Plán přednášek a cvičení a zadání úkolů z předmětu ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ III Rozsah... 1+3, klasifikovaný zápočet; Ročník... 1. ročník prezenčního magisterského studia Školní rok... 2015/2016 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 1 62 26 11 68 35 2 76 24 12 74 25 3 87 30 13 85 34 4 95 25 14 98 18 5 44 16 15 110 24 6 52 23 16 90 15 7 36 25 17 80 14 8 42 33 18 70 18 9 48 30 19 60 17 10 58 24 20 50 12 Stránka 1/5
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
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... 5 + 15 + 10 + 10 = max. 40 bodů (minimálně 10 bodů); Plnění termínů... max. 10 bodů CELKEM... max. 100 bodů. Termíny kontrol a písemné práce: Úkol č. 1... 4. týden výuky, Úkol č. 2... 8. týden výuky, Úkol č. 3... 11. týden výuky, Písemná práce... 13. týden výuky, Úkol č. 4... 14. 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
- 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 (+1...+5) %, - = v rozmezí 18...25º, - 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., 11. 9. 2015 Stránka 4/5
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