Контрольная работа для студентов заочного отделения специальности Технология машиностроения, среднее специальное образование
Государственное образовательное учреждение СПО
«Воронежский авиационный техникум имени В.П. Чкалова»
Дисциплина: «Приводы металлорежущего оборудования и промышленных роботов»
Специальность 151001, «Технология машиностроения»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ЗАОЧНИКОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 151001
«ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»
2009
Одобрено
На заседании цикловой комиссии
«Технологии машиностроения»
Решение от « »___________2009
Председатель комиссии
________________Минаков А.Н.
Автор: Мартьянова В.Ю. – преподаватель ВАТ им.В.П.Чкалова
Рецензенты: Оконь Б.Б. – преподаватель ВАТ им.В.П.Чкалова
Пачевский Е.В. – преподаватель ВАТ им.В.П.Чкалова
Содержание
1 Пояснительная записка4
2 Общие указания5
3 Перечень рекомендуемой литературы5
4 Варианты контрольной работы6
5 Приложение 112
6 Приложение 217
7 Примеры решения задач21
Пояснительная записка
Цели и задачи контрольной работы: проверить и оценить знания студентов, полученные при самостоятельном изучении курса.
Для выполнения контрольной работы студент должен изучить ниже перечисленные разделы курса; знать назначение, принцип действия, условные обозначения на схемах механических передач, название их элементов, назначение и принцип действия основных узлов и механизмов, используемых в приводах; виды движений, обеспечиваемых данными приводами; уметь составлять уравнения кинематического баланса, рассчитывать частоты вращения и необходимые расчётные перемещения рабочих органов по требуемым режимам резания. Это даст возможность студенту читать кинематические схемы станков, выполнять простейшие расчёты по наладке станков, подготовит к изучению дисциплины «Технологическое оборудование».
Разделы курса, по которым выполняется контрольная работа:
«Движения в металлорежущих станках»,
«Типовые передачи металлорежущих станков»,
«Кинематика станков»,
«Структуры и множительные механизмы коробок скоростей»,
«Структуры и множительные механизмы коробок подач»,
«Муфты»,
«Предохранительные механизмы»,
«Механизмы периодического действия»,
«Механизмы обгона»,
«Тормозные механизмы»,
«Бесступенчатое регулирование скоростей»,
«Реверсивные механизмы»,
«Механизмы прямолинейного движения»,
«Шпиндели и их опоры»,
«Станины и направляющие».
Особое внимание при изучении курса следует уделить чтению кинематических схем станков, кинематическим расчетам, конструкциям и принципу действия механизмов, используемых в приводах станков.
Общие указания
Студент-заочник должен выполнить одну контрольную работу и предъявить её до начала экзаменационной сессии. Студенты, не выполнившие контрольную работу в срок и не получившие по ней зачета, к зачёту по дисциплине не допускаются.
Номер варианта контрольной работы соответствует номеру студента по журналу. Контрольная работа, выполненная не по своему варианту или выполненная небрежно, не рецензируется и не зачитывается.
Работу следует выполнять чётким разборчивым почерком или на компьютере. Записи следует делать без сокращений. Схемы механизмов обязательно должны быть изображены в работе. Рисунки выполнять с помощью чертёжных принадлежностей. Содержание задания следует переписывать полностью. Страницы работы должны быть пронумерованы, иметь свободные поля для замечаний преподавателя. Расчеты и вычисления должны быть приведены полностью, чтобы при рецензировании работы можно было проверить весь ход вычислений. Должны быть приведены все необходимые пояснения.
В конце работы необходимо привести список использованной литературы.
Схемы механизмов ко второму вопросу работы приведены по вариантам в приложении №1.
Условия задач по вариантам (вопрос 3) приведены в приложении №2.
Перечень рекомендуемой литературы.
1 Ю.М. Ермаков, Б.А. Фролов «Металлорежущие станки», М «Машиностроение»
2 Н.Н. Чернов «Металлорежущие станки», М «машиностроение»
3 «Металлорежущие станки» под редакцией проф. Тепинкичиева, М «Машиностроение»
4 И.М. Кучер «Металлорежущие станки»
Варианты контрольной работы
Вариант 1
1 Описать принципы классификации и нумерации металлорежущих станков.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Нарисовать возможную кинематическую схему и структурную сетку коробки скоростей со структурной формулой:
2(2) × 2(1) × 2(4)
Написать: сколько скоростей даёт данная коробка, сколько в ней групп передач, сколько передач имеет каждая группа, каков порядок включения групп.
Вариант 2
1 Дать определение и примеры основных движений в металлорежущих станках. Какое движение является главным и какое движением подачи в различных группах станков? Какими параметрами характеризуются эти движения?
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 3
1 Дать общую характеристику коробкам скоростей металлорежущих станков. Что такое диапазон регулирования коробки? Охарактеризовать применяемые структурные решения, множительные механизмы.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 4
1 Как и почему строят ряды чисел оборотов и подач в коробках скоростей и подач металлорежущих станков?
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 5
1 Охарактеризовать кинематику металлорежущих станков: что такое кинематическая цепь, кинематическая схема станка; какие виды приводов применяются в металлорежущих станках, что такое уравнение кинематического баланса цепи, станка. Привести общий вид уравнений кинематического баланса для цепей скоростей и подач.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Нарисовать возможную кинематическую схему и структурную сетку коробки скоростей со структурной формулой:
3(2) × 2(1) × 3(6)
Написать: сколько скоростей даёт данная коробка, сколько в ней групп передач, сколько передач имеет каждая группа, каков порядок включения групп.
Вариант 6
1 Для чего используют графическое изображение скорости резания и чисел оборотов? Описать принципы построения лучевой и логарифмической номограмм, порядок их использования. Показать на конкретном примере построение номограммы. Указать достоинства и недостатки номограмм.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 7
1 Описать порядок кинематического расчёта ступенчатых коробок скоростей с использованием графического метода.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 8
1 Охарактеризовать коробки подач станков: виды коробок, характерные структуры, особенности кинематики, диапазон регулирования.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 9
1 Дать характеристику станинам и направляющим станков: виды, конструкции, компоновка, материалы станин.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 10
1 Дать характеристики шпинделей станков. Описать состав и компоновки шпиндельных узлов.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 11
1 Дать характеристики опор шпиндельных узлов: виды, особенности конструкции и расчета, обеспечение точности.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 12
1 Описать способы обеспечения точности рабочих движений в металлорежущих станках. Изобразить соответствующие схемы передач.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 13
1 Описать типовые передачи коробок передач металлорежущих станков: название, назначение, условное обозначение на кинематических схемах, основная кинематическая характеристика с необходимыми пояснениями. Указать возможность регулирования.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Нарисовать возможную кинематическую схему и структурную сетку коробки скоростей со структурной формулой:
2(3) × 3(1) × 3(6)
Написать: сколько скоростей даёт данная коробка, сколько в ней групп передач, сколько передач имеет каждая группа, каков порядок включения групп.
Вариант 14
1 Как и почему строят ряды чисел оборотов и подач в коробках скоростей и подач металлорежущих станков?
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 15
1 Дать определение и примеры основных движений в металлорежущих станках. Какое движение является главным и какое движением подачи в различных группах станков? Какими параметрами характеризуются эти движения?
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Нарисовать возможную кинематическую схему и структурную сетку коробки скоростей со структурной формулой:
4(3) × 3(1)
Написать: сколько скоростей даёт данная коробка, сколько в ней групп передач, сколько передач имеет каждая группа, каков порядок включения групп.
Вариант 16
1 Дать общую характеристику коробкам скоростей металлорежущих станков. Что такое диапазон регулирования коробки? Охарактеризовать применяемые структурные решения, множительные механизмы.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 17
1 Дать характеристики шпинделей станков. Описать состав и компоновки шпиндельных узлов.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 18
1 Описать виды, конструкции, назначение, принцип действия муфт, применяемых в металлорежущих станках (постоянные и сцепные муфты).
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 19
1 Для чего используют графическое изображение скорости резания и чисел оборотов? Описать принципы построения лучевой и логарифмической номограмм, порядок их использования. Показать на конкретном примере построение номограммы. Указать достоинства и недостатки номограмм.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Нарисовать возможную кинематическую схему и структурную сетку коробки скоростей со структурной формулой:
3(4) × 2(2) × 2(1)
Написать: сколько скоростей даёт данная коробка, сколько в ней групп передач, сколько передач имеет каждая группа, каков порядок включения групп.
Вариант 20
1 Дать характеристики опор шпиндельных узлов: виды, особенности конструкции и расчета, обеспечение точности.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 21
1 Дать характеристику станинам и направляющим станков: виды, конструкции, компоновка, материалы станин.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 22
1 Охарактеризовать коробки подач станков: виды коробок, характерные структуры, особенности кинематики, диапазон регулирования.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 23
1 Описать порядок кинематического расчёта ступенчатых коробок скоростей с использованием графического метода.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 24
1 Описать принципы классификации и нумерации металлорежущих станков.
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Вариант 25
1 Описать виды, конструкции, назначение, принцип действия муфт, применяемых в металлорежущих станках (постоянные и сцепные муфты).
2 Указать название, назначение, принцип действия, область применения механизмов, изображённых на схеме (приложение 1).
3 Решить задачу. Схема в приложении 2.
Приложение 1
Вариант1
Муфты обгона
Вариант 2
Схема кулисного привода
Вариант 3
Механизм Нортона
Вариант 4
Винт-гайка качения
Вариант 5
Механизм Меандр Вариант 6
Гитары сменных зубчатых колёс
Вариант 7
Вариатор с раздвижными шкивами и стальным кольцом Вариант 8
Тормоза
Вариант 9
Храповые механизмы деления Вариант 10
Множительный механизм с выдвижной шпонкой
Вариант 11
Торовый вариатор СветозароваВариант 12
Вариатор с раздвижными шкивами и ремнём
Вариант 13
Схемы реверсивных механизмов Вариант 14
Схемы кривошипно-шатунных механизмов
Вариант 15
Муфты обгона Вариант 16
Торовый вариатор
Вариант 17
Механизм Нортона Вариант 18
Механизм Меандра
Вариант 20
Гидростатические и гидродинамические подшипники скольжения Вариант 19
Кривошипно-кулисный механизм в приводе ползуна поперечно-строгального станка
Вариант 21
Кулачковые механизмы Вариант 22
Мальтийский механизм
Вариант 23
Храповые механизмы деления
Вариант 24
Барабанные кулачковые механизмы Вариант 25
Постоянные муфты
Приложение 2
Вариант 2
Настроить гитару сменных зубчатых колёс на заданные режимы Вариант 3
Настроить гитару сменных зубчатых колёс
на заданные режимы
Вариант 4
Настроить гитару сменных зубчатых колёс на заданные режимы Вариант 6
Настроить гитару сменных зубчатых колёс
на нарезание резьбы с шагом t = 3мм
Вариант 7
Настроить гитару сменных зубчатых колёс на подачу s = 180мм/мин Вариант 8
Настроить гитару сменных зубчатых колёс
на заданные режимы
Вариант 9
Настроить гитару сменных зубчатых колёс на заданные режимы Вариант 10
Настроить гитару сменных зубчатых колёс
на подачу s = 1800мм/мин
Вариант 11
Настроить гитару сменных зубчатых колёс на нарезание резьбы с шагом t = 1,5мм Вариант 12
Настроить гитару сменных зубчатых колёс
на нарезание резьбы с шагом t = 5мм
Вариант 14
Настроить гитару сменных зубчатых колёс на подачу s = 1200мм/мин Вариант 16
Настроить гитару сменных зубчатых колёс
на заданные режимы
Вариант 17
Настроить гитару сменных зубчатых колёс на подачу s = 1500мм/мин Вариант 18
Настроить гитару сменных зубчатых колёс
на заданные режимы
Вариант 20
Настроить гитару сменных зубчатых колёс на подачу s = 90мм/мин Вариант 21
Настроить гитару сменных зубчатых колёс
на подачу s = 216мм/мин
Вариант 22
Настроить гитару сменных зубчатых колёс на заданные режимы Вариант 23
Настроить гитару сменных зубчатых колёс
на подачу s = 1,89мм/мин
Вариант 24
Настроить гитару сменных зубчатых колёс на подачу s = 216мм/мин Вариант 25
Настроить гитару сменных зубчатых колёс
на подачу s = 180мм/мин
Примеры решения задач
Задача №1
Настроить гитару сменных зубчатых колёс на подачу S = 980 мм/мин
Решение.
Составляем уравнение кинематического баланса цепи подач:
S = n × 90180 × AB × CD ×3570 × πmz 980 = 640 × 90180 × AB × CD × 3570 ×3×1 ×16,
здесь принимаем 𝛑 ~ 3.
Решаем уравнение относительно общего передаточного отношения гитары:
AB × CD= 980 ×180 ×70640 ×90 ×35 ×3 ×1 ×16.
После ряда сокращений получаем дробь:
АВ × СD= 49384Самым точным методом подбора шестерён гитары является метод разложения на простейшие сомножители. Представляем числитель и знаменатель дроби в виде произведения простейших чисел.
АВ × СD= 7 ×72 ×2 ×2 ×2 ×2 ×2 ×2 ×3Комбинируем числа произведения, стараясь выдержать условие:
15 ≤i ≤2,8 ,
которое выдерживают для передач коробок подач.
АВ × СD= 72 ×2 ×2 ×2 × 72 ×2 ×2 ×3 = 716 × 724Так как числа зубьев зубчатых колёс, входящих в шестерённую передачу, должны быть не меньше 18 (из условия неподрезания ножек зубьев), выбираем сомножители для каждой из двух дробей по меньшему числу. Таким сомножителем для каждой дроби будет 3.
АВ × СD= 2148 × 2172Проверяем выбранные числа зубьев из условия зацепляемости зубчатых колёс гитары:
А + В >С+15;C + D >B+15.21 + 48 >21+15;21 + 72 >48+15.Так как неравенства выполняются, принимаем А = 21; В = 48; С = 21; D = 72.
Задача №2
Нарисовать возможную кинематическую схему и структурную сетку коробки скоростей со структурной формулой:
3(4) × 4(1) × 2(12)
Написать: сколько скоростей даёт данная коробка, сколько в ней групп передач, сколько передач имеет каждая группа, каков порядок включения групп.
Решение.
Развёрнутая структурная формула ступенчатой коробки скоростей показывает:
- сколько скоростей даёт данная коробка;
- сколько в ней групп передач;
- сколько передач содержит каждая группа;
- каков порядок включения групп передач.
Количество скоростей коробки:
3 ×4 ×2=24 скорости.
Коробка имеет 3 группы передач:
- в первой группе 3 передачи;
- во второй группе 4 передачи;
- в третьей группе 2 передачи.
Порядок включения групп:
основной является вторая группа передач 4(1) – переключается в первую очередь;
первой переборной является первая группа передач 3(4) – переключается во вторую очередь;
второй переборной является третья группа передач 2(12) – переключается в третью очередь.
На основании имеющихся данных можно нарисовать возможную кинематическую схему коробки скоростей.
Для выбора передаточных отношений всех передач, входящих в коробку, и подбора чисел зубьев зубчатых колёс строят структурные сетки. Изображаем на сетке валы (вертикальными линиями) и распределение скоростей на валах (точками). Лучи, соединяющие скорости на валах, обозначают передаточные отношения.