Изучение конструкции цилиндрического зубчатого редуктора на занятиях по механике

№91-1,

педагогические науки

В статье идет речь о методике и особенностях проведения лабораторного занятия по дисциплине Механика на тему "Изучение конструкции зубчатого цилиндрического редуктора". Приведены аргументы в пользу проведения лабораторных занятий по разделу Детали машин.

Похожие материалы

Одним из видов аудиторных занятий по дисциплине «Механика» являются лабораторные работы, основной целью которых является закрепление теоретических знаний и отработка практических умений и навыков. Кроме этого в ходе лабораторного занятия обучающиеся знакомятся с методиками проведения экспериментов и обработки получаемых результатов.

Одним из ключевых разделов дисциплины «Механика» является раздел «Детали машин и основы конструирования». В большинстве случаев по данному разделу обучающимися выполняется курсовой проект или курсовая работа, а выполнение лабораторных работ не предусмотрено тематическими планами и рабочими программами. На наш взгляд, выполняя курсовой проект, одной из основных задач которого, чаще всего, является проектирование или привода, или редуктора, обучающийся должен понимать устройство последнего. Изучить устройство редуктора можно при помощи схем, плакатов или чертежей, но наиболее эффективным способом изучения конструкции редуктора является непосредственная работа с данным устройством. Поэтому лабораторная работа, направленная на изучение конструкции редукторов будет иметь большое значения для успешного выполнения курсового проекта.

При планировании лабораторной работы по изучению конструкции редуктора можно использовать как цилиндрический зубчатый редуктор, так и червячный редуктор. Наиболее целесообразно выбирать какой-то из этих двух, поскольку именно они находят наибольшее распространение в машинах. В данной работе пойдет речь об изучении конструкции зубчатого одноступенчатого цилиндрического редуктора. Конечно, можно и не ограничиваться только зубчатой и червячной передачами, если имеется сильная материальная база. В машинах находят применение и множество других типов механических передач. В настоящее время в России разработана концепция нового типа зубчатых передач с параллельными и пересекающимися осями вращения с зацеплением торцевых зубьев по улиткам Паскаля. Данная разработка уже нашла применение. В частности на ее основе создана малогабаритная канатная лебедка повышенной тяги. Она состоит из 2-х ступеней зубчатых колес с торцовым зацеплением по улиткам Паскаля. Обладает такими преимуществами, как увеличенная нагрузочная способность, малогабаритное исполнение, компактность, дает при равной массе в 3 раза больше тяговое усилие, чем обычные шестеренчатые (масса — 25 кг, тяговое усилие — 4 000 кг, передаточное отношение — 36). На её основе можно получить более высокопроизводительную спасательную технику.

Целью данной работы будет являться изучение конструкции зубчатого цилиндрического редуктора, а также определение экспериментальным и расчетным методом его основных параметров и сравнение полученных результатов. В качестве материально-технического оснащения для выполнения данной лабораторной работы является непосредственно сам одноступенчатый зубчатый цилиндрический редуктор ЦУ-125, измерительный инструмент, необходимый для оценки диаметров зубчатых колес редуктора, шага зубьев зубчатых колес, диаметра валов, межосевого расстояния и других параметров, а также счетная техника.

Целесообразно учебную группу разделить на подгруппы, причем численность обучающихся в подгруппе должна быть как можно меньшей, для исключения вероятности травматизма при проведении лабораторного занятия. Но здесь все может упереться в оснащенность конкретной лаборатории необходимым учебным инвентарем. Если даже в лаборатории имеется всего лишь один комплект оборудования, лабораторную работу можно организовать и в таком случае.

При проведении лабораторной работы обучающимся предлагается произвести разборку редуктора: снять крышку, достать из корпуса редуктора валы с установленными на них зубчатыми колесами, разобрать подшипниковые узлы, достать крышки с уплотнительными элементами. В процессе сборки и разборки включается мышечная память и обучающемуся становится намного легче ответить на вопрос преподавателя по поводу устройства этого узла. Также обучающиеся в процессе сборки — разборки обращают внимание на материалы, применяемые для изготовления деталей редуктора. После окончательной сборки преподаватель объясняет назначение каждой детали, обращает внимание на особенности редукторов, отличительные признаки деталей.

Далее производится замер необходимых размеров основных деталей редуктора. Определяются диаметры валов. При выполнении этого действия обучающийся отрабатывает навыки работы с измерительным инструментом — штангенциркулем. При сравнении диметров быстроходного и тихоходного валов редуктора, обучающиеся должны понимать, почему их диаметры различны, связать это с передаваемыми валами крутящими моментами. Изучая валы, следует обратить внимание обучающихся на подшипниковые узлы, на способ крепления подшипников на валах редуктора, а также на тип применяемого подшипника в данном редукторе. Обучающийся должен разобраться с типом подшипника и ответить на вопрос, почему именно такой тип подшипника установлен в редукторе, а не какой-либо иной.

При изучении конструкции зубчатых колес обучающиеся определяют диаметры вершин зубьев, диаметры впадин зубьев, делительный диаметр, модуль зуба, угол наклона зуба, шаг зубьев, а также высоту и ширину зуба. В данном случае комбинируется измерительный метод с расчетным способом определения описанных выше параметров зубчатых колес. Обучающиеся анализируют полученные результаты, отвечают на поставленные вопросы, аргументируя свои ответы полученными измерениями и вычислениями.

В ходе последнего этапа занятия обучающиеся составляют вывод о проделанной работе, заполняют соответствующие протоколы.

Данный вид занятия и рассмотренный учебный вопрос вызывает интерес среди обучающихся, мотивирует их на получение дополнительных сведений, прививает навыки работы с ручным слесарным инструментом и измерительным оборудованием.

Список литературы

  1. Покровский А.А., Киселев В.В., Топоров А.В., Пучков П.В. Реализация информационных и профессионально-ориентированных образовательных технологий в учебном процессе. / Материалы VII Международной научно-методической конференции «Современные проблемы высшего образования». – 2015. – С. 44-49.
  2. Кропотова, Н.А., Легкова, И.А. Принципы адаптивности инженерно-технической подготовки кадров профессионального образования. // Надежность и долговечность машин и механизмов: сборник материалов IX Всероссийской научно-практической конференции, Иваново, 12 апреля 2018 г. – Иваново: ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2018. - С. 503-504.
  3. Горинова С. В., Кропотова, Н.А. Особенности подготовки специалистов РСЧС, работающих в сложных климатических условиях // Организация управления в РСЧС: сборник материалов научно-методического семинара. Иваново, 30 октября 2017 г. / сост. М. В. Чумаков, С. В. Найденова. – Иваново: ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2017. – С. 7-11.