Охрана труда:
нормативно-правовые основы и особенности организации
Обучение по оказанию первой помощи пострадавшим
Аккредитация Минтруда (№ 10348)
Подготовьтесь к внеочередной проверке знаний по охране труда и оказанию первой помощи.
Допуск сотрудника к работе без обучения или нарушение порядка его проведения
грозит организации штрафом до 130 000 ₽ (ч. 3 статьи 5.27.1 КоАП РФ).

Свидетельство о регистрации
СМИ: ЭЛ № ФС 77-58841
от 28.07.2014

Почему стоит размещать разработки у нас?
  • Бесплатное свидетельство – подтверждайте авторство без лишних затрат.
  • Доверие профессионалов – нас выбирают тысячи педагогов и экспертов.
  • Подходит для аттестации – дополнительные баллы и документальное подтверждение вашей работы.
Свидетельство о публикации
в СМИ
свидетельство о публикации в СМИ
Дождитесь публикации материала и скачайте свидетельство о публикации в СМИ бесплатно.
Диплом за инновационную
профессиональную
деятельность
Диплом за инновационную профессиональную деятельность
Опубликует не менее 15 материалов в методической библиотеке портала и скачайте документ бесплатно.
19.11.2015

Методические указания по организации и проведению практической работы по теме «Кинематический расчёт коробки скоростей» дисциплины «Технологическое оборудование» специальности «Технология машиностроения»

Кених Людмила Александровна
преподаватель общепрофессиональных дисциплин
Методические указания содержат полный алгоритм проведения практической работы «Кинематический расчет коробки скоростей» для дисциплины «Технологическое оборудование». Материал включает теоретические основы, пошаговый порядок выполнения расчетов, наглядный пример оформления работы и необходимые справочные данные. Разработан для преподавателей, ведущих подготовку студентов специальности «Технология машиностроения» очной и очно-заочной форм обучения. Помогает организовать эффективное практическое занятие, закрепляющее ключевые принципы проектирования механизмов станков.

Содержимое разработки

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Свердловской области «Карпинский машиностроительный техникум»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по организации и проведению практической работы № 1

«Кинематический расчет коробки скоростей»

по дисциплине «Технологическое оборудование»

специальности «Технология машиностроения»

(для студентов очной и очно-заочной формы обучения)

Разработал

преподаватель общепрофессиональных дисциплин

высшей квалификационной категории

Кених Людмила Александровна

Карпинск

2015

Содержание

Введение3

1.Теоретические основы организации и проведения

практических занятий4

2. Разработка методики и содержания практического занятия6

2.1. Разработка плана практического занятия

«Кинематический расчет коробки скоростей»6

2.2.Методические указания к выполнению

практической работы «Кинематический расчет

коробки скоростей»9

2.2.1. Выбор задания9

2.2.2. Выбор и обоснование кинематической схемы станка9

2.2.3. Структурная формула12

2.2.4. Кинематическая схема14

2.2.5. Оптимальный вариант выбора коробки скоростей15

2.2.6. Определение частот вращения шпинделя15

2.2.7. Построение структурной сетки16

2.2.8. Построение графика частот вращения17

2.2.9. Расчет чисел зубьев18

2.2.10. Выбор электродвигателя19

2.2.11. Пример оформления практической работы20

Литература24

Заключение25

Приложение 126

Приложение 229

Приложение 329

Приложение 430

Приложение 534

Приложение 635

Введение

В ходе усвоения теоретических знаний надо обеспечить не только прочность, глубину и умение применять их на практике при проведении практических работ.

Практическое занятие - это метод обучения, направленный на формирование и развитие навыков и умений применять теоретические знания.

Применение теоретических знаний способствует более свободному владению ими, усиливает мотивацию учения, раскрывает практическую значимость изучаемых вопросов, делает знания более прочными, действенными и оттого реально осмысленными.

При выполнении практических работ у студентов формируются не только сознательное и прочное усвоение системы знаний, но и формируются умения применять их на практике, развитие самостоятельного мышления, наблюдательности и других познавательных способностей учащихся, овладение элементами культуры умственного и физического труда.

Целью данной методической разработки, является разработка методических указаний для проведения практического работы № 1 по теме «Кинематический расчет коробки скоростей», разработка методического обеспечения, разработка методики для проведения практического занятия, составление алгоритма расчета.

Данная практическая работа «Кинематический расчет коробки скоростей» необходима для закрепления теоретических знаний; формирования умений и навыков производить расчет коробки скоростей – выбирать и обосновывать кинематические схемы станка, выбирать оптимальный вариант коробки скоростей, определять частоту вращения шпинделя, строить кинематическую схему, структурную сетку и график частот вращения, производить расчет чисел зубьев, выбирать электродвигатель.

Пользуясь разработанными методическими указаниями, студент самостоятельно сможет овладеть знаниями и умениями кинематического расчета коробки скоростей и выполнить практическую работу.

Теоретические основы организации и проведения практических занятий

Практическими занятиями называют метод обучения, направленный на формирование и развитие навыков, умений применять теоретические знания в практической деятельности.

Этот метод приобретает особую значимость при изучении технических и технологических дисциплин, имеющих практическую, профессиональную направленность. Практические занятия являются:

а) связующим звеном между теорией и практикой;

б) эффективным средством внутри - и межпредметных связей;

в) важным дидактическим средством формирования и развития технического и технологического мышления.

При изучении машиностроительных дисциплин в техникуме учащиеся выполняют различные измерения, вычисления, графические работы, моделирование. Цель этих работ наряду с изучением технических объектов и технологических процессов - сформировать соответствующие навыки и умения, необходимые будущему технику-технику в его профессиональной деятельности.

Большинство существующих «традиционных» методов и методик обучения направлены на то, чтобы «вложить в головы» обучаемых максимум информации, содержание учебника в частности. Лавинообразное возрастание объема теоретических и практических сведений в технических и технологических дисциплинах, обусловленное научно-техническим процессом, делает эту цель все более труднодостижимой. Но нельзя не согласиться с высказыванием, что , «если в техническом учебном заведении студентам просто сообщается определенный объем информации, то такой метод обучения является напрасной тратой времени и средств».

В связи с этим возникает необходимость рассмотреть роль задач в преподавании технических и технологических машиностроительных дисциплин. В известном смысле можно говорить о «задачном принципе» изучение этих дисциплин, т.е. об изучении их с ориентацией на решение задач. При таком подходе следует уточнить понятие «задача».

«Задачей» называется не просто упражнение, содержащее вычисление, расчет или математическую иллюстрацию, формулу, а проблему, преимущественно практического характера, которую должен решить ученик. Неверно было бы думать, что простое насыщение практических работ по машиностроительным дисциплинам проблемными и другими задачами, предоставление учащемуся большей самостоятельности в их решении незамедлительно и предопределенно приведет к успеху, к положительному результату. Необходимо терпеливо учить учащихся приемам и способам решения задач, направлять их мышление не только на результативную сторону, но и на сам процесс их решение, на анализ интеллектуальных приемов и способов выполнения задания.

Необходим также строгий отбор и классификация задач с точки зрения не только их технического или технологического содержания, но и тех требований, которые они предъявляют к мышлению учащегося. В итоге мы должны выработать у учащихся стремление, потребность приобретать знания для решения практических задач, а не для того, чтобы запоминать информацию для сдачи зачета или экзамена.

Цель практических занятий - практическое освоение учащимися научно-теоретических положений изучаемого предмета, овладение или новейшей техникой экспериментирования в соответствующей отрасли науки, инструментализация полученных знаний, т.е. превращение их в средство для решения практических задач.

Цели практического обучения требуют:

осуществлять знакомство с реальными объектами производственной деятельности специалиста;

давать глубокие теоретические знания физической сущности и принципов функционирования объектов производственной деятельности;

активно формировать практические умения и навыки работы с объектами производственной деятельности.

При традиционной методике проведения практических занятий в основном достигаются две цели:

Закрепление знаний, полученных на лекционных занятиях;

Формирование умений применять знания для решения практических задач.

Но они не выделяют самостоятельные, развивающие цели обучения, а именно:

- умение творчески мыслить;

- развитие индивидуальных способностей,

что необходимо для развития личности современного специалиста.

Помощь со стороны преподавателя должна заключаться в разъяснении некоторых положений в условии задачи, в постановки наводящих вопросов, направляющих ход мысли обучаемых в нужное русло.

2.Разработка методики и содержания практического занятия

2.1. Разработка плана практического занятия

«Кинематический расчет коробки скоростей»

Тема: Кинематический расчет коробки скоростей.

Цели:

дидактические – закрепление теоретических знаний студентов по дисциплине, выявление уровня их подготовленности;

воспитательные– формирование познавательной потребности;

развивающие – развитие творческого и логического мышления.

Вид занятия: упражнение.

Тип занятия: закрепление и совершенствование знаний и умений.

Метод обучения: практическая работа.

Форма обучения: групповая, индивидуальная.

Место проведения: учебная аудитория.

Время проведения: 4 академических часа (2 пары).

Обеспечение занятия:

Методические указания для студентов - 15 шт.

Плакаты:

«Кинематическая схема коробки скоростей» - 1шт.

«Структурная сетка» - 1шт.

«График частот вращения» - 1шт.

Структура занятия:

Организационная часть.

Вводный инструктаж (подготовка к выполнению практической работы).

Текущий инструктаж (самостоятельная работа студентов).

Заключительный инструктаж (подведение итогов)

Структура деятельности субъектов

Таблица 2.1.

Этап

Деятельность преподавателя

Деятельность

студентов

ДСО

1

2

3

4

1.Органи-зационный

Проверяет присутствующих

Готовятся к занятиям

2.Вводный инструкт-

аж (подго-товка к выполне-нию с.р.)

Мотивация. Оглашение

темы, цели. Рассмотре-

ние примера на доске.

Выдача заданий для практической работы.

Слушают. Записывают в тетради. Производят расчеты.

Конспект

препода-вателя.

Метод.

указания,

плакаты

Продолжение таблицы 2.1.

1

2

3

4

3.Текущий

инструк-таж (с.р. студентов)

Наблюдает.

Консультирует.

Выполняют задания с

использованием методических рекомендаций.

Методичес-кие

рекомен-дации

4.Заключи-

тельный

инструк-таж (под-ведение

итогов)

Собирает работы.

Выдает домашнее задание.

Сдают работы.

Методические рекомендации к организации и проведению практического занятия:

конспект этапа вводного инструктажа (подготовка к выполнению самостоятельной работы):

Таблица 2.2.

Содержание

Иллюстрации

Оглашение темы, цели.

Рассмотрение примера на доске:

1)Структурная формула

2)Построение кинематической схемы

3)Определение частоты вращения шпинделя, корректировка (приведение

к стандартным значениям)

4)Построение структурной сетки

5)Построение графика частот вращения

6)Расчет чисел зубьев

7)Выбор электродвигателя. Выдача заданий для самостоятельной работы (в соответствии с номером по журналу)

Доска

Доска, плакат

Доска, использование таблиц

Доска, плакат

Доска, плакат

Доска

Использование таблиц.

содержание домашнего задания

Вариант 1

Из предложенных конструктивных вариантовz выбрать и обосновать наиболее оптимальный вариант коробки скоростей:

;

Вариант 2

Построить все возможные варианты кинематической схемы при Z = 8.

Вариант 3

По заданной структурной сетке составить структурную формулу:

Рисунок 1 – Структурная сетка

алгоритм кинематического расчета коробки скоростей использовать для занятий (на лекции), для объяснения примера, для самостоятельной работы студентов, для самостоятельной работы студентов отсутствовавших на практической работе.

методические указания и пример расчета использовать для самостоятельной работы на лекции, для студентов на практическом занятии, как алгоритм выполнения задания.

2.2.Методические указания к выполнению практической работы № 1 «Кинематический расчет коробки скоростей»

Практическая работа № 1

Тема:Кинематический расчет коробки скоростей

Цель: 1) Научиться строить кинематическую схему, структурную сетку и график частот вращения.

2) Научиться определять частоты вращения шпинделя и рассчитывать числа зубьев зубчатых колес.

Оборудование: 1) Коробка скоростей.

2) Линейка.

Карандаш.

Ластик.

Калькулятор.

2.2.1. Выбор задания

Вариант задания выбирается из приложения 5, таблица 6, в соответствии с порядковым номером по списку из журнала.

2.2.2. Выбор и обоснование кинематической схемы станка

Коробкой скоростей называется механизм, состоящий из ряда элементарных передач, предназначенных для измерения чисел оборотов шпинделя.

Достоинствами коробок скоростей является возможность получения широкого диапазона регулирования чисел оборотов, сохранение постоянства мощности резания, надежность в работе, простота обслуживания и малые размеры.

Закономерность геометрического ряда частот вращения шпинделя позволяет проектировать коробки скоростей наиболее простой структуры, состоящей из элементарных двухваловых механизмов (рис.2), последовательно соединенные между собой в одну или несколько кинематических цепей. Такая структура называется множительной. Общее число скоростей получается перемножением чисел скоростей элементарных двухваловых передач (множителей).

Наибольшее распространение получили механизмы, состоящие из передвижных многовенцовых блоков зубчатых колес. Число колес в блоке чаще всего два, три и реже - четыре. Блоки применяют в качестве ведущих и ведомых элементов. Если применить корригированное зацепление колес с разной суммой зубьев при одном межцентровом расстоянии, то в отдельных случаях двухвенцовый блок (рис. 2, б) может быть заменен одним колесом Z2-4 (рис. 2, а) зацепляющими поочередно с колесами Z1и Z3.

Механизм с трехвенцовым блоком зубчатых колес (рис. 2, в), для ввода в зацепления колесZ3 и Z4необходимо,чтобы блок беспрепятственно перемещался мимо колес Z5, не зацепив за него колесом Z1. Это возможно, если Z6- Z2> 5. Если эта разность меньше 5, то используют конструкцию (рис. 2, г). Все это относится к четырехвенцовым блокам (рис. 2, д).

Рисунок 2 - Элементарные механизмы коробок скоростей

Достоинства передач с передвижными блоками:

простота;

могут передаваться большие крутящие моменты при сравнительно небольших размерах зубчатых колес;

колеса, не участвующие в передаче рабочих нагрузок, не изнашиваются.

Недостатки этих коробок скоростей:

невозможность переключения передач на ходу;

необходимость блокировки, предотвращающей одновременное включение в работу блоков зубчатых колес, совместная работа которых не предусмотрена;

относительно большие размеры по длине.

Этих недостатков лишены механизмы, у которых зубчатые колеса находятся в постоянном зацеплении.

К ним относятся:

механизм с фрикционной муфтой

Рисунок 3 – Механизм с фрикционной муфтой

механизмы с электромагнитными муфтами

Рисунок 4 – Механизм с электромагнитной муфтой

Коробки скоростей с фрикционными и с электромагнитными муфтами применяются при частых переключениях скоростей.

Достоинства:

использование муфт дает возможность быстрого и плавного переключения передач на ходу;

переключение муфт и блоков может осуществляться автоматически от командоаппарата;

быстрота переключений значительно сокращает вспомогательное время.

Недостатки:

потери мощности на вращение неработающей пары колес и изнашивание;

нагревание муфт;

передача теплоты от муфт шпиндельному узлу.

2.2.3. Структурная формула

В общем виде число ступеней скорости

(1)

гдеp1,p2,p3,…,pm- числа передач в первой, второй,…, m-й группах.

Число конструктивных вариантов одной и той же структуры равно числу перестановокm групп

Кк.в.= , (2)

гдеq- число групп с одинаковым числом передач.

Например, для привода, показанного на рис. 5,

Посколькуpa= 3, pb= 2, то число конструктивных элементов

т.е.

При заданном (или выбранном) числе Z ступеней ряда частоты вращения шпинделя число групп передач, число передач в каждой группе и порядок расположения групп можно выбирать различными. Этот выбор в основном и определяет конструкцию коробки скоростей.

Рисунок 5 - Схема коробки скоростей на 12 ступеней.

Для наиболее часто применяемых значений Z могут быть использованы следующие конструктивные варианты:

;

;

;

;

;

;

Передаточные отношения передач зависят от характеристики группы, обусловленной кинематическим порядком включения передач при переходе от одной частоты вращения шпинделя к другой.

В станках с изменением частоты вращения шпинделя по геометрическому ряду передаточные отношения передач в группах образуют геометрический ряд с знаменателемx , где x- целое число, которое называют характеристикой группы. Характеристика группы равна числу ступеней скорости совокупности групповых передач, кинематически предшествующих данной группе. Общее уравнение наладки групповых передач имеет следующий вид:

i1:i2:i3:…:ip=1:X:2X:…:(P-1)X (3)

Общее число возможных вариантов (конструктивные и кинематические) для обычных множительных структур

(4)

Структурную формулу, уточняющую не только конструктивный, но и кинематический порядок, принято записывать:

(5)

Место группы в формуле показывает конструктивный порядок и номер группы, а индекс - ее характеристику.

Группу передач, имеющую характеристику x0=1, называют основной группой, остальные группы (x>1) - переборными.

Для основной группы передач характеристикаx0=1;для первой переборной группы x1= p1,длявторой переборной группы и т.д., где p1 и p2 – соответственно числа передач основной и первой переборной группы.

Еслиx0= 1, то для уравнения (2.1) - x1= p1,,.

Для конструктивного варианта привода, показанного на рис. 5, и принятого порядка переключений скоростей можно записать структурную формулу .

2.2.4. Кинематическая схема

Несмотря на большое разнообразие конструкций станков, в их механизмах и агрегатах есть много общего и сходного. Поэтому применяют упрощенные, условные обозначения механизмов и их элементов, дающие наглядное представление о кинематике станков и в некоторой степени представление об их конструкции.

При разработке кинематической схемы необходимо придерживаться установленных условных обозначений элементов кинематической схемы по ГОСТ 2.770-68, а также надо учитывать ГОСТ 2.721-74, ГОСТ 2.703-68, ГОСТ 2.701-76 .

На выносных линиях в кинематических схемах следует указывать:

тип, мощность и частоту вращения электродвигателя;

порядковую нумерацию валов (считая от электродвигателя)- римскими цифрами;

направление вращения валов;

порядковые номера зубчатых колес и число зубьев – арабскими цифрами.

2.2.5. Оптимальный вариант выбора коробки скоростей

Для уменьшения крутящих моментов, а, следовательно, массы деталей и всего привода необходимо сообщать, возможно, более высокие частоты вращения промежуточным валам. Это достигается применением больших передаточных отношений между первыми валами привода и меньших перед шпинделем.

Для уменьшения массы привода желательно также, чтобы в группах уменьшалось от электродвигателя к шпинделю, т. е. Pa > Pb > Pc >…> Pm.

Одиночные понижающие передачи желательно размещать ближе к шпинделю.

Не рекомендуется устанавливать на шпиндель станка три колеса и более, так как это вызывает излишний прогиб шпинделя, увеличивает вибрации и отражается на качестве обрабатываемой поверхности. Располагать колеса следует по возможности ближе к передней опоре шпинделя.

Желательно, чтобы характеристики групп увеличивались от электродвигателя к шпинделю, т. е. x1< x2< x3<…< xm. В этом случае при одинаковых наименьших частотах вращения промежуточных валов максимальные частоты вращения получаются меньшими, что уменьшает динамические нагрузки в передачах, износ деталей и потери на трение. Повышает коэффициент полезного действия при высоких частотах вращения шпинделя.

2.2.6. Определение частот вращения шпинделя

В интервале между предельными значениями частоты вращения nminи nmaxпромежуточные частоты можно разместить по различным рядам. Однако не все возможные ряды будут равноценными. Наиболее рациональным для применения в станкостроении является геометрический ряд. В котором каждая последующая частота отличается от предыдущей в раз (где - знаменатель ряда).

Главным преимуществом геометрического ряда является то, что максимальная относительная потеря скорости резания остается одинаковой для всех интервалов ряда частоты вращения. Это позволяет обеспечить постоянство максимальной относительной потери производительности формообразования станка, т.е. дает экономические преимущества по сравнению с другими рядами. Производительность формообразования определяется площадью поверхности, обрабатываемой на станке в единицу времени.

Геометрический ряд частот вращения шпинделя со знаменателем будет иметь следующий вид:

;

;

;

;

. . . . . . . .

Принявnz= nmax, получим nmax= nmin.

Значения знаменателей рядов нормализованы. Это позволяет нормализовать ряды частот вращения и подач, а также облегчить кинематический расчет станков.

Рассчитанные частоты вращения необходимо откорректировать по приложению 1.

Частоты вращения отклоняются от табличных значений не более чем на 10(-1)%, т. е. для:

=1,06 - 5%

=1,12 –10%

=1,26 – 20%

=1,41 - 30%

=1,58 – 40%

=1,78 – 45%

=2 – 50%

2.2.7. Построение структурной сетки

Структурная сетка дает ясное представление о структуре привода станка. По структурной сетке легко проследить связи между передаточными отношениями групповых передач (групповой передачей называют совокупность передач между последовательными валами коробки скоростей); однако сетка не дает конкретных значений этих величин. Она наглядно характеризует ряд структур приводов в общей форме.

Структурная сетка содержит следующие данные о приводе:

число групп передач, число передач в каждой группе,

относительный порядок конструктивного расположения групп вдоль цепи передач,

порядок кинематического включения групп (т.е. их характеристики и связь между передаточными отношениями),

диапазон регулирования групповых передач и всего привода,

число частот вращения ведущего и ведомого валов групповой передачи.

Порядок построения структурных сеток:

1. На произвольно взятых расстояниях проводят вертикальные (горизонтальные) параллельные линии (на одну линию больше, чем число групповых передач); поле между двумя вертикальными (горизонтальными) линиями (валами) отводится для одной групповой передачи;

2. На равных расстояниях проводят столько горизонтальных (вертикальных) линий, сколько скоростей имеет привод;

3. На середине левой вертикали (1 валу) намечают точку, из которой симметрично проводят лучи. Наклон лучей характеризует величину и знак передаточного отношенияi=x, где x-число интервалов, на которое отклоняется луч от значения x=0 (i=1). Последнее соответствует вертикальному лучу для горизонтального расположения валов. Отклонение влево (вниз) означает замедление передачи (x<0;i<1), отклонение вправо (вверх) - ускорение (x>0;i>1). Количество лучей равно числу передач в первой группе. Расстояние между концами лучей на следующей вертикали равно характеристике первой группы передач;

4. Из каждой полученной точки на второй и последующей вертикали аналогичным путем проводят лучи для второй, третьей и т.д. групповых передач.

Вариант структурной сетки определяют выбором основной группы в коробке скоростей и порядком индексации остальных групп передач. Число вариантов структурных сеток равно числу перестановок из числа групп передач

(6)

Характеристика основной группы x0= 1, а характеристика любой другой группы равна произведению числа передач, предшествующих основной группе (см. п. 3.).

Несоблюдение данного условия вызывает совпадение частот вращения передач на выходном валу и уменьшение числа ступеней коробки скоростей или нарушение интервала между частотами.

2.2.8. Построение графика частот вращения

График частот вращения позволяет определить конкретные величины передаточных отношений всех передач привода и частоты вращения всех его валов. Его строят в соответствии с кинематической схемой привода.

Порядок построения графика частот вращения:

1. На равном расстоянии друг от друга проводят вертикальные линии, число которых равно числу валов коробки;

2. На равном расстоянии друг от друга проводят горизонтальные линии, которым присваивают (снизу вверх) порядковые номера частот вращения, начиная с n1.

Дальнейшее построение ведут в соответствии с принятым вариантом структурной сетки. График частот вращения соответствует веерообразному варианту структурной сетки.

Луч, проведенный между вертикальными линиями, обозначает передачу между двумя валами с передаточным отношением i=m , где m-число интервалов, перекрытых лучом. При горизонтальном положении луча i=1, при луче. Направленном вверх, i>1, а направленным вниз i<1.

График частот вращения необходимо строить так, чтобы передаточные отношения были в допустимых пределах.

i2,

т.е. чтобы число интервалов между линиями, условно обозначающими передачи, при заданном значении не превышало указанное (см. приложение 2, таблица 3).

2.2.9. Расчет чисел зубьев колес

По найденным передаточным отношениям определяют числа зубьев зубчатых колес. Следует иметь в виду, что в станкостроении межосевые расстояния, суммы чисел зубьев сопряженных колес, числа зубьев червячных колес и модули нормализованы. При постоянном расстоянии между осями ведущего и ведомого валов и одинаковом модуле колес группы передач сумма чисел зубьев каждой пары зубчатых колес является постоянной величиной, т.е.

(7)

Передаточные отношения, выраженные через , с достаточной точностью могут быть представлены в виде

i1-1==; i1-2==; …, (8)

где a,b, c, d - целые числа.

Числа зубьев колес можно представить через сумму зубьев

z1= z2=

z3= z4= (9)

гдеz1,z2,z3,z4- целые числа.

Для определения числа зубьев находят наименьшие общее кратное сумм a + b,c + d, … и подставляют его вместо Sz в равенство (9)

Исходя из условий компактности передач, величинуSz ограничивают в пределах 100 - 120, zmin в приводах главного движения -18 20.

Может оказаться, что числа зубьев получаться недопустимо малыми или большими. В первом случае их можно увеличить в целое число раз, во втором – уменьшить. При уменьшении могут появиться дробные числа зубьев, округляем их до целого значения, отбросив дроби. Производят проверку z1+ z2= z3+ z4= … = const.

Полученные данные сводят в таблицу (см. приложение 3, таблица 4).

2.2.10. Выбор электродвигателя

Электродвигатель выбирается из приведенных в приложении 4, таблица 5 трехфазный асинхронный короткозамкнутых двигателей серии 4А климатического исполнения I, категории 3 по ГОСТ 15150-69, общего применения предназначены для продолжительного режима работы от сети переменного тока с частотой 50 Гц.

2.2.11. Пример оформления практической работы

Практическая работа №1.

Тема: Кинематический расчет коробки скоростей.

Цель:

1) Научиться строить кинематическую схему, структурную сетку и график частот вращения.

2) Научиться определять частоты вращения шпинделя и рассчитывать числа зубьев зубчатых колес.

Оборудование:

1)Коробка скоростей.

2) Линейка.

3) Карандаш.

4) Ластик.

5) Калькулятор.

Ход работы

Задание

Станок токарно-винторезный.

Мощность электродвигателя N = 5,5 кВт

Число ступеней скоростей z = 12

Знаменатель ряда = 1,26

Минимальная частота вращения шпинделя nmin= 63об/мин.

Структурная формула

Число передач в группах принимаем 2 и 3.

Для уменьшения массы привода за основную группу принимаем группу из трех передач.

Характеристики принимаем возрастающими к шпинделю, т.к. в этом случае первый вал будет работать с меньшей нагрузкой и иметь меньший диаметр.

Окончательно принимаем: z= 12 = .

Кинематическая схема коробки скоростей

Рисунок 6 - Кинематическая схема коробки скоростей

Определение частоты вращения шпинделя

Расчетные значения Стандартные значения

Построение структурной сетки

Рисунок 7 - Структурная сетка

Построение графика частот вращения

Рисунок 8 - График частот вращения

Расчет чисел зубьев колес

Из графика частот вращения определим передаточные отношения в групповых передачах: (приложение 2, таблица 2)

Наименьшее передаточное отношение не выходит за пределы допустимых значений (приложение 2, таблица 3). Следовательно, график пригоден для расчета.

Рассчитываем числа зубьев:

для первой группы колес

Находим суммы:

а + b = 4 + 5 = 9;

c + d = 1 + 1 = 2;

e + f = 5 + 4 = 9

Сумма зубьев: Sz= 18

Увеличиваем числа зубьев в 3 раза (т.к. из условий компактности передач zmin 18 20), получим

z1= 24; z2= 30; z3= 27; z4= 27; z5= 30; z6= 24

Произведем проверку:

z1+ z2= z3+ z4 = z5+ z6= 24 + 30 = 27 + 27 = 30 + 24 = 54

Аналогично находим числа зубьев второй и третьей группы колес. Полученные данные сводим в таблицу (приложение 3, табл. 4)

z1

z2

z3

z4

z5

z6

z7

z8

z9

z10

z11

z12

z13

z14

24

30

27

27

30

24

20

40

30

30

20

80

50

50

Выбор электродвигателя

Примем трехфазный асинхронный двигатель 4А132М8I3 с nэ=750об/мин.

Вал 1 коробки скоростей вращается с частотойn = 630об/мин.

Литература

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.3.- 5-изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1978. - 557с., ил.

2. Денежный П.М., Стискин Г.М., Тхор И.Е. Токарное дело: М.: «Высшая школа», 1976.-240с., ил.

3. Ермаков Ю.М.. Фролов Б.А. Металлорежущие станки: учебное пособие для техникумов по специальности «Инструментальное производство». - М.: Машиностроение, 1985. 320с., ил.

4. Соколов Б.А. Методические основы преподавания машиностроительных дисциплин: Учебник. - М.: Высш. школа, 1981.-189с., ил.

5. Соколов Б.А., Сердюков Н.М. Методика практикума по металлообработке. Пособие для учителей труда. - М.: «Просвещение», 1976.-159с., ил.

6.Локтев Д.А. Металлорежущие станки инструментального производства. – М.: Машиностроение, 1968. – 304 с.

7. Фещенко В.Н., Махмутов Р.Х. Токарная обработка./Учеб. для проф. учебных заведений.- 3-е изд., испр. -М.: Высш. шк.: Изд. центр «Академия», 1997. – 303 с., ил.

8. Чернилевский Д.В. Технология обучения в средней специальной школе: Учеб. пособие. – К.: Высш. шк., 1990. – 198 с.

9.Чернов Н.Н. Металлорежущие станки: Учебник для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием».- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1988. – 416 с., ил

Заключение

Формирование практических умений и навыков приобретаются студентами при выполнении практически работ.

Выполнение практических работ вооружает студентов не только знаниями, умениями и навыками, но развивает самостоятельность и творческие способности.

Для улучшения знаний, умений и навыков студентов, для связи теоретического обучения с практическим, разработаны методические указания для проведения практической работы № 1, по дисциплине «Технологическое оборудование». Позволяющие не только выполнить работу, но и проанализировать ее, и подвести учащихся к самостоятельным выводам и умению правильно и реально оценить процесс работы, свои знания, и внести изменения с учетом своей точки зрения.

При разработке методических указаний поставленные задачи были решены, разработаны:

методика проведения практической работы № 1;

методическое обеспечение для проведения практической работы № 1;

алгоритм расчета коробки скоростей;

домашнее задание, для закрепления полученных знаний на занятии.

Изучили теоретические основы организации и проведения практических занятий.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Таблица 1 - Нормальные ряды частот вращения в станкостроении

Знаменатель ряда

1,06

1,12

1,26

1,41

1,58

1,78

2

1

2

3

4

5

6

7

1,00

1,06

1,12

1,18

1,25

1,40

1,50

1,60

1,80

1,90

2,00

2,12

2,24

2,36

2,50

2,65

2,80

3,00

3,15

3,35

3,55

3,75

4,00

4,25

4,50

4,75

5,00

5,30

5,60

6,00

6,30

6,70

7,10

7,50

8,00

8,50

9,00

9,5

1,00

1,12

1,25

1,40

1,60

1,80

2,00

2,24

2,50

2,80

3,15

3,55

4,00

4,50

5,00

5,60

6,30

7,10

8,00

9,00

1,00

1,25

1,60

2,00

2,50

3,15

4,00

5,00

6,30

8,00

1,00

1,40

2,00

2,80

4,00

5,60

8,00

1,00

1,60

2,50

4,00

6,30

1,00

1,80

3,15

5,60

1,00

2,00

4,00

8,00

Продолжение таблицы 1

1

2

3

4

5

6

7

10,00

10,60

11,20

11,80

12,50

13,2

14,00

15,00

16,00

17,00

18,00

19,00

20,00

21,20

22,40

23,60

25,00

26,50

28,00

30,00

31,50

33,50

35,50

37,50

40,00

42,50

45,00

47,50

50,00

53,00

56,00

60,00

63,00

67,00

71,00

75,00

80,00

85,00

90,00

95,00

100

106

112

10,00

11,20

12,50

14,00

16,00

18,00

20,00

22,40

25,00

28,00

31,50

35,50

40,00

45,00

50,00

56,00

63,00

71,00

80,00

90,00

100

112

10,00

12,50

16,00

20,00

25,00

31,50

40,00

50,00

63,00

80,00

100

11,20

16,00

22,40

31,50

45,00

63,00

90,00

10,00

16,00

25,00

40,00

63,00

100

10,00

18,00

56,00

100

16,00

63,00

Продолжение таблицы 1

1

2

3

4

5

6

7

118

125

132

140

150

160

170

180

190

200

212

224

236

250

265

280

300

315

335

355

375

400

425

450

475

500

530

560

600

630

670

710

750

800

850

900

950

1000

125

140

160

180

200

224

250

280

315

355

400

450

500

560

630

710

800

900

1000

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

125

180

250

355

500

710

1000

160

250

400

630

1000

180

315

560

1000

125

250

500

1000

Примечание: ряды частот вращения более 1000 получают умножением табличных значений на 1000.

Приложение 2

Определение частных передаточных отношений в групповых передачах

Во избежание чрезмерно больших диаметров колес в коробках скоростей установлены пределы, imin,imax.

Передаточные отношения, выраженные через , могут быть представлены в виде дробей.

Таблица 2 - Передаточные отношения

1,26

_

1,41

_

_

1,58

_

_

_

Передаточные отношения, не выходящие за пределы i , возможны в том случае, если число интервалов между линиями, условно обозначающими передачами, при выбранном значении не превышает указанное в таблице 3.

Таблица 3 - Допустимые числа интервалов для коробок скоростей

Передачи

Число интервалов

1,26

1,41

1,58

Понижающие

6

4

3

Повышающие

3

2

1

Приложение 3

Таблица 4 - Число зубьев колес

Z1

Z2

Z3

Z4

Z5

Z6

Z7

Z8

Z9

Z10

Zn

Приложение 4

Таблица 5 - Типы и основные параметры двигателей

Тип двигателя

Мощность, кВт

Отношение вращающего момента к номинальному

максимального

начального пускового

минимального

1

2

3

4

5

Закрытые обдуваемые двигатели

Синхронная частота вращения 3000 об/мин

4АА50А2У3

0,09

2,2

2,0

1,2

4АА50В2У3

0,12

2,0

1,2

4АА56А2У3

0,18

2,0

1,2

4АА56В2У3

0,25

2,0

1,2

4АА63А2У3

0,37

2,0

1,2

4АА63В2У3

0,56

2,0

1,2

4А71А2У3

0,75

2,0

1,2

4А71В2У3

1,1

2,0

1,2

4А80А2У3

1,5

2,0

1,2

4А80В2У3

2,2

2,0

1,2

4А90L2У3

3,0

2,0

1,2

100S2У3

4,0

2,0

1,2

100L2У3

5,5

2,0

1,2

112M2У3

7,5

2,0

1,0

132M2У3

11,0

1,6

1,0

160S2У3

15,0

1,4

1,0

160M2У3

18,5

1,4

1,0

180S2У3

22,0

1,4

1,0

180M2У3

30,0

1,4

1,0

200M2У3

37,0

1,4

1,0

200L2У3

45,0

1,4

1,0

225M2У3

55,0

1,2

1,0

250S2У3

75,0

1,2

1,0

250M2У3

90,0

1,2

1,0

280S2У3

110

1,2

1,0

280M2У3

132

1,2

1,0

Синхронная частота вращения 1500 об/мин

4АА50А4У3

0,06

2,0

1,2

4АА50В4У3

0,09

2,0

1,2

4АА56А4У3

0,12

2,0

1,2

4АА56В4У3

0,18

2,0

1,2

4АА63А4У3

0,25

2,0

1,2

4АА63В4У3

0,37

2,0

1,2

Продолжение таблицы 5

1

2

3

4

5

4А71А4У3

0,55

2,2

2,0

1,6

4А71В4У3

0,75

2,0

1,6

4А80А4У3

1,1

2,0

1,6

4А80В4У3

1,5

2,0

1,6

4А90L4У3

2,2

2,0

1,6

100S4У3

3,0

2,0

1,6

100L4У3

4,0

2,0

1,6

112M4У3

5,5

2,0

1,6

132S4У3

7,5

2,0

1,6

132M4У3

11,0

2,0

1,6

160S4У3

15,0

1,4

1,0

160M4У3

18,5

1,4

1,0

180S4У3

22,0

1,4

1,0

180M4У3

30,0

1,4

1,0

200M4У3

37,0

1,4

1,0

200L4У3

45,0

1,4

1,0

225M4У3

55,0

1,2

1,0

250S4У3

75,0

1,2

1,0

250M4У3

90,0

1,2

1,0

280S4У3

110

1,2

1,0

280M4У3

132

1,2

1,0

Синхронная частота вращения 1000 об/мин

4АА63А6У3

0,18

2,2

2,0

1,2

4АА63В6У3

0,25

2,2

2,0

1,2

4А71А6У3

0,37

2,2

2,0

1,6

4А71В6У3

0,55

2,2

2,0

1,6

4А80А6У3

0,75

2,2

2,0

1,6

4А80В6У3

1,1

2,2

2,0

1,6

4А90L6У3

1,5

2,2

2,0

1,6

4А100L6У3

2,2

2,2

2,0

1,6

112MА6У3

3,0

2,2

2,0

1,6

112MВ6У3

4,0

2,2

2,0

1,6

4А132S6У3

5,5

2,2

2,0

1,6

132M6У3

7,5

2,2

2,0

1,6

4А160S6У3

11,0

2,0

1,2

1,0

160M6У3

15,0

2,0

1,2

1,0

180M6У3

18,5

2,0

1,2

1,0

4А200M6У3

22,0

2,0

1,2

1,0

4А200L6У3

30,0

2,0

1,2

1,0

4А225M6У3

37,0

2,0

1,2

1,0

4А250S6У3

45,0

2,0

1,2

1,0

Продолжение таблицы 5

1

2

3

4

5

4А250M6У3

55,0

2,0

1,2

1,0

4А280S6У3

75,0

1,9

1,2

1,0

4А280M6У3

90,0

1,9

1,2

1,0

Синхронная частота вращения 750 об/мин

4А71В8У3

0,25

1,7

1,6

1,2

4А80А8У3

0,37

1,7

1,6

1,2

4А80В8У3

0,55

1,7

1,6

1,2

4А90LА8У3

0,75

1,7

1,6

1,2

4А90LВ8У3

1,1

1,7

1,6

1,2

4А100L8У3

1,5

1,7

1,6

1,2

4А112MА8У3

2,2

2,2

1,8

1,4

4А112MВ8У3

3,0

2,2

1,8

1,4

4А132S8У3

4,0

2,2

1,8

1,4

4А132M8У3

5,5

2,2

1,8

1,4

4А160S8У3

7,5

2,2

1,4

1,0

4А160M8У3

11,0

2,2

1,4

1,0

4А180M8У3

15,0

2,0

1,2

1,0

4А200M8У3

18,5

2,0

1,2

1,0

4А200L8У3

22,0

2,0

1,2

1,0

4А225M8У3

30,0

2,0

1,2

1,0

4А250S8У3

37,0

2,0

1,2

1,0

4А250M8У3

45,0

2,0

1,2

1,0

4А280S8У3

55,0

1,9

1,2

1,0

4А280M8У3

75,0

1,9

1,2

1,0

4А315S8У3

90,0

1,9

1,0

0,9

Синхронная частота вращения 600 об/мин

4А280S10У3

37,0

1,8

1,0

1,0

4А280M10У3

45,0

Защищенные двигатели

Синхронная частота вращения 3000 об/мин

4АН160S2У3

22,0

2,2

1,3

1,0

4АН160M2У3

30,0

1,3

4АН180S2У3

37,0

1,2

4АН180M2У3

45,0

1,3

4АН200M2У3

55,0

1,3

4АН200L2У3

75,0

1,3

4АН225M2У3

90,0

1,2

4АН250S2У3

110

1,2

4АН250M2У3

132

1,2

4АН280S2У3

160

1,2

4АН280M2У3

200

1,2

Продолжение таблицы 5

1

2

3

4

5

Синхронная частота вращения 1500 об/мин

4АН160S4У3

18,5

2,1

1,3

1,0

4АН160M4У3

22,0

2,1

1,3

4АН180S4У3

30,0

2,2

1,2

4АН180M4У3

37,0

2,2

1,2

4АН200M4У3

45,0

2,2

1,2

4АН200L4У3

55,0

2,2

1,2

4АН225M4У3

75,0

2,2

1,2

4АН250S4У3

90,0

2,2

1,2

4АН250M4У3

110

2,2

1,2

4АН280S4У3

132

2,0

1,2

4АН280M4У3

160

2,0

1,2

Синхронная частота вращения 1000 об/мин

4АН180S6У3

18,5

2,0

1,2

1,0

4АН180M6У3

22,0

2,0

4АН200M6У3

30,0

2,0

4АН200L6У3

37,0

2,0

4АН225M6У3

45,0

2,0

4АН250S6У3

55,0

2,0

4АН250M6У3

75,0

2,0

4АН280S6У3

90,0

1,9

4АН280M6У3

110

1,9

Синхронная частота вращения 750 об/мин

4АН180S8У3

15,0

1,9

1,2

1,0

4АН180M8У3

18,5

4АН200M8У3

22,0

4АН200L8У3

30,0

4АН225M8У3

37,0

4АН250S8У3

45,0

4АН250M8У3

55,0

4АН280S8У3

75,0

4АН280M8У3

90,0

Синхронная частота вращения 600 об/мин

4АН280S10У3

45,0

1,8

1,0

1,0

4АН280M10У3

55,0

ГОСТ 19523-74 предусматривает также мощности до 400 кВт

Приложение 5

Таблица 6 - Варианты заданий

№ варианта

Станок

N,

кВт

Z

nmin,

об/мин

1

Токарный

3

8

1,41

125

2

Токарный

5,5

9

1,41

63

3

Токарный

2,2

16

1,26

31,5

4

Токарный

3

18

1,26

31,5

5

Фрезерный

3

8

1,58

40

6

Токарный

5,5

8

1,58

63

7

Токарный

3

9

1,41

45

8

Токарный

5,5

6

1,58

160

9

Токарный

2,2

18

1,26

12,5

10

Сверлильный

3

16

1,26

50

11

Фрезерный

2,2

24

1,06

190

12

Токарный

2,2

24

1,06

170

13

Фрезерный

2,2

9

1,26

100

14

Токарный

5,5

6

1,41

125

15

Токарный

5,5

12

1,41

31,5

Приложение 6

Алгоритм кинематического расчета коробки скоростей

35


Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/164176-metodicheskie-ukazanija-po-organizacii-i-prov

Свидетельство участника экспертной комиссии
Рецензия на методическую разработку
Опубликуйте материал и закажите рецензию на методическую разработку.
Также вас может заинтересовать
Свидетельство участника экспертной комиссии
Свидетельство участника экспертной комиссии
Оставляйте комментарии к работам коллег и получите документ
БЕСПЛАТНО!
У вас недостаточно прав для добавления комментариев.

Чтобы оставлять комментарии, вам необходимо авторизоваться на сайте. Если у вас еще нет учетной записи на нашем сайте, предлагаем зарегистрироваться. Это займет не более 5 минут.

 

Для скачивания материалов с сайта необходимо авторизоваться на сайте (войти под своим логином и паролем)

Если Вы не регистрировались ранее, Вы можете зарегистрироваться.
После авторизации/регистрации на сайте Вы сможете скачивать необходимый в работе материал.

Рекомендуем Вам курсы повышения квалификации и переподготовки