Тақырып 2. Керілу цилиндр Қосылысты есептеу

МАШИНА ТЕТІКТЕРІ ЖӘНЕ ҚҰРЫЛЫМДАУ НЕГІЗДЕРІ

Механикалық мамандықтардың студенттеріне арналған өздік жұмыстарына әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар

 

ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

Методические указания и задания для самостоятельной работы студентам

механических специальностей

 

 

Өскемен

Усть-Каменогорск

Әдістемелік нұсқау Қазақстан Республикасының Мемлекеттік жалпы міндетті білім беру стандарттарына және жұмыс оқу жоспарларына сәйкес жасалған.

 

 

Технологиялық машиналар және жабдықтар кафедрасының мәжілісінде қарастырылды.

 

Кафедра менгеруші Г. Муслиманова

 

№______ хаттама ___________2014 ж.

 

 

Машинажасау және көлік факультетінің әдістемелік комиссиясының мәжілісінде басылымға ұсынылды.

 

Төраға А.В. Вавилов

 

№______ хаттама ___________2014 ж.

 

 

Құрастырған: С.Ж. Касымханов

 

 

Норма бақылау

 

МАЗМҰНЫ

 

Кіріспе..........................................................................................................................3

Тақырып 1. Бұрандамалық қосылысты есептеу......................................................5

Тақырып 2. Керілу цилиндр қосылысты есептеу.................................................10

Тақырып 3. Сына-қайысты берілісті есептеу.......................................................14

Тақырып 4. Шынжырлы берілісті есептеу.............................................................20

Тақырып 5. Тісті редукторды есептеу....................................................................25

Тақырып 6. Тісті редуктордың білігін есептеу......................................................36

Әдебиеттер………………………………………………………………………….43

Қосымша....................................................................................................................44

 

КІРІСПЕ

 

«Машина тетіктері және құрылымдау негіздері» курсының құрамдас бөлігі бола отырып, практикум студенттердің теориялық білімдерін бекітеді және тереңдетеді, оларға қарастырылып отырған мәселелердің физикалық мәнін жете ұғынуға көмектеседі, машиналардың тетіктері мен түйіндерін инженерлік есептеу, жобалау мен құрылымдау дағдыларын дамытады.

«Тісті редукторды есептеу» тақырыбын (4 сағат) санамағанда, практикалық сабақтардың әрбір тақырыбы екі сағаттық дәрісханалық сабаққа арналған.

Студенттерге есептеулер мен барлық қажетті түсіндірмелерді қалың дәптерде сия немесе пастамен, ал есептеу сұлбалары мен суреттерді қарындашпен орындау ұсынылады.

Оқытушы есептеулер нәтижелерін тексеріп, тақырып тапсырмасы бойынша студентпен ауызша әңгімелескеннен кейін тапсырма орындалды деп саналады.

Тақырып 1. БҰРАНДАМАЛЫҚ ҚОСЫЛЫСТЫ ЕСЕПТЕУ

Болат кронштейн R статикалық күшімен жүктеліп, тіреуішке бұрандамалармен бекітіледі (1.1-сурет).

1.1 кестедегі деректерді пайдалана отырып, барлық тесіктер мен қосылыстың бекітпе бұрандамалары бірыңғай және тең тартып қосылған, ал тілімшені жүктегенге дейін және жүктегеннен кейін жік беттері жазық болып қалады деп санап, тіреуішке тілімшені бекіту бұрандамаларын есептеу.

Кронштейн 10-болаттан жасалған, тілімшенің қалыңдығы d = 15 мм.

 

Есептеу бұрандаманы орнатудың саңылаусыз және саңылауы бар екі нұсқасы үшін орындалсын.

 

Сурет 1.1

Кесте 1.1

Параметр	Варианттар
R, Н
l, м	1,4	1,2	1,0	0,8	1,0
а, м	0,18	0,16	0,14	0,12
b, м	0,5	0,4	0,3	0,4	0,3
Бұрандама-ларды тартуы	бақыланады	бақыланбайды	бақыланады	бақыланбайды
Бұрандама-ның материалы	Болат 35	Болат 10	Болат 45	Болат 20

 

Бұрандамалы қосылысты есептеудің реттілігі 14-нұсқаның деректерінде қарастырылады (R=10000 Н, l = 1000 мм, а = 120 мм, b = 300 мм, бұрандамаларды тартып қосу бақыланбайды).

ШЕШІМІ.

Жік ауырлығының К орталығынан ығысқан R жүктемесінің l шамасына әсерін жік орталығына қойылған дәл осындай R күшімен және T = R × l моментімен ауыстырамыз. Момент пен күш жік жазықтығында тілімшені ығыстыруға және бұрылтуға ұмтылады.

Есептеудің бірінші кезеңінде қосылыстағы аса жүктелген бұрандаманы анықтап алу қажет. R күшінен жүктеме барлық бұрандамалар бойынша тең бөлінеді деп санаймыз:

Т моментінен жүктеме бұрандамаларда олардың деформациясы бойынша пропорционал бөлінеді, соңғылары жік ауырлығының К орталығынан бұрандамалардың r қашықтығына пропорционал, яғни:

, бұдан (1.1)

Қарастырылып отырған мысалда r₁ = r₃ = r₄ = r₆ және r₂ = r₅, ендеше FT1 = F_T3 = F_T4 = F_T6 және F_T2 = F_T5.

F күш моменттері суммаларының Т моментіне тең шартынан келесіні аламыз:

(1.2)

1.1 және 1.2 теңдеулерді қатар шеше отырып, ізделіп отырған f_t жүктемелерін анықтаймыз:

Мұнда r₂ = 0,5× b =150 мм;

1-бұрандамаға F₁ және 3-бұрандамаға F₃ жүктемелерінің суммасы графикалық орналасқан (миллиметровкадағы масштабта F_T и f_r векторлары қосылады) f₁ = F₃ = 11000 Н. Екінші бұрандамаға F₂ жүктемесі F_T2 және F_R құрамдастарының (бұлар бір-біріне параллель) алгебралық суммасымен анықталады: F₂ = F_R + F_T2 =1670 + 7800 = 9470 Н.

Осылайша, 1 және 3-бұрандамалар аса жүктелген болып табылады. Бұрандамалардың диаметрлерін таңдап аламыз.

1-жағдай. Бұрандамалар тілімшенің тесіктеріне тығыз саңылаусыз орналастырылған. Бұл жағдайда тілімше тесіктерін ұңғылағышпен мөлшерлейді, бұрандама сырығын ажарлайды. Бұрандамаларды тартып қосу міндетті емес, бұрандамалар сыртқы жүктемені тікелей қабылдайды. Бұрандамалық қосылыстың беріктігі кесу мен жаншудағы қосылыс тетіктерінің беріктігімен анықталады.

Кесудегі бұрандама беріктігінің шарты төмендегідей:

(1.3)

Кесіндінің жарамды [t] кернеуін Қосымшаларда берілген П1.1 және П1.2 кестелерінің көмегімен табамыз:

Бұрандаманың мөлшерленген бөлігінің d диаметрі 1.3-формуладан анықталады:

Табылған d_K мәнін қондыру диаметрі 13 мм және бұрандасы М12 болатын дәлдігі жоғары бұрандама қанағаттандырады (Қосымшадағы П1.4 кестесін қараңыз):

Есептеуді жаншу кезіндегі бұрандама беті мен тілімше тесігінің беріктігін тексерумен аяқтаймыз:

(П 1.2 кестені қараңыз)

Жарамды кернеуді әлсіздеу тілімше материалы бойынша анықтайды. Салыстыру жаншудың есептік кернеулері жарамдылардан аз екенін көрсетті .

2-жағдай. Бұрандамалар тілімшенің тесіктеріне саңылаумен орналастырылған. Бұрандамалар тартып қосылады, және сыртқы жүктемені жіктегі үйкеліс күштері қабылдайды. Қосылыс берік болады (бұрандамаларға сәйкес F₁, F₂... жүктемелерді қоюда тілімше жылжымайды). Қосылыстың аса жүктелген бұрандамасы бойынша бұрандамаларға қажетті тартуды анықтайды (біздің мысалымызда 1 және 3-бұрандамалар аса жүктелген).

мұнда К = 1,3…2,0 - қор коэффициенті;

F_max - аса жүктелген бұрандамаға түсетін күш;

f - тетіктер жігіндегі үйкеліс коэффициенті (құрғақ болат және шойын беттер үшін f 0,15...0,20).

Қосылысты тартып қосқан кезде бұрандама сырығы F_зат осьтік күшімен созылады және ширатылады. Бұрандама сырығы беріктігінің шарты:

(1.4)

мұнда d₁ - бұрандама бұрандасының ішкі диаметрі.

П 1.5 кестеден F_зат= 110000 Н күшімен бұранданы бақыланбайтын тартып қосу жағдайында бұрандамада М 42 бұрандасы болу қажет екенін анықтаймыз. П 1.3 кестесі бойынша бұрандаманың беріктік қоры [ S ] = 2,0 деп қабылдаймыз. Бұрандама сырығындағы жарамды кернеу келесі тәуелділіктен анықталады:

1.4-формуладан келесіні табамыз:

Бұл мәнді М 48 бұрандамасы қанағаттандырады.

Есептеу нәтижелерін талдай отырып, дәлдігі жоғары бұрандамаларды тілімше тесіктеріне саңылаусыз орната отырып, тілімшені тіреуішке бекіту орынды деп санаймыз, себебі М 48 бұрандамалары кронштейннің берілген өлшемдері үшін тым үлкен, және де бұрандамаларды F_зат = 110000 Н тарту күшін қамтамасыз ету қиынға соғады.

 

Тақырып 2. КЕРІЛУ ЦИЛИНДР ҚОСЫЛЫСТЫ ЕСЕПТЕУ

Иірмек доңғалақтың қола тәжі (АЖ-9-4Л қола, = 200 МПа) күпшікке (35 Л болат) тығыздап қондырылған. Қосылыс Т айналдырушы моменті және F_a ось күшімен жүктелген (2.1-сурет).

Жүктемелер шамалары мен қосылыстың геометриялық өлшемдері 2.1 кесте деректерінен таңдалып алынсын.

Қондыру беттерінің кедір-бұдырлығы R_Z1 = 3,2 мкм; R_Z2 = 6,3 мкм. d₂ = 1,25 * d; d₁ = 0,4 * d деп қабылдансын.

3 пайыздық тоқтау ықтималдығына жол беріледі (р = 0,97 коэффициенті).

 

Сурет 1.1

Кесте 2.1

Параметр

Варианттар

Т, Н м

Fa, H

d, мм

l, мм

 

Төменде 14-нұсқа деректерінің негізінде есептеу орындалған (Т = 800 Hм, F_a = 1200 H, d =120 мм; l =80 мм).

Баспақты қосылыстарды есептеуде қосылыстың беріктігі (қимылсыздық) шартымен қатар, қосылыс тетіктері беріктігі шарты да қарастырылады.

Қосылыс қимылсыздығы қондыру бетіндегі сыртқы күштер үйкеліс күштерінен аспаған жағдайда қамтамасыз етіледі:

(2.1)

Мұнда К = 1,5...2,0 - қор коэффициенті;

р - түйіспе бетіндегі қысым;

f - үйкеліс коэффициенті (жақындатылған есептеулерде болат және шойын тетіктерді баспалау арқылы құрастыруда f = 0,08...0,1 деп, тетіктерді қыздыра және салқындата отырып құрастыруда f = 0,12...0,14 деп қабылдайды; егер тетіктердің біреуі қоладан жасалған болса f = 0,05...0,06 деп санайды).

2.1-жағдай қондыру бетіне тиісті қысым шамасын есептеуге мүмкіндік береді:

Түйіспе бетіндегі р меншікті қысымы N қынағымен мына тәуелділікпен байланысты:

(2.2)

мұнда С₁ және С₂ - коэффициенттер:

E₁ және Е₂, m₁ және m₂ - күпшек пен тәж материалдарының серпімділік модульдері мен Пуассон коэффициенттері:

болат үшін:

шойын үшін:

қола үшін:

Тетіктерді пресстеумен құрастыру кезінде микрокедір-бұдырлардың кесілуі байқалады, сондықтан керекті қынақтың есептік шамасы:

U = 1,2 (R_Z1 + R_Z2) = 1,2 (3,2 +6,3) 11,5 мкм түзетумен анықталады.

N_есепт. > N + u = 69 + 11,5 = 80,5 мкм

Стандарт кестелері бойынша (қосымшаның П 2.1 кестесін қараңыз) диаметрі 120 Н7/t6 болатын қондыруды тағайындаймыз, ол үшін тесіктің жоғарғы және төменгі ауытқулары ES = 35 мкм, EJ = 0, білік ауытқуы es = +126 мкм, ei = + 104 мкм. Қондырудағы ең аз қынақ N_min = 104 - 35 = 69 мкм, ең көп қынақ N_max = 126 - 0 = 126 мкм.

N_min < N_есепт. = 80,5 мкм екенін көрдік, сондықтан тоқтау болуы мүмкін, ендеше қосылыс беріктігі шартын берілген р = 0,97 тоқтау ықтималдығын есепке ала отырып тексеру қажет.

Минимал және максимал қынақ ықтималдықтары

мұнда,

Тесік пен біліктің дәлдік шектері:

T_D = ES - EJ = 35 мкм; T_d = es - ei = 126 - 104 мкм.

С = 0,31 - қабылданған Р тоқтау ықтималдығына (П2.2 кестені қар.) тәуелді коэффициент.

Қосылыс беріктігі шарты орындалады:

,

яғни тоқтау саны үш пайыздан аспайды.

Есептеуді қола тәждің беріктігін тексерумен аяқтаймыз. Тәждегі пластикалық деформацияны туғызатын меншікті қысым:

Қондырудың максимал есептік қынағы:

Осы қынаққа сәйкес қысым:

Ендеше таңдалып алынған диаметрі 120 H7/t6 болатын қондыру қосылыс қимылсыздығын қамтамасыз етеді және ең жоғары қынақ ықтималдығында қола тәждің қондыру бетінде пластикалық деформацияны туғызбайды.