Раздел "Стрелочный перевод" урок 2: устройство редуктора стрелочного привода
план-конспект занятия по теме

Раздел «Стрелочный перевод»

Урок № 2.

Тема урока: устройство редуктора стрелочного привода.

Цель урока: объяснить назначение редуктора стрелочного привода; сформировать понятие об устройстве редуктора стрелочного привода; его основных элементах и их функциях; ввести понятие передаточного числа, объяснить отношения формул передаточного числа; разъяснить  понятие крутящего момента.

МТО: : действующий стрелочный привод; открытый стрелочный привод; учебный фильм: «REDUKTOR.AVI» «Шестерня.gif»   открыть с помощью quic plaer

фотографии редуктора в сборе и отдельных узлов. Разрезной макет редуктора; презентационные рисунки; раздаточный материал: кинематическая схема электропривода.

Орг. Момент: самоподготовка к уроку по предыдущему материалу.

Проверка готовности  кинематической схемы редуктора в конспекте.

Повторение пройденного материала: контрольные вопросы

Изложение нового материала.

Самостоятельная работа учащихся: выполнение расчётов передаточного отношения; числа оборотов; крутящего момента редуктора;

Закрепление материала: повторение - трудных вопросов, основных положений темы, ответы на вопросы.

Подведение итогов урока.

Домашнее задание. выучить формулы передаточных отношений. Научиться выполнять расчёты по заданным величинам числа зубьев колёс; чисел оборотов и уметь рассчитывать крутящие моменты.

Ход урока:

Демонстрация темы и целей урока.

1. Проверка выполнения кинематической схемы в тетрадях. (3мин.)
2. Повторение пройденного материала. На действующем стрелочном приводе учащиеся показывают его основные узлы. На экране демонстрируются вопросы по основным узлам стрелочного привода.

Изложение нового материала.

Разъяснение принципа работы стрелочного привода по кинематической схеме, на действующем приводе и открытом приводе.

Механизм редуктора.

Для перевода стрелки требуется сила равная 350кгс (3500Н), которую не может обеспечить двигатель.

Редуктор уменьшает число оборотов двигателя, но значительно увеличивает силу вращения шестерён, что создаёт необходимое усилие для перевода стрелки.

Конструктивно  редуктор состоит из корпуса, в котором установлены подшипники, в подшипниках закреплены валы, на валах установлены зубчатые шестерни.

Редуктор электропривода. Фильм: REDUKTOR.AVI ;фотографии редуктора в сборе и отдельных узлов. Разрезной макет редуктора.

Механизм редуктора в сборе.

Узлы редуктора.

От электродвигателя через кулачковую муфту редуктор получает вращение на вал №1.

Ведущий вал № 1 изготовлен как одно целое с ведущей шестернёй Z 1, которая вращается вместе с валом.

Ведущая шестерня Z 1 вращает зубчатое колесо Z 2.

Колесо Z 2 сделано как одно целое с зубчатой шестернёй Z 3 и  вращается вместе с ним на промежуточном валу № 2.

Шестерня Z 3 передаёт вращение зубчатому колесу Z 4 свободно вращающемуся на валу № 3.

Такая передача наз. двухступенчатой.

Задание: на кинематической схеме обведите карандашом узлы первой и второй ступеней.

Передаточное отношение зубчатой передачи.

Рассмотрим элементы кинематической схемы.

Количество зубьев обозначается Z.

Шестерня,  которая вращает колесо наз. ведущей, а колесо – наз. ведомым.

Отношение числа зубьев ведомого колеса к числу зубьев ведущего колеса, наз. Передаточным отношением.

Задание:

По кинематической схеме определите номера ведомых и ведущих зубчатых колёс и шестерён и запишите формулу и рассчитайте их передаточное число для каждой ступени.

 Учитывая, что число зубьев шестерён и колёс редуктора равно:

Z 1=15 зубьев;    Z 2= 68 зубьев;     Z 3= 16 зубьев;     Z 4= 58 зубьев;

Передаточное отношение чисел оборотов.

Чтобы колесо повернулось на один оборот  шестерне нужно сделать много оборотов.

Число оборотов обозначается буквой n, измеряется числом оборотов в минуту (об/мин.)

Фильм: шестерня.gif   открыть с помощью quic plaer

Обратите внимание в фильме на разные скорости вращения шестерни и колеса.

Отношение числа оборотов ведущей шестерни  к числу оборотов ведомого колеса      наз. передаточным отношением,  определяется по формуле:

Пример: определите передаточное отношение, если число оборотов ведущего колеса 875 об/мин., а число оборотов ведомого колеса 194 об/мин.

Крутящий момент.

С помощью такой двухступенчатой зубчатой передачи число оборотов  ведомого вала №2 уменьшается, но увеличивается сила вращения ведомого вала №2.

Величина силы зависит от диаметра колеса.

Сила, действующая на ось колеса наз. Крутящим моментом, обозначается Мкр., измеряется в кгс*м; или Н*м. и равна произведению силы на длину рычага.

В зубчатых передачах роль рычага играет радиус шестерни или колеса.

Чем больше радиус, тем больше крутящий момент.

Сила вращения ведущей шестерни обозначается , а сила вращения ведомого колеса обозначается , тогда передаточное отношение будет равно:

Мы рассмотрели три вида передаточных отношений.

Общая формула будет иметь вид:

Классная работа.

Задача: определить число оборотов и крутящий момент ведомого вала №3 редуктора, пользуясь паспортом двигателя стрелочного привода.

Число оборотов вала №3 обозначить  , а крутящий момент .

В расчетах использовать данные паспорта двигателя.

При  следующих параметрах редуктора:

Z 1=15 зубьев;    Z 2= 68 зубьев;     Z 3= 16 зубьев;     Z 2= 58 зубьев;

Решение:  

1. Расчёт первой ступени. Воспользуемся результатами расчетов передаточных отношений двух ступеней

Зная число оборотов ротора двигателя n= 875 об/мин и число оборотов ведущего вала N1 , определим число оборотов ведомого колеса  :

Вопрос к классу: какую формулу нужно использовать для определения числа оборотов? Преобразуйте формулу эту формулу для определения числа оборотов ведомого колеса.

 =194 об/мин.

С такой скоростью вращается зубчатое колесо , с такой же скоростью вращается и шестерня Z 3.

Переходим к расчету второй ступени.

2. Расчёт второй ступени. Воспользуемся результатами расчетов передаточных отношений двух ступеней:

шестерня Z 3 вращается со скоростью  194 об/мин.

Определим, с какой скоростью вращается колесо Z 4:

Редуктор уменьшил число оборотов с 875 об/мин. До 53,52 об/мин., но при этом увеличилась сила вращения колеса Z 4.

Чтобы определить, как увеличилась сила вращения, нужно вычислить передаточное число всего редуктора.

Для этого перемножим передаточные числа двух ступеней:

По паспорту двигателя видим, что  его номинальный крутящий момент на валу М1 = 3,43 Н*м., тогда крутящий момент на валу №3 будет равен:

За счёт редуктора крутящий момент увеличился до  , т.е. сила вращения вала №3 увеличилась до .

Заключительная часть. Сегодня на уроке вы узнали: Основные элементы редуктора стрелочного привода; Познакомились с элементами расчёта зубчатых передач; видами передаточных отношений зубчатых передач.

На следующем уроке изучим фрикционный механизм редуктора.

Домашнее задание: выучить формулы передаточных отношений. Научиться выполнять расчёты по заданным величинам числа зубьев колёс; чисел оборотов и уметь рассчитывать крутящие моменты.