Курсовые и лабораторные. Примеры выполнения. Практическая и теоретическая подготовка к экзамену

Пример расчета трехопорной рамы

Вычисляем значения внутренних усилий – нормальных N и поперечных Q сил и изгибающих моментов  М. Для определения внутренних сил проводим сечение, которое всегда разбивает простую раму на две части, вычерчиваем одну из частей (ту, при рассмотрении которой проще определить внутренние усилия), указываем на чертеже положительные направления внутренних усилий и определяем внутренние усилия из уравнений равновесия отсеченной части рамы.

Строим эпюры внутренних усилий – N, Q, M. Предварительно выпишем полученные значения внутренних усилий по участкам. В первой графе таблице идут номера точек ограничивающих участок. Значения нормальных сил приведены на весь участок. Для поперечных сил и изгибающих моментов приведены их значения вначале и в конце участка – начало участка соответствует первой точке номера участка, конец – второй.

Задания на выполнение курсовых работ по сопротивлению материалов Курсовая работа Расчет статически неопределимого стержня на растяжение-сжатие

Исследовать рабочую систему механизма редуктора

Характеристика технической системы Назначение редуктора: Редуктор предназначен для передачи и изменения крутящего момента и частоты вращения рабочих органов

Составляем простую модель технической системы

Модель системы технического процесса

Определение критической силы при продольном изгибе Изучение явления потери устойчивости при осевом сжатии прямого стержня и сравнение критической силы, определенной опытным путем и вычисленной по формуле Эйлера при различных способах закрепления стержня.

Достоинства косозубых передач: Зацепление происходит более плавно и равномерно, чем у прямозубых; меньший шум при зацеплении.

Геометрические параметры цилиндрических прямозубых колес и передач. Передаточное отношение (число) зубчатых передач. Рассмотрим элементы зубчатых колес, находящихся в зацеплении, в плоскости, перпендикулярной к оси вращения. По высоте снаружи зубья ограничены окружностью выступов диаметром da, изнутри – окружностью впадин диаметром df. Боковые поверхности полного профиля зуба очерчены эвольвентами противоположных ветвей. При зацеплении одного колеса с другим появляется начальная окружность радиусом rw. Это окружность одного зубчатого колеса, перекатывающаяся без скольжения по окружности (поверхности) второго из зацепляющихся колес.

Применение зубчатых передач в приборостроении. Косозубые колёса применяются в механизмах, требующих передачи большого крутящего момента на высокой скорости, либо имеющих жёсткие ограничения по шумности. Зубчатые передачи определяют качество, надежность, работоспособность и долговечность машин, станков, приборов и других изделий. Основным геометрическим параметром, определяющим все элементы передачи, является модуль m. Мелкомодульные передачи (m < 1) применяются при малых нагрузках (в приборостроении, при ручном приводе).

Зубчатые механизмы

Возможности по преобразованию вида движения, изменению скорости, достоинства, недостатки зубчатых механизмов.

Зубчатая передача – это механизм или часть механизма, в состав которого входят зубчатые колёса.

Назначение:

передача вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся и скрещивающиеся оси;

преобразование вращательного движения в поступательное и наоборот (реечная передача).

Зубчатые механизмы чаще по сравнению с другими видами механизмов применяются в машиностроении, приборостроении, в технических системах. Они служат для преобразования вращательного движения ведущего звена и передачи моментов сил. При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев. Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с большим числом зубьев называется колесом. Колесо, к которому вращающий момент подводится извне, называется ведущим, а колесо, с которого момент снимается — ведомым. Если диаметр ведущего колеса меньше, то вращающий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения, и наоборот. Пара зубчатых колёс имеющих одинаковое число зубьев в этом случае ведущее зубчатое колесо называется шестернёй, а ведомое — колесом. Границы применимости решения Эйлера. Формула Ясинского.

Основные достоинства зубчатых механизмов, определившие их широкое применение, - строго постоянное передаточное отношение, большая передаваемая мощность на единицу массы, компактность, долговечность, высокий к.п.д. Недостаток – сложность изготовления и высокая стоимость.

2.2 Классификация зубчатых передач; возможности, достоинства, недостатки разных видов зубчатых передач.

Классификация:

По форме профиля зубьев:

эвольвентные;

круговые (передачи Новикова);

циклоидальные.

По типу зубьев:

прямозубые (рис. 2.1, а);

косозубые (рис. 2.1, б, в);

шевронные (рис. 2.1, в);

с круговым зубом (рис. 2.1, ж).

По числу пар зацепляющихся колес:

одноступенчатые;

двухступенчатые;

многоступенчатые.

По взаимному расположению осей валов:

с параллельными осями (цилиндрические передачи с прямыми, косыми и шевронными зубьями) (рис. 2.1, а, б, в);

с пересекающимися осями (конические передачи рис. 2.1, д);

со скрещивающимися в пространстве осями (червячные рис. 2.1, з, винтовые рис. 2.1, и).

По форме начальных поверхностей:

цилиндрические;

конические;

глобоидные;

По окружной скорости колёс:

тихоходные (до 3 м/с);

среднескоростные (3 … 15 м/с);

быстроходные (свыше 15 м/с).

д е ж

 


Рис. 2.1. Виды зубчатых передач

По степени защищенности:

открытые;

закрытые.

По относительному вращению колёс и расположению зубьев:

внутреннее зацепление (вращение колёс в одном направлении) (рис. 2.1, г);

внешнее зацепление (вращение колёс в противоположном направлении).

По характеру работы:

реверсивные;

нереверсивные.

Наибольшее распространение получили передачи с эвольвентным профилем зубьев. Во-первых, эвольвентное зацепление мало чувствительно к отклонениям межосевого расстояния, не нарушается правильность зацепления. Во-вторых, профиль зубьев инструмента для нарезания эвольвентных зубчатых колес может быть прямолинейным, сравнительно простое изготовление и контроль инструмента и колес, одним инструментом можно нарезать колеса с разным числом зубьев. Траекторией точки контакта эвольвентных профилей зубьев является прямая линия.

Параметры эвольвентного зубчатого колеса:

m – модуль колеса, тёмное и светлое колёсо имеют одинаковый модуль. Самый главный параметр, стандартизирован, определяется из прочностного расчёта зубчатых передач. Чем больше нагружена передача, тем выше значение модуля. Через него выражаются все остальные параметры. Модуль измеряется в миллиметрах, вычисляется по формуле:

\mathbf{m=\frac{d}{z}=\frac{p}{\pi}}

z – число зубьев колеса

p – шаг зубьев (отмечен фиолетовым цветом)

p = s + e

d – диаметр делительной окружности (отмечена жёлтым цветом)

d = m* z

da – диаметр окружности вершин (отмечена красным цветом)

db – диаметр основной окружности - эволюты (отмечена зелёным цветом)

df – диаметр окружности впадин колеса (отмечена синим цветом)

haP+hfP – высота зуба тёмного колеса, x+haP+hfP – высота зуба светлого колеса

Рис. 2.2. Параметры эвольвентного зубчатого колеса

Реечная передача (рис. 2.1, к) – один из видов цилиндрической зубчатой передачи, радиус делительной окружности рейки равен бесконечности, применяется для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот. Винтовые и червячные передачи относятся к зубчато-винтовым передачам. Элементы этих передач скользят относительно друг друга.

Прямозубыми называются колеса (передачи), направление каждого зуба которых совпадает с образующей начальной поверхности (цилиндра или конуса). Прямозубые колёса, составляющие около 70% всех колёс (рис. 2.1, а), применяют при невысоких и средних скоростях, когда динамические нагрузки от неточности изготовления невелики, в планетарных, открытых передачах, а также при необходимости осевого перемещения колёс.

Косозубая цилиндрическая передача является усовершенствованным вариантом прямозубой. Зубья колес в таких передачах располагаются под углом к оси вращения, а по форме образуют часть спирали. Косозубые колёса, которых более 30% среди всех цилиндрических колёс,  применяются для ответственных механизмов при средних и высоких скоростях.

Закон Гука (2-я форма) для сдвига – абсолютный сдвиг прямо пропорционален внутренней силе, ширине элемента и обратно пропорционален жесткости при сдвиге.

  GA – жесткость при сдвиге.

Расчетное уравнение при сдвиге:

Смятие – проникновение более твердого тела в менее твердое.

Расчетное уравнение при смятии:

Различают три типа расчетов:

– проверочный – проверка прочности соединения:

– проектный – определение прочностных размеров сечения;

– определение величины допускаемой нагрузки.


На главную