Методические рекомендации и указания к лабораторным работам по дисциплине «Строительные машины и оборудование» (стр. 1 )

Титульный лист методических Форма

Рекомендаций и указаний; методических Ф СО ПГУ 7.18.3/40

рекомендаций; методических указаний

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра Транспортное строительство и профессиональное обучение

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам

по дисциплине «Строительные машины и оборудование»

для студентов специальности 5В072900 - Строительство

Павлодар

Лист утверждения методических Форма

рекомендаций и указаний; методических Ф СО ПГУ 7.18.3/41

указаний; методических указаний

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по УР

__________

«___»_____________20__г.

Составитель: _______________к. т.н., доцент

Кафедра Транспортное строительство и профессиональное обучение

Методические рекомендации и указания

к лабораторным работам по дисциплине «Строительные машины и оборудование»

для студентов специальности 5В072900 - Строительство

Рекомендовано на заседании кафедры

«_____»______________20__г., протокол №__

Заведующий кафедрой__________ «____» ______20___г.

Одобрено УМС АСФ

«____»______________20__г., протокол №____

Председатель УМС____________ «__» ______20___г.

ОДОБРЕНО:

Начальник ОПиМОУП ____________ «____» ______20___г.

Одобрена учебно-методическим советом университета

«____»____________________20___г. Протокол № ____

Цель работы: Изучить передачи строительных машин

Задание:

1 Ознакомиться с классификацией и конструктивными формами передач строительных машин.

2 Ознакомиться с характером работы и методикой определения основных параметров зубчатой передачи: определить передаточное число зубчатой передачи; основные геометрические параметры передачи (межцентровое расстояние, диаметры делительных окружностей, наружные диаметры зубчатых колес).

3 Вычертить схему зубчатой передачи, указав полученные размеры.

Общие сведения:

1 Назначение передач.

Система для передачи крутящего момента от двигателя к узлам и агрегатам строительной машины называется трансмиссией или передачей.

2 Классификация передач по типу привода и характеру движения рабочего органа:

а) механические: - трением (ременные и фрикционные);

- зацеплением (зубчатые, червячные, цепные);

б) гидравлические (гидромуфты, гидротрансформаторы);

в) электрические.

Ременная передача служит для передачи вращения от одного вала к другому, находящемуся на значительном расстоянии (рисунок 1).

Передача работает благодаря трению между шкивом и ремнем.

Фрикционная передача состоит из двух колец (катков), прижимаемых один к другому (рисунок 2). Передача вращения и полезного окружного усилия происходит за счет трения, возникающего по площадкам контакта. Передачи, позволяющие плавно менять частоту вращения ведомого колеса называются вариаторами.

Зубчатая передача это механизм, который с помощью зубчатого зацепления передает или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов.

Зубчатые передачи между параллельными осями (рисунок 3 а, б, в, ж) осуществляются цилиндрическими колесами с прямыми, косыми и шевронными зубьями.

Передачи между пересекающимися осями (рисунок 3 г, д) осуществляются коническими колесами.

Передачи между перекрещивающимися осями – винтовыми колесами (рисунок 3 е).

Для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот служат зубчатые колеса с рейкой (рисунок 3 з).

Меньшее зубчатое колесо в паре называется шестерней, большее – колесом.

Червячная передача представляет собой кинематическую пару, состоящую из червяка и червячного колеса.

Червяк – это винт с резьбой, нарезанной на цилиндре (рисунок 4). Эта передача передает вращение между перекрещивающимися валами под углом 90°.

Цепная передача служит для передачи вращения между двумя параллельными валами при большом расстоянии между ними, на расстояние до 8 м (рисунок 5). Эта передача состоит из двух или нескольких звездочек и соединяющей их цепи.

3 Геометрическая схема цилиндрической зубчатой передачи с прямыми зубьями показана на рисунке 6.

4 Основные параметры зубчатой передачи.

Основными элементами, характеризующими зубчатое зацепление являются: число зубьев шестерни, число зубьев колеса, передаточное число, шаг зубьев, модуль зацепления, высота зуба (рисунок 6 б).

Передаточное число показывает во сколько раз угловая скорость вращения ведомого колеса больше или меньше скорости вращения ведущего колеса и численно равно

i= n1 /n2 = z1 /z2 = d1 /d2 ,

где n1 – угловая скорость шестерни, об/мин;

n2 – угловая скорость колеса, об/мин;

Z1 – число зубьев шестерни;

Z2 – число зубьев колеса;

d1 – диаметр делительной окружности шестерни, мм;

d2 – диаметр делительной окружности колеса, мм.

Высота зуба для нормального зацепления

h = 2,25 m ,

где m – модуль зацепления, равный t / π.

Диаметр делительной окружности

d = mZ ,

Наружный диаметр зубчатого колеса

De = mZ + 2m = m (Z +2) ,

Межцентровое расстояние

d1 d2

A = ––– + –––– ,

2 2

Порядок выполнения работы

1 Подсчет количества зубьев шестерни и колеса Z1, Z2.

2 Измерение высоты зуба h.

3 Определение передаточного числа зубчатой передачи i.

В случае, когда можно определить количество зубьев шестерни и колеса (модель №1, 2, 3) передаточное число определяется следующим образом:

Для одной пары зубчатых колес

Z2

i = ––– ,

Z1

Для нескольких зубчатых колес i = i1 i2 i3…. in ,

4. Вычисление диаметра делительной окружности шестерни

d = m Z1,

и колеса

d = m Z2 ,

где h

m = ––– ,

2,25

5. Определение межцентрового расстояния

d1 d2

A = –––– + ––––

2 2

6 Определение наружного диаметра колеса и шестерни производим с помощью измерительных инструментов (линейки или штангенциркуля) и аналитически.

De1 = m (Z1 + 2);

De2 = m (Z2 + 2).

7 Сравнение данных измерений и расчетов.

Используемое оборудование

1 Цилиндрическая зубчатая шестерня.

2 Коническая зубчатая шестерня.

3 Редуктор.

4 Модели цилиндрических зубчатых передач.

Контрольные вопросы и задания

1 Сформулируйте цель и задачи, которые ставятся в данной лабораторной работе.

2 Что такое трансмиссия?

3 Перечислите типы передач.

4 Что называется зубчатой передачей, для чего она применяется?

5 Назовите достоинства зубчатых передач.

6 Что такое передаточное число и какими способами его можно

определить?

7 Перечислите основные геометрические параметры зубчатой передачи и покажите их на модели.

8 Какие виды механических передач применяются в строительных машинах?

9 Назовите недостатки цилиндрических передач.

10 Как определить передаточное число системы передач?

11 Как определить передаточное число закрытого редуктора?

12 Что такое редуктор?

S1 – сила, действующая в сбегающей ветви ремня, Н;

S2 – сила, действующая в набегающей ветви ремня, Н;

A – расстояние между осями шкивов, мм;

D1 – диаметр ведущего шкива, мм;

D2 – диаметр ведомого шкива, мм.

a - угол обхвата цилиндра нитью

Рисунок 1 – Схема ременной передачи (а), виды соединений ремня: склеиванием, заклепками, скобами и т. д.

n1,,n2 – частота вращения ведущего и ведомого диска, об/мин;

Р – величина силы трения, Н;

Q – сила, с которой один диск прижимается к другому, Н;

D1 D2 – диаметр ведущего и ведомого диска, мм;

Рисунок 2 - Схема фрикционной передачи

а – цилиндрические прямозубые передачи;

б – цилиндрические косозубые передачи;

в – цилиндрические шевронные передачи;

г – конические прямозубые передачи;

д – конические с круговым зубом передачи;

е – винтовые передачи;

ж– с внутренним зацеплением;

з – реечное зацепление

Рисунок 3 - Виды зубчатых передач

а) схема обычного червячного зацепления;

б) схема глобоидной передачи;

А – расстояние между осью колеса и осью червяка, мм;

Dек – диаметр окружности выступов колеса, мм;

Dеч – диаметр окружности выступов червяка, мм;

Diк – диаметр окружности впадин колеса, мм;

Diч – диаметр окружности впадин червяка, мм;

dдк – диаметр делительной окружности колеса, мм;

dдч – диаметр делительной окружности червяка, мм

Рисунок 4 - Схема червячной передачи

а б

а) цепная передача; б) втулочно-роликовая цепь;

I – ведомая звездочка;

II – ведущая звездочка;

S1 – натяжение ведущей цепи, Н;

S2 – натяжение ведомой цепи, Н;

t – шаг зубьев, мм;

A – межцентровое расстояние, мм;

D1 – диаметр делительной окружности ведущей звездочки, мм;

D2 – диаметр делительной окружности ведомой звездочки, мм;

Z1 – число зубьев ведущей звездочки;

Z2 – число зубьев ведомой звездочки;

n1 – частота вращения ведущей звездочки, об/мин;

n2 – частота вращения ведомой звездочки, об/мин

Рисунок 5 - Схема цепной передачи

d1 – диаметр делительной окружности шестерни;

d2 – диаметр делительной окружности колеса;

Dе1 – наружный диаметр шестерни;

Dе2 – наружный диаметр колеса;

A – межцентровое расстояние;

Z1 – количество зубьев шестерни;

Z2 – количество зубьев колеса;

t – шаг зубьев;

h – высота зуба

Рисунок 6 - Геометрическая схема цилиндрической зубчатой

передачи

Лабораторная работа 4

Расчет ленточного конвейера

Цель занятия: По заданной производительности ленточного конвейера определить ширину ленты и мощность электродвигателя.

Данные для расчета приведены в таблицах 4и на рисунках 4.1 и 4.2

Общие сведения

Конвейеры применяются для транспортирования гравия, щебня, цемента, грунта, бетонных смесей, кирпича. Машины этого типа можно разделить на следующие группы:

а) конвейеры или транспортеры (ленточные, цепные, винтовые, роликовые, вибрационные, а так же элеваторы);

б) подвесные канатные дороги;

в) пневматические транспортные устройства;

г) самотечные гравитационные устройства.

Ленточные конвейеры делятся на передвижные (длиной 5-20 м) и стационарные (до нескольких сотен метров). Производительность их 10-20 тыс. т./ч. Ленточный конвейер (рисунок 4.2) представляет собой бесконечную ленту, огибающую два барабана, один из которых является ведущим, а другой ведомым. При вращении ведущего барабана, лента под действием сил трения приводится в движение. Между ведущим и ведомым барабанами устанавливаются роликовые опоры, поддерживающие верхнюю и нижнюю ветви от провисания.

Последовательность выполнения задания

1 Определить площадь поперечного сечения материала на ленте.

2 Определить ширину ленты.

3 Вычислить мощность на валу приводного барабана конвейера.

4 Вычислить необходимую мощность двигателя.

5 Вычислить окружное усилие на приводном барабане и натяжение набегающей и сбегающей ветвей ленты.

6 Определить количество прокладок в ленте.

7 Определить диаметр приводного барабана и передаточное отношение приводного редуктора.

Методика расчета

1 По заданной производительности (таблица 4.1) определяем площадь поперечного сечения материала на ленте конвейера

, м2, (4.1)

где П – производительность конвейера, т/ч;

u - скорость движения ленты, м/с выбираем из таблицы 4.3 в зависимости от транспортируемого материала;

r - насыпная плотность материала, кг/м3 (таблица 4.6).

2 Определяем ширину ленты по одной из формул (4.2) – (4.4) в зависимости от формы ленты (рисунок 4.1). Форма ленты выбирается по последней цифре зачетки: а – 1,2,7; б – 3,4,8; в – 5,6,9,0.

2.2 Лента плоская без бортов (рисунок 4.1, а)

, м, (4.2)

где С – коэффициент, учитывающий уменьшение площади сечения от ссыпания материала назад при транспортировании его наклонным конвейером (таблица 4.4);

r3 – угол при основании площади поперечного сечения материала равен 15°, а tgr3=0,27.