Внутренний диаметр резьбы

d₁ = = 5,93 мм.

По ГОСТу 24705-81 принимаем метрическую резьбу с крупным шагом, с размерами болта: наружный диаметр резьбы d = 8 мм; внутренний диаметр резьбы d₁ = 6,647 мм; средний диаметр резьбы d₂ = 7,188 мм; шаг резьбы р = 1,25 мм; болты М8.

Усилие, прикладываемое к рукоятке ключа F_кл = = 80 Н.

При стандартной длине ключа L_кл = 15d = 15·8 = 120 мм; момент на ключе Т_кл = F_кл·L_кл = 80 · 120 = 9600 Н·мм = 9,6 Н·м.

Контрольные вопросы

1. Назначение и классификация соединений.

2. Какой вид сварки находит наибольшее применение и почему?

3. Назовите виды сварных соединений и в каких случаях они применяются?

4. Оцените сварное соединение по сравнению с заклепочным.

5. Сравните соединения встык и внахлестку, отметьте их достоинства и недостатки.

6. Дать классификацию сварных швов и в каких соединениях они применяются?

7. Сформулировать условия прочности сварных соединений встык и внахлестку.

8. Какие факторы влияют на прочность сварных соединений?

9. Что учитывается при определении допускаемых напряжений для сварных швов?

10. Области применения точечной и шовной контактной сварки.

11. Как образуется заклепочное соединение?

12. Какие материалы применяются для изготовления заклепок?

13. Назвать основные типы стандартных заклепок и их применение.

14. Области применение заклепочных соединений.

15. Что учитывается при расчете стержня заклепок на прочность?

16. Что определяется при проектировочном расчете заклепочного соединения из условия прочности?

17. Дать характеристику паяных и клеевых соединений и их применение.

18. На что следует обращать особое внимание при подготовке деталей к склеиванию и пайке?

19. Привести примеры применения сварных, заклепочных, паяных и клеевых соединений в узлах артиллерийской техники.

20. Назначение и виды соединений типа "вал-втулка".

21. Как образуется шпоночное соединение?

22. Основные типы шпонок и их применение.

23. Что нужно знать, чтобы выбрать стандартную шпонку?

24. Сформулировать условия прочности шпоночного соединения.

25. Назвать основные типы шлицевых (зубчатых) соединений и их применение.

26. В чем преимущества шлицевого соединения по сравнению со шпоночным?

27. Что такое штифтовое соединение и в каких случаях оно применяется?

28. Как производится расчет штифтового соединения?

29. Как образуется соединение деталей с натягом?

30. Достоинства и недостатки соединения с натягом по сравнению со шпоночным.

31. Привести примеры применения шпоночных и шлицевых соединений в узлах артиллерийской техники.

32. Основные типы резьбы и области их применения.

33. Основные типы крепежных деталей и способы стопорения.

34. Сформулировать достоинства и недостатки резьбовых соединений.

35. Назвать основные параметры резьбы.

36. Что такое момент затяжки, приложенный к гайке?

37. По каким напряжениям производится проверочный расчет резьбы на прочность?

38. Назвать основные типовые случаи нагружения болта. В каких конструкциях артиллерийского вооружения такие случаи применяются?

39. Как рассчитывают болты, поставленные с зазором без затяжки и с затяжкой при действии осевой силы?

40. Как рассчитывают болты, поставленные с зазором и без зазора в соединениях при сдвигающей нагрузке?

41. Привести примеры применения резьбовых соединений в конструкции артиллерийского орудия.

ГЛАВА 6. РЕДУКТОРЫ

6.1. Назначение, классификация и применение

в машинах и артиллерийской технике

Редукторы. Редуктор – агрегат с передачами зацеплением, который предназначен для уменьшения угловой скорости вращения выходного вала и увеличения вращающего момента.

Характеристики редукторов каждого типа определяются следующими основными параметрами: кинематической характеристикой – передаточным отношением; иловой характеристикой – вращающим моментом и допускаемой консольной нагрузкой на выходном валу; коэффициентом полезного действия (КПД); размерами и массой.

В приводах выходной вал редуктора соединяется с валом электродвигателя с помощью муфты или привод представляется в виде мотор-редуктора, в котором конструктивно объединены редуктор и электродвигатель. Различают редукторы общего и специального назначения.

Редукторы общего назначения в приводах комплектуются с асинхронными электродвигателями общего применения с синхронной частотой вращения 750, 1000, 1500 и 3000 мин^-1 и изготавливаются стандартными по межосевому расстоянию, передаточному отношению и вращающему моменту на выходе.

В редукторах специального назначения с нестандартными параметрами используются стандартные детали (зубчатые колеса, подшипники и т.д.).

В зависимости от типа передач различают зубчатые, червячные, планетарные, волновые и комбинированные редукторы, а по виду колес – цилиндрические и конические. Большинство редукторов выполняют двух- и трехступенчатыми.

Наибольшее применение находят зубчатые и червячные редукторы, а также их комбинации.

Зубчатые редукторы (рис.6.1). Выпускаются одноступенчатые цилиндрические при ί = 2…6,3; даухступенчатые цилиндрические соосной и развернутой схемы с ί = 8…40 (63); трехступенчатые цилиндрические с развернутой схемой расположения колес ί = 45…200; коническо-цилиндрические, где быстроходная ступень коническая передача с круговыми зубьями и ί = 2…4 а тихоходная – цилиндрическая с прямыми или косыми зубьями.

Рис. 6.1

Для уменьшения массы применяют зубчатые цилиндрические редукторы с раздвоенной быстроходной ступенью и трехступенчатые с раздвоенной второй ступенью.

Червячные редукторы (рис.6.2) выпускаются: червячные одноступенчатые с нижним, верхним, боковым горизонтальным и боковым вертикальным расположением червяка, обеспечивающие моменты (на тихоходном валу) 85…2000 Н·м в диапазоне ί = 100…6300.

Рис. 6.2

В ряде конструкций применяют двухступенчатые зубчато-червячные редукторы: червячно-цилиндрические или цилиндро-червячные с передаточным отношением до 150. Червячные редукторы отличаются плавностью и бесшумностью работы, но имеют низкий КПД (η = 0,5…0,8) и высокую стоимость обусловленную применением дорогостоящих материалов (бронза, латунь и др.) и сложностью изготовления.

Зубчатые планетарные и волновые редукторы по конструкции сложнее указанных, но они обеспечивают большие передаточные отношения на одну ступень ί = 15…300, меньший вращающий момент на единицу массы и компактность конструкции.

Широкое применение редуктора нашли в подъемных и поворотных механизмах артиллерийских орудий и боевых машин, например в системах, приведенных в табл. 6.1.

6.2. Корпусные детали. Уплотнительные устройства

Корпусные детали имеют, как правило, сложную форму, поэтому изготовляют их чаще всего литьем. Наиболее распространенным материалом является чугун (например, СЧ15), при необходимости уменьшить массу – легкий сплав (например, силумин). Корпусная деталь состоит из стенок, бобышек фланцев, ребер и других элементов, соединенных в единое целое.

Таблица 6.1

Толщину δ стенки, отвечающую требованиям технологии литья и необходимой жесткости корпуса редуктора, находят по формуле

δ = 1,8 6 мм,

где Т – вращающий момент на тихоходном валу, Н·м.

Размеры корпусов определяются числом и размерами размещенных в них деталей, относительным их расположением и величиной зазоров между ними. Ориентировочно размеры корпусов определяются при составлении компоновочной схемы и затем уточняются.

Общие вопросы конструирования корпусных деталей (выбор размеров фланцев, бобышек, оформление мест крепления, форма проушин и др.) подробно рассмотрены в [1].

Наиболее часто в редукторах используется картерная система смазки, при которой корпус редуктора является резервуаром для масла. Масло заливают через верхний люк. Для замены масла в нижней части корпуса предусматривают сливные отверстия.

Для предохранения от вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов, а также для защиты их от попадания извне пыли и влаги применяют уплотнительные устройства.

Рис.6.3

В машиностроении широко применяют манжетные уплотнения. Манжета (рис.6.3) состоит из корпуса 1, изготовленного из бензомаслостойкой резины; каркаса 2, представляющего собой стальное кольцо, и браслетной пружины 3. Манжету обычно устанавливают рабочей кромкой внутрь корпуса так, чтобы обеспечить к ней хороший доступ масла.

Кроме манжетных уплотнений, находят применение торцевые, щелевые, лабиринтные, центробежные и комбинированные уплотнения [1].

6.3. Этапы проектирования сопряжения деталей

Технические измерения, допуски и посадки, размерные цепи

Каждая машина (изделие) состоит из множества деталей, которые различным способом соединены (сопряжены) друг с другом.

Для сопрягаемых деталей важным являются обеспечение их взаимозаменяемости. Взаимозаменяемостью называют свойства независимо изготовленных деталей занимать свое место в машинах без дополнительной механической или ручной обработки при сборке или ремонте и обеспечивать нормальную работу данного изделия в соответствии с требованиями технической документации.

При проектировании взаимозаменяемость обеспечивается на следующих этапах:

при определении размеров сопрягаемых деталей;

при определении допусков размеров;

при выборе типа посадки;

при определении допусков формы и расположения поверхностей;

при выборе шероховатости поверхностей.

6.3.1. Понятие о размерах, размерных цепях и отклонениях

Под размером элементов, образующих гладкие соединения и аналогично несопрягаемых элементов понимается:

в цилиндрических соединениях – диаметр;

в плоских – расстояние между параллельными плоскостями по нормали к ним.

Под измерением понимается процесс, заключающийся в сравнении измеряемой величины с некоторыми ее значениями, принятыми за единицу измерения. Различают действительный, предельный и номинальный размеры.

Действительным называют размер (D_D,, d_D), установленный измерением детали с допускаемой погрешностью.

Два предельно допускаемых размера (D_max, D_min), между которыми должен находиться действительный размер годной детали, называются предельными размерами.

Номинальным размером (D_H, d_H) называется размер, который служит началом отсчета отклонений и относительно которого определяются предельные размеры. Он указывается на чертежах деталей и выбирается, исходя из функционального назначения детали путем расчета (на прочность, жесткость и т.п.) и других конструктивных и технологических соображений.

Совокупность последовательно расположенных по замкнутому контуру размеров, определяющих различные виды связей между поверхностями деталей, называется размерной цепью детали.

Отклонением размера называется алгебраическая разность между размером (действительным, предельным) и соответствующим номинальным размером. Величины предельных отклонений установлены стандартом ГОСТ 25347-82.

6.3.2. Понятие о допусках размеров

Допуск размера – это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или верхними и нижними отклонениями (рис.6.4):

для отверстия Т _D = D_max – D_min или T _D = ES – EI;

для вала T _d = d_max – d_min или T _d = es – ei.

Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров.

Рис. 6.4

Поле допуска – зона, заключенная между линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям.

6.3.3. Понятие о посадках

Разность размеров отверстия и вала до сборки определяет характер соединения деталей (посадку), т.е. большую или меньшую свободу относительного перемещения деталей и степень сопротивления их взаимному смещению.

Разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала, называется зазором S = D – d.

Разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия, называется натягом N = d – D.

В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала различают посадки: с зазором, натягом, переходные.

Посадка с зазором – посадка, при которой обеспечивается зазор в соединении (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала).

Посадка с натягом – посадка. При которой обеспечивается натяг в соединении (поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала).

Переходная посадка – посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяг (поля допусков отверстия и вала полностью или частично перекрывают друг друга).

Система допусков и посадок оформлена в виде стандартов:

ГОСТ 25346-82 – общие положения, ряды допусков и основных отклонений;

ГОСТ 25347-82 – поля допусков и рекомендуемые посадки.

6.3.4. Понятие о допусках формы и расположения поверхностей

Отклонения формы и расположения поверхностей деталей машин и механизмов снижают точность взаимного расположения составных частей, точность их относительного перемещения при работе, повышают износ, отрицательно влияют на прочность соединений с натягом.

Основные термины и определения, относящиеся к отклонениям и допускам формы и расположения поверхностей деталей машин, устанавливает ГОСТ 24642-81.

Для плоских поверхностей характерно отклонение от прямолинейности и плоскостности, частными видами таких отклонений являются выпуклость и вогнутость.

Для цилиндрических поверхностей характерно отклонение от круглости, частными видами которого являются овальность и огранка.

Основными видами отклонения расположения поверхностей являются: отклонение от перпендикулярности плоскостей, отклонение наклона плоскости, отклонение соосности, отклонение симметричности и др.

6.3.5. Понятие о шероховатости поверхностей

Шероховатость поверхности – совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине.

По ГОСТ 25142-82 основными параметрами для оценки шероховатости являются высота R_z неровностей профиля по десяти точкам и среднее арифметическое отклонение профиля на базовой длине.

Система допусков и посадок оформлена в виде стандартов:

ГОСТ 25346-82 – общие положения, ряды допусков и основных отклонений;

ГОСТ 25347-82 – поля допусков и рекомендуемые посадки.

6.3.4. Понятие о допусках формы и расположения поверхностей

Отклонение формы и расположения поверхностей деталей машин и механизмов снижают точность взаимного расположения составных частей, точность их относительного перемещения при работе, повышает износ, отрицательно влияют на прочность соединений с натягом.

Основные термины и определения, относящиеся к отклонениям и допускам формы и расположения поверхностей деталей машин, устанавливает ГОСТ 24642-81.

Для плоских поверхностей характерно отклонение от прямолинейности и плоскости, частными видами таких отклонений являются выпуклость и вогнутость.

Для цилиндрических поверхностей характерно отклонение от круглости, частными видами которого являются овальность и огранка.

Основными видами отклонения расположения поверхностей являются: отклонение от перпендикулярности плоскостей, отклонение наклона плоскости, отклонение соосности, отклонение симметричности и др.

6.3.5. Понятие о шероховатости поверхностей

Шероховатость поверхности – совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине.

По ГОСТ 25142-82 основными параметрами для оценки шероховатости являются высота R_z неровностей профиля по десяти точкам и среднее арифметическое отклонение профиля на базовой длине R_a, мкм – назначают на все обработанные поверхности.

Для обозначения на чертежах шероховатости поверхностей применяют соответствующие знаки (,,). Если вид обработки поверхности не устанавливают, то применяют знак " ". Это обозначение является предпочтительным. Обозначение преобладающей шероховатости показывают в право верхнем углу поля чертежа.

Числовые значения параметра шероховатости R_a принимают по таблицам справочников.

6.4. Курсовое проектирование

Итоговым этапом изучения прикладной механики является выполнение курсового проекта по проектированию электромеханического (ручного) привода различных механизмов артиллерийских орудий, РСЗО, ПТРК и базовых машин с разработкой одноступенчатого цилиндрического, конического, червячного или планетарного редуктора.

Курсовой проект по прикладной механике – первая значительная самостоятельная расчетно-конструкторская и эксплуатационная работа курсантов инженерного профиля.

Выполнение курсового проекта имеет целью закрепление, обобщение и расширение знаний по общенаучным и общепрофессиональным дисциплинам; научить курсантов применять полученные знания для решения конкретных практических военно-прикладных задач; привить навыки самостоятельного проектирования, производства расчетов электромеханического (ручного) привода, применяемого в системах ракетно-артиллерийского вооружения, навыки проведения научных исследований, обоснования принимаемых решений, разработка конструкторской документации с выполнением чертежно-графических работ; подготовить курсантов к выполнению последующих курсовых и дипломных проектов.

При курсовом проектировании можно выделить в основном три этапа:

подготовительный, практическое выполнение курсантами курсового проекта и его защита.

В подготовительный период на кафедре решаются следующие основные вопросы:

разработка тематики курсовых проектов с учетом их военно-прикладной направленности по специальности и согласование с военно-профессиональными кафедрами;

разработка индивидуальных заданий с учетом количества часов, отводимых на курсовое проектирование по учебному плану, и методической документации;

предварительная постановка цели, содержания, объема и требований к курсовому проекту на заключительной лекции по деталям машин;

назначение и распределение руководителей по учебным взводам (группам) с учетом их учебной нагрузки и изучение ими степени подготовленности каждого курсанта;

разработка специальных вопросов исследовательского характера для включения их в задания наиболее подготовленным курсантам;

проверка готовности зала курсового проектирования и материального обеспечения;

подбор учебной и методической литературы по курсовому проектированию;

составление графика занятий по расписанию и самостоятельной работы курсантов под руководством преподавателя по согласованию с командирами подразделений;

изготовление экрана хода выполнения курсового проекта на кафедре и в подразделениях;

выдача индивидуальных заданий каждому курсанту.

Каждый курсант составляет график работы над курсовым проектом с указанием сроков и процента выполнения, который утверждается руководителем.

Основными вопросами, подлежащими разработке в курсовом проекте являются:

1. Общий расчет привода.

2. Расчет передачи.

3. Эскизное проектирование передачи.

4. Проверочный расчет выходного вала редуктора на прочность.

5. Проверочный расчет подшипников выходного вала.

6. Расчет соединения "вал-ступица" выходного вала.

7. Выбор муфты для соединения вала электродвигателя с входным валом редуктора.

8. Эскизное проектирование корпуса редуктора.

9. Сборка и особенности эксплуатации привода.

К защите курсового проекта представляются: пояснительная записка со спецификацией (формат А4), сборочный чертеж редуктора, кинематическая схема привода, рабочий чертеж зубчатого (червячного) колеса, выполненные и оформленные в соответствии с требованиями ЕСКД.

При работе над проектом курсантам представляется полная самостоятельность, инициатива, творчество и изобретательность. Он является автором проекта и отвечает за все расчеты и конструктивные решения, а также качество и сроки выполнения.

Руководитель должен в течение всей работы курсанта над проектом внимательно следить за его работой, а также консультировать по всем возникающим вопросам. Задача руководителя заключается не в подмене курсанта при проектировании, а в организации самостоятельной работы в правильном направлении; научить и заставить подбирать и работать с учебной и технической литературой, ГОСТами справочниками; делать анализ полученных результатов и правильные выводы.

Поиск по сайту: