ИНСТРУКЦИЯ по технике безопасности

ЖУРНАЛ

лабораторных работ по дисциплине «Теория механизмов и машин»

Темы лабораторных работ:

1. Структурный анализ механизмов.

2. Кинематическое исследование зубчатых передач.

3. Построение эвольвентных профилей зубьев методом обкатки
(огибания).

4. Кинематическое исследование плоских кулачковых механизмов.

5. Статическое уравновешивание вращающихся масс.

6. Моментное уравновешивание вращающихся тел.

Выполнил студент группы

Проверил профессор Поезжаева Е.В.

Пермь 2004

Составитель: проф. Е.В. Поезжаева

УДК 621.01

Рецензент: канд. техн. наук, доцент И.А. Луненков.

Журнал лабораторных работ по дисциплине «Теория механизмов и машин» / Сост.: Е.В. Поезжаева; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2004. - 22 с.

Пермский государственный технический университет, 2004

ИНСТРУКЦИЯ по технике безопасности

1. Получите у преподавателя или лаборанта методические указания к лабораторной работе.

2. Ознакомьтесь с методикой лабораторной работы.

3. Если при прикосновении к оборудованию ощущается электрический ток, немедленно прекратите работу и сообщите об этом преподавателю или лаборанту.

4. Прежде чем включить установку, предупредите об этом преподавателя или лаборанта и всех, находящихся около установки.

5. Установив грузы на балансированные станки, тщательно закрепите их.

6. Не трогайте, не включайте и не выключайте без разрешения преподавателя или лаборанта приборы и установки.

Лабораторная работа № 1

СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ

Механизмы с низшими кинематическими парами

Схемы механизмов Подсчёт степени подвижности

механизмов, W= Зn -2p₅ -1p₄

Схемы структурных групп и механизма 1-го класса

Формула строения: Класс механизма:

Формула строения:

Класс механизма:

Формула строения:

Класс механизма:

Механизмы с высшими парами

Схемы механизма

Подсчет степени подвижности механизма

W=Зn-2р₅-р₄

Схемы механизма после замены высших пар

Подсчет степени подвижности механизма

W =Зn-2р₅

Формула строения:

Класс механизма:

Контрольные вопросы

1. Понятие о звене механизма.

2. Кинематическая пара. Кинематическая цепь. Их образование.

3. Принцип образования механизма по Ассуру – Артоболевскому.

4. Связи в кинематической паре, степень её подвижности.

5. Классификация кинематических пар по связям.

6. Классификация кинематических пар по характеру контакта
звеньев.

7. Формула П.Л. Чебышева и физический смысл её коэффициентов.

8. Структурные группы Л.В. Ассура. Их классификация.

9. Понятие о механизме 1-го класса.

10. Последовательность проведения структурного анализа.

11. Цель структурного анализа механизмов.

Работу принял_________________

Лабораторная работа № 2

КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Схема механизма

Расчёт степени подвижности:

W = Зn - 2р₅ - р4 =

Вид исследуемой передачи: планетарная, дифференциальная, смешанная (подчеркнуть).

Расчёт количества ступеней:

Показать на схеме механизма каждую ступень в отдельности.

Числа зубьев звеньев передачи

№ звена
Число зубьев

Расчёт передаточного отношения

каждой ступени и расчёт числа оборотов в минуту n на выходе из ступени, считая число оборотов ведущего звена редуктора n₁ = 100 об/мин.

Рассчитать число оборотов поводка n_H планетарной передачи

приняв значение n₁ = 100 об/мин.

Рассчитать число оборотов сателлита, используя формулу Виллиса

где n_с - число оборотов сателлита.

Проверка передаточного отношения всей передачи опытным путём.

Контрольные вопросы

1. Основная кинематическая характеристика передачи.

2. Классификация рядовых передач, подсчёт их передаточных
отношений. Схемы этих передач.

3. Классификация планетарных передач; основные звенья, из
которых они состоят; схемы этих передач. Отличие планетарных от
дифференциальных передач.

4. Метод Виллиса для подсчёта передаточного отношения в
планетарных передачах. Написать формулу Виллиса для дифференциальных и планетарных передач.

5. Дифференциально-замкнутая передача и её особенности.

6. Смешанные передачи. Как определяется их передаточное
отношение?

7. Знак передаточного отношения и как он определяется? Что
показывает?

8. Области применения рядовых и планетарных передач.

Работу принял__________________

Лабораторная работа № 3

ПОСТРОЕНИЕ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ПРОФИЛЕЙ ЗУБЬЕВ МЕТОДОМ ОБКАТКИ (ОГИБАНИЯ)

Заданные величины

1. Модуль m (мм) =

2. Диаметр делительной окружности d =

радиус r= d/2 =

3. Угол профиля рейки α = 20°

Основные параметры колес

(Приведённые формулы составлены с учётом коэффициента высоты головки зуба h_a = 1 и коэффициента радиального зазора С = 0,25, Z_min=17)

№ п/п	Определяемые величины	Для нулевого колеса	Для исправленного колеса	Сравнение параметров (указать <, >, =)
Нулевое	Исправл.

	Число зубцов колеса	Z=d/m =	Z=d/m =
	Минимальное абсолютное смещение рейки		B_min=m(17-z)/17 =	х = 0	х≠0
	Принятое смещение рейки	b = 0	b ≥ b_min; b =
	Окружной стандартный шаг	P_a = πm =	P_a = πm =	Pα	Pα
	Радиус основной окружности	r_b = r*cosα =	r_b = r*cosα=	r_b	r_b
	Толщина зуба по делительной окружности	S = P α/ 2 =	S = Pα/2 + 2b*tgα =	S	S
	Высота головки зуба	h_a = m =	h_a = m + b =	h_a	h_a
	Высота ножки зуба	h_f= 1,25 m =	h_f= 1,25 m-b =	h_f	h_f
	Радиус вершин	r_a=r+h_a =	r_a= r+ h_a =	r_а	r _а
	Радиус окружности впадин	r_f = r-h_f=	r_f=r-h_f=	r_f	r_f
	Произвольный радиус. Выбрать r α	r_a =	r_a =	r _α	r_α


Угол α_а	α_а = = arccos (r_b/r_a)=	α_а ^/= = arccos (r_b/r_a)=	α_а	α_а^/
Толщина зуба по окружности вершин	S_a=d_a [π/2z+(invα_a – invα)]=	S_a ^/=d_a [π/2z+(invα_a – invα)]=	S_a	S'_a
Толщина зуба, измеренная на полученной схеме по делительной окружности	S =	S' =
Толщина зуба, измеренная по окружности выступов	Sa =	Sa^/ =

inv α = tg α - α =

inv α _a = tg α _a - α _a =

α, рад, где α = 20°.

Контрольные вопросы

1. Методы изготовления зубчатых колес.

2. Основные особенности нулевых колес. Как должен располагаться режущий инструмент при их изготовлении? Суть явления
подрезания ножки зуба.

3. Основные особенности исправленных колес. Каково расположение режущего инструмента при их изготовлении?

4. Основные параметры зубчатых колес: шаг, модуль, дели
тельная, основная и начальная окружности; угол профиля зуба.

5. Записать формулы, по которым рассчитывают основные параметры нулевых колес: шаг, радиусы делительной и основной окружностей, высоту головки и ножки, толщину зуба и ширину впадины
на делительной окружности, радиусы окружностей вершин и впадин.

6. Как изменяются основные параметры нулевых колес при
смещении режущего инструмента?

7. Как определяется величина минимального смещения рейки?

8. Что обозначает inv a?

Работу принял___________________

Лабораторная работа № 4

КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОСКИХ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ

Определение перемещения ведомого звена
Тип кулачкового механизма______________________

Номер замера

Угол поворота кулачка, φ_о

Перемещение ведомого звена, S, мм (метод положений)

То же S_o, мм (метод обращенного движения)

Средние величины перемещения S_c

Приращение перемещений ΔS_C, мм

Аналоги скорости ведомого звена, V_φ. мм

Фазовые углы

Номер замера

φ_о

S_o

S_c

ΔS_C

V_φ

Фазовые углы

Определить фазовые углы φ_y =; φ_дс =; φ_п =

Средние величины перемещений вычислять по формуле

S_c = 0.5(S+S₀)

Приращения перемещений определять по формуле

ΔS_ci =S_ci – S_c₍_i_-1)

где i- номер замера, i = 1, 2, 3...

Аналоги средних скоростей на участках Δφ вычислять по формуле

где Δφ - приращение угла поворота кулачка, рад.

В нижней строке таблицы указать фазовые углы φ_у, φ_дс, φ_п, выделив их зоны.

При построении графика V_φ = V_φ (φ) ординаты V_φi строить из середины участков Δφ.

Графики S_c = S_c (φ), V_φ = V_φ (φ)

S, V_φ

t

Схема построения кулачкового механизма

Контрольные вопросы

1. Кулачковые механизмы. Их преимущества и недостатки.

2. Рассказать об основных параметрах кулачкового механизма:
ходе ведомого звена, фазовых углах, профильных углах, минимальном радиусе, смещении.

3. Рассказать о рабочем процессе кулачкового механизма.

4. Каковы экспериментальные методы определения перемещения ведомого звена?

5. Аналог скорости. Как определить скорость по известному
аналогу?

Работу принял____________________

Лабораторная работа №5

СТАТИЧЕСКОЕ УРАВНОВЕШИВАНИЕ ВРАЩАЮЩИХСЯ МАСС

Заданные величины

Массы дебаланси-рующих грузов, г	Радиусы центров масс дебаланс. грузов, мм	Углы, определяющие положения радиусов
M₁	М₂	М₃	R₁	R₂	R₃	α₁	α₂	α₃

Вычисленные параметры

Статические моменты масс, г-мм	Принятая масса противовеса т_n	Радиус противовеса r_n	Угол радиуса противовеса α_n
M₁	М₂	М₃	M_n

Расчёт параметров противовеса

Рис. К расчету параметров противовеса

А = M₁+ М₂ cos α₂ + M₃ cos α₃ =

В = М₂ sin α₂ + М₃ sin α₃ =

Массой противовеса т_n задаются:

Схема расположения масс

Контрольные вопросы

1. Уравновешивание (балансировка) и его задачи.

2. Как вычисляется сила инерции и момент сил инерции?

3. Причины возникновения сил инерции и момента сил инерции
у вращающихся тел.

4. В чём заключается статическое уравновешивание.

5. Методы статического уравновешивания.

6. Последовательность статического уравновешивания экспериментальным методом.

7. Последовательность статического уравновешивания расчётным методом.

8. Какие детали достаточно уравновешивать только статически?

Работу принял________________

______________________________

Лабораторная работа № 6

МОМЕНТНОЕ УРАВНОВЕШИВАНИЕ ВРАЩАЮЩИХСЯ ТЕЛ

Схема балансировочного станка конструкции Б. В. Шитикова

Параметры дополнительного груза

Масса m_д = Радиус r_д =

г.

мм.

Величины амплитуд неуравновешенного ротора

	Замеры амплитуд
А_i		А_с
A₁
А₂
А₃

А_с-средняя величина амплитуд A₁, A₂,A₃;

Расчет амплитуды дополнительного груза А_д

Расчет угла установки коррктирующей массы груза

Определение коэффициента пропорциональности

Параметры противовеса и величины остаточной амплитуды

Масса противовеса т_n, г	Радиус установки противовеса r_n, мм	Остаточные амплитуды Ао при различных углах установки противовеса
+ α_n=	- α_n=	180 - α_n=	180 + α_n =

Расчет остаточного статического момента m₀r₀ дебалансирующего ротора

Графический метод определения корректирующей массы т_n, радиуса и угла установки противовеса

Контрольные вопросы

1. Причина появления момента сил инерции в роторах.

2. В чём заключается моментная балансировка? Её отличие от
балансировки статической.

3. Конструкция балансировочного станка Б.В. Шитикова.

4. На каком принципе основана работа станка Б.В. Шитикова?

5. Порядок проведения моментной балансировки.

6. Что такое коэффициент пропорциональности /с? Как он определяется?

7. Как рассчитываются параметры противовеса, каково их минимальное число?

8. Методы расчёта корректирующих масс для балансировки вращающихся тел.

Работу принял__________________

Лицензия ЛР № 020370 Составитель Е.В. Поезжаева

Подписано в печать 27.09.2004.

Формат 60x90/16. Объем 1,5 п.л.

Тираж 100. Заказ 120.

Редакционно-издательский отдел Пермского государственного технического университета