ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ III

Transkript

1 Plán přednášek a cvičení a zadání úkolů z předmětu ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ III Rozsah , klasifikovaný zápočet; Ročník ročník prezenčního magisterského studia Školní rok /2016 zimní semestr Přednášející... doc. Ing. Zdeněk Folta, Ph.D. Plán přednášek Celkem 7 přednášek - Obsah přednášek: Spojky - návrh, provozní součinitel, výpočet. Pružiny - návrh a výpočet. Ozubení čelní - geometrie a pevnostní kontrola. Ozubení HCR - geometrie a pevnostní kontrola. Těsnění hřídelů - typy těsnění, vlastnosti a použití. Kluzná a valivá ložiska - výpočty, poruchy. Plasty v konstrukci, konstruování v praxi. (Ve spolupráci s firmou BorCAD cz, a.s.). Lepidla, lepení v konstruktérské a servisní činnosti. (Ve spolupráci s firmou Loctite a.s.). Plán cvičení Ideovým tématem cvičení je navrhnout pohon pohybového šroubu podle schématu na následujícím obrázku s parametry dle zadání (tabulka) a provést výpočet jednotlivých prvků pohonu. Tabulka: Zadání Zatížení Rychlost Zatížení Rychlost Zadání č. šroubu matice Zadání č. šroubu matice kn mm/s kn mm/s Stránka 1/5

2 Budou procvičovány následující úkoly: 1. Návrh pohybového šroubu a řetězce pohonu Šroub je namáhán pouze tahem a točivým momentem. Ze zadané síly a rychlosti pohybu matice (viz tabulka) navrhněte závit šroubu. Na základě rozměru závitu a rychlosti matice navrhněte vhodný elektromotor s předpokladem redukce otáček dvoustupňovou převodovkou s ozubenými koly. Určete potřebný celkový převodový poměr převodovky. Mezi motorem a převodovkou počítejte s pružnou či pevnou spojkou. Mezi převodovkou a šroubem bude spojka pojistná. Na základě reálně navrženého motoru pevnostně zkontrolujte navržený šroub. 2. Variantně navrhněte a zkontrolujte spojku mezi motorem a převodovkou Na základě vhodných podkladů navrhněte a nakreslete sestavné výkresy v měřítku pro: korýtkovou spojku, určete minimální, maximální a doporučený utahovací moment šroubů, přírubovou spojku, určete minimální, maximální a doporučený utahovací moment standardních šroubů a pro provedení s lícovanými šrouby zkontrolujte, je-li počet šroubů dostatečný, pružnou čepovou spojku, zkontrolujte čepy na ohyb a měrný tlak na pružné prvky. Pro vámi vybranou spojku zpracujte výrobní dokumentaci (dílenské výkresy). 3. Navrhněte ozubení převodovky Navrhněte ozubení pro dvoustupňovou čelní převodovku v pohonném řetězci ve variantách a) standardní ozubení a b) ozubení HCR. Návrhy proveďte se stejnou bezpečností na dotyk v rozmezí 1,2 až 1,3 a ze stejných materiálů. Požadované parametry ozubení jsou v závěru tohoto zadání. Návrh provádějte s cílem minimalizace rozměrů (co nejmenší počty zubů a moduly ozubení). Proveďte orientační nákres velikosti převodovky v měřítku, odhadněte její vnější rozměry a obě převodovky navzájem srovnejte. 4. Variantně navrhněte a zkontrolujte pojistnou spojku za převodovkou Na základě vhodných podkladů navrhněte a nakreslete sestavné nákresy spojek včetně pružin (v měřítku) pro: lamelovou spojku, vypočtěte vhodnou kombinaci počtu lamel a přítlačných pružin, kuličkovou pojistnou spojku, vypočtěte vhodnou kombinaci přítlačných pružin, počtu kuliček a úhlu zahloubení pro kuličku. Formální provedení Záznamy a výpočty budou prováděny formou, která je vhodná pro následnou kontrolu. Doporučen je výpočtový sešit s ručním provedením záznamů. Záznamy musí být čitelné, přehledné a musí z nich být jasné, jak bylo postupováno při návrhu, odkud byly získány veličiny pro výpočty a jaké jsou výsledky, aniž by bylo podáváno dodatečné vysvětlení. Neplatné záznamy přeškrtnout. Výpočty vždy doplňte nákresem a/nebo popisem použitých proměnných. Výstupy z výpočtových programů mohou být opsány, vytištěny a nalepeny nebo přiloženy jako řádně označená a popsaná příloha. Součástí hodnocení úkolů je obhajoba úkolů probíhající během semestru v termínech zadaných vyučujícím. Student musí správně zodpovědět otázky související se způsobem provádění výpočtů a volbou nebo zdrojem vstupních hodnot pro výpočty. Poznámka: U elektronického provedení práce se bude posuzovat její originalita a v případě velmi blízké podobnosti s jinou bude uznána jen prvnímu odevzdávajícímu. Stránka 2/5

3 Provedení: Obhajoba: Hodnocení správnost volby parametrů a správnost provedení výpočtů; přehlednost a čitelnost protokolů (komentáře k výpočtům, odkazy na přílohy, použité zdroje, uvedení potřebných vstupních a výstupních parametrů a podobně); správnost a úplnost provedení výkresové dokumentace a její soulad s výpočty. způsob a logika volby parametrů a zdrojů informací; postupy při výpočtech; variantní volby parametrů, jiné možnosti výpočtu a konstrukce, splnění zadaných termínů úkolů. Písemná práce Písemná práce bude psána v předposledním týdnu výuky v semestru. Témata písemné práce budou upřesněna nejpozději týden před plánovaným termínem a zveřejněna na internetových stránkách katedry. Další podmínky udělení zápočtu - omluvená neúčast na cvičení max. 20 % (dle studijního řádu VŠB-TU Ostrava), - předání všech úkolů splňujících zadané požadavky a jejich obhájení, - absolvování písemné práce s minimálním ziskem 10 bodů. Bodové hodnocení: Závěrečná písemka... max. 50 bodů (minimálně 10); Provedení, obhajoba = max. 40 bodů (minimálně 10 bodů); Plnění termínů... max. 10 bodů CELKEM... max. 100 bodů. Termíny kontrol a písemné práce: Úkol č týden výuky, Úkol č týden výuky, Úkol č týden výuky, Písemná práce týden výuky, Úkol č týden výuky. Parametry ozubení pro návrh převodovky Požadované parametry normalizovaného ozubení (dle ČSN): - = 20º, - h a * = 1, - c a * = 0,25, - * = 0,36, - volbou sklonu zubů a šířky ozubení b dosáhnout = celé číslo zvýšené o cca (5...10)%, - bez významného podřezání zubů pastorku, - s vyrovnanými měrnými skluzy, - s bezpečností S H = 1,2...1,3 (doporučuje se zároveň S F v rozmezí 1,7...2,0), Stránka 3/5

4 - minimalizovat rozměr převodovky (minimalizovat počty zubů, moduly ozubení), - dodržet celočíselné osové vzdálenosti, - průměry hlavových kružnic vhodně zaokrouhlit na desetiny milimetru směrem dolů. Požadované parametry ozubení HCR: - součinitele záběru a celé číslo ( ) %, - = v rozmezí º, - h * a = max. 1,3 (počáteční návrh, pak upravit podle požadavku na ), - c * a = min. 0,245 (počáteční návrh, následně možno upravit), - * = min. 0,26 (počáteční návrh, následně možno upravit), - vyrovnané měrné skluzy (nemusí být shodné), - se stejnou bezpečností v dotyku jako vyšla u normalizovaného soukolí, - vhodně optimalizovat rozdělení převodového poměru mezi soukolí vícestupňové převodovky, - snížení zatížení v pevnostním výpočtu (díky > 2) respektujte součinitelem K H = K F = 0,6...0,7, - materiál kol shodný s předchozí převodovkou, - celočíselné osové vzdálenosti, - průměry hlavových kružnic vhodně zaokrouhlete na desetiny milimetru směrem dolů. - Poznámka: počítejte s nutností zvýšit počet zubů (z 1 > 25) proti normalizovanému ozubení (geometrické podmínky) a s možností kompenzovat to výrazným snížením modulu (až na ½). Zpracovali doc. Ing. Zdeněk Folta, Ph.D., Ing. Milena Hrudičková, Ph.D., Stránka 4/5

5 Seznam podkladů k obhajobě: Pohon: návrhový výpočet pohonu, navržený elektromotor, kontrolní pevnostní výpočet šroubu na základě navrženého elektromotoru. Spojky před převodovkou: sestava a výrobní výkresy vybrané spojky, rozměrový nákres dalších dvou spojek v měřítku, výpočty spojek, u korýtkové a kotoučové spojky určení maximálního, minimálního a doporučeného utahovacího momentu šroubů, Ozubení: rozložení převodů a vstupní momenty, geometrické parametry navrženého soukolí, vstupní parametry pevnostního výpočtu, výsledné bezpečnosti ozubení, rozměrové nákresy převodovek (formou obálkového kvádru). Spojky za převodovkou: rozměrový návrh obou spojek v měřítku, výpočty spojek, navržené pružiny. Stránka 5/5