ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ III, 20 15 /20 1 6
Plán přednášek a cvičení a zadání úkolů z předmětu
ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ III Rozsah .............. Ročník ............... Školní rok .......... Přednášející .......
1+3, klasifikovaný zápočet; 1. ročník prezenčního magisterského studia 2015/2016 – zimní semestr 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 Zadání č. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Zatížení šroubu kN 62 76 87 95 44 52 36 42 48 58
Rychlost matice mm/s 26 24 30 25 16 23 25 33 30 24
Zadání č. 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Zatížení šroubu kN 68 74 85 98 110 90 80 70 60 50
Rychlost matice mm/s 35 25 34 18 24 15 14 18 17 12
Stránka 1/5
ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ III, 20 15 /20 1 6 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
ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ III, 20 15 /20 1 6
Hodnocení Provedení:
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.
Obhajoba:
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 ................... Provedení, obhajoba .................. Plnění termínů .......................... CELKEM ................................
max. 50 bodů (minimálně 10); 5 + 15 + 10 + 10 = max. 40 bodů (minimálně 10 bodů); max. 10 bodů 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, - ha* = 1, - ca* = 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 SH = 1,2...1,3 (doporučuje se zároveň SF v rozmezí 1,7...2,0), Stránka 3/5
ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ III, 20 15 /20 1 6 -
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, - ha* = max. 1,3 (počáteční návrh, pak upravit podle požadavku na ), - ca* = 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 KH = KF = 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 (z1 > 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
ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ III, 20 15 /20 1 6
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
