52-6 АОЛ2-51-8 АОЛ2-52-8 АОЛ2-62-2 АОЛ2-61-4 АО2-62-4 АО2-61-4
4,0 2,2 3,0 10 13 7,5 10 5,5 7,5 4,0 5,5 17 13 17 10
960 720 720 2920 2920 1460 1460 970 970 730 730 2890 1460 1460 970
АО2-91-6 АО2-82-6 АО2-81-8 АО2-82-8 АО2-81-10 АО2-82-10 АО2-92-2 АО2-92-2 АО2-91-4 АО2-92-4 АО2-91-6 АО2-92-6
АО2-92-8 АО2-91-10 АО2-92-10
30 40 22 30 17 22 75 100 75 100 55 75 55 30 40
980 980 735 735 585 585 2960 2960 1470 1470 980 980 740 585 585
Таблица П5. Основные размеры (мм) метрической резьбы Внешний диаметр d М6 М8 М10 М12 М14 М16 М18 М20
Средний диаметр d2 5,350 7,188 9,026 10,863 12,701 14,701 16,38 18,38
Внутренний диаметр d1 4,91 6,64 8,38 10,10 11,83 13,83 15,29 17,29
М22 М24 М27 М30
20,38 22,05 25,05 27,73
19,29 20,75 23,75 26,21
Шаг резьбы p 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,0 2,5 2,5
d
1
200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216
2
D
B
3
4
10 12 15 17 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
Легкая серия 30 9 32 10 35 11 40 12 47 14 52 15 62 16 72 17 80 18 85 19 90 20 100 21 110 22 120 23 125 24 130 25 140 26
10 12 15 17 20 25 30 35
Средняя серия 35 11 37 12 42 13 47 14 52 15 62 17 72 19 80 21
5
6
4,6 4,6 5,35 7,37 9,81 10,8 15,0 19,7 25,1 25,2 27,0 33,3 40,3 44,0 47,9 50,9 55,9
2,61 2,65 3,47 4,38 6,18 6,95 10,0 13,6 17,8 17,8 19,0 25,0 30,9 34,0 37,4 41,1 44,5
Продолжение табл.П5
2,5 3,0 3,0 3,5
Размеры, мм
у з о п о з о п о д
У с л о
Таблица П6. Шарикоподшипники радиальные однорядные стандартные ГОСТ 8338-87
Продолжение табл.П6
300 301 302 303 304 305 306 307
6,24 7,48 8,73 10,7 12,3 17,3 21,6 25,7
3,76 4,64 5,40 6,67 7,79 11,4 14,8 17,6
308 309 310 311 312 313 314 315 316 403 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 Fa/C0 0,014 0,028 0,056 0,084 0,11
40 45 50 55 60 65 70 75 80
90 23 100 25 110 27 120 29 130 31 140 33 150 35 160 37 170 39 Тяжелая серия 62 17 80 21 90 23 100 25 110 27 120 29 130 31 140 33 150 35 160 37 180 42 190 45 200 48 Y Fa/C0 2,30 0,17 1,98 0,28 1,71 0,42 1,55 0,56 1,45
17 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 e 0,19 0,22 0,26 0,28 0,30
Примечание. При
при
31,3 37,1 47,6 54,9 62,9 71,3 80,1 87,3 94,6 18,5 28,6 36,5 42,8 49,8 59,2 67,2 77,2 33,9 90,8 111,0 117,0 126,0 e 0,34 0,38 0,43 0,44
22,3 26,2 35,6 41,8 48,4 55,6 63,3 71,4 80,1
Таблица
Тип 36000
Тип 46000
d
11,9 20,4 26,7 31,3 36,3 45,5 53,0 62,5 70,0 78,1 105,0 115,0 125,0 Y 1,31 1,15 1,04 1,00
36202 36203 36204 36205 36206 36207 36208 36209 36210 36211 36212 36213
46202 46203 46204 46205 46206 46207 46208 46209 46210 46211 46212 46213
15 17 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
36302 36303 36305 36306 36307
463034 46304 46305 46306 46307
15 17 20 25 30 35
Легкая серия 35 11 6,26 40 12 9,25 47 14 12,1 52 15 12,8 62 16 17,8 72 17 23,5 80 18 30,0 85 19 31,7 90 20 38,2 100 21 41,1 110 22 47,3 120 23 56,8 Средняя серия 42 13 10,2 47 14 12,8 53 15 62 17 21,6 72 19 26,4 80 21 34,3
36308 36309 36310 36312 36313
46308 46309 46310 46311 46312 46313
40 45 50 55 60 65
90 100 110 120 130 140
Fa ≤ e X = 1,0 , Y = 0 Fr Fa > e, X = 0,45 , Y − по таблице Fr
При определении статической грузоподъемности Х0 = 0,6, Y0 = 0,5
П6.
Подшипники радиально-упорные ГОСТ 831 – 87
Условное обозначение подшипника
Динамическая грузоподъемность С, кН
Размеры, мм
D
B
Тип 36000
однорядные
Статическая грузоподъемность С0, кН
Тип 46000
Тип 36000
Тип 46000
5,95 8,83 11,4 12,2 16,9 22,3 28,3 29,8 31,2 38,6 44,6 53,3
3,82 6,12 8,31 9,06 13,0 17,8 23,2 24,9 27,1 34,2 39,3 50,0
3,51 5,62 7,64 8,34 12,0 16,3 21,3 23,1 24,3 31,5 36,1 46,0
13,4 18,7 20,7 25,1 32,8
6,8 8,7 15,9 20,0 26,9
7,99 8,99 14,6 18,3 24,7
Продолжение табл.П6
23 25 27 29 31 33
Для подшипников серии 36000
40,5 49,5 58,1 81,4 92,3
38,4 47,2 55,2 67,6 77,3 87,3
32,8 40,2 47,9 71,1 81,6
30,1 37,0 43,9 56,3 65,3 74,9
Fa / C0 0,014 0,029 0,057 0,086 0,11 0,17 0,29 0,43 0,57
При
При
e 0,30 0,34 0,37 0,41 0,45 0,48 0,52 0,54 0,54
Y 1,51 1,62 1,46 1,34 1,31 1,18 1,04 1,02 1,02
Fa ≤ e, X = 1,0 , Y = 0 Fr Fa > e, X = 0,45 , Y − по таблице Fr X0 = 0,6,
Y0 =0,47
Для подшипников серии 46000 е = 0,86
Fa ≤ e, X = 1,0 , Y = 0 Fa F При a > e, X = 0,41 , Y = 0,87 Fr
Y
e
Статическая грузоподъемн ость Co, кН
B
Динамическая грузоподъемностьC, кН
Условное обозначение подшипника
D
7304 7305 7306 7307 7308 7309 7310 7311 7312 7313 7314
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
52 62 72 80 90 100 110 120 130 140 150
X0 = 0,5,
Таблица П6. Роликоподшипники конические однорядные ГОСТ 333-87
d
40 41 52 62 72 80 85 90 100 110 125
Легкая серия 13,5 1,809 18,7 1,669 23,4 1,662 29,2 1,645 34,5 1,624 41,6 1,555 41,9 1,450 51,9 1,604 56,8 1,459 70,8 1,210 94,0 1,124 Средняя серия 16 24,5 2,026 17 29,0 1,666 19 39,2 1,780 21 47,2 1,881 23 59,8 2,158 26 74,6 2,090 29 94,7 1,987 39 100,0 1,804 31 116,0 1,966 33 131,0 1,966 37 165,0 1,937 12 14 15 16 17 20 19 21 21 28 26
При
Y0 =0,37
Размеры, мм
17 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70
Fa ≤ e, X = 1,0 , Y = 0 Fa F При a > e, X = 0,4 , Y − по таблице Fr
При
X0 = 0,5,
7203 7204 7205 7206 7207 7208 7209 7210 7211 7212 7214
Y0
Y0 – по таблице
0,314 0,360 0,362 0,365 0,369 0,383 0,414 0,377 0,411 0,351 0,309
9,12 13,0 17,6 21,9 25,8 32,1 32,8 39,8 45,2 82,4 80,5
1,050 0,916 0,916 0,905 0,893 0,861 0,798 0,835 0,882 0,940 0,893
0,296 0,360 0,337 0,319 0,276 0,287 0,310 0,332 0,305 0,305 0,310
17,4 20,5 29,3 34,6 45,1 58,2 74,4 79,9 94,4 109,0 134,0
1,114 0,916 0,979 1,035 1,187 1,150 1,065 0,992 1,081 1,081 1,065
