Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Стандартизация, метрология

и информационные системы»

Э.С. Блюменталь, В.Г. Лысенко, П.А. Петрусенко, Б.В.Цитович

ДЕТАЛИ ПРИБОРОВ

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Учебно-методическое пособие для студентов приборостроительных специальностей

Рекомендовано УМО вузов РБ по образованию в области обеспечения качества

Минск 2009

УДК

ББК

Рецензенты:

Д.Г.Девойно к.т.н., доцент кафедры механики Военной академии РБ;

Г.А.Есьман, к.т.н., доцент кафедры КИПП БНТУ

Блюменталь Э.С.

Детали приборов. Курсовое проектирование. Учебно-методическое пособие для студентов приборостроительных специальностей

/Э.С. Блюменталь. – Мн.: БНТУ, 2009. – с.

ISBN

Учебно-методическое пособие предназначено для использования в высших учебных заведениях при подготовке инженеров по приборостроительным специальностям.

Пособие включает общие положения, цели и задачи курсового проекта, исходные данные для проектирования, справочные данные и формулы для расчетов, представляет структуру проекта и порядок его выполнения, включая требования к оформлению.

Издание может быть полезно инженерно-техническим работникам, занимающимся проектированием средств измерений и точных механических устройств.

УДК

ББК

ISBN 985-479-514-4

© БНТУ, 2009

ВВЕДЕНИЕ 4

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 4

1.1 Цель и задачи курсового проектирования 4

1.2 Стадии проекта 5

1.3 Этапы курсового проектирования 6

1.4 Назначение и содержание расчетов 7

2 ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 9

2.1 Рекомендации по выбору электродвигателя 9

2.2 Кинематический расчет привода 13

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ 16

3.1 Разработка конструкции передачи и необходимые расчеты 16

3.2 Крепление колес на валах 24

3.3 Выбор норм точности зубчатых колес и передач 25

3.4 Пример конструирования прямозубой передачи 25

3.5 Расчеты, подтверждающие работоспособность передачи 26

4 РАСЧЕТ ВАЛОВ 38

4.1 Предварительный расчет валов 38

4.2 Проверочный расчет валов на прочность 38

4.3 Расчёт валов на выносливость (усталостную прочность) 41

4.4 Расчет на жесткость 42

5 ВЫБОР МУФТЫ 44

6 ПОДШИПНИКИ, СМАЗКА, УПЛОТНИТЕЛИ 47

6.1 Опоры на стандартных подшипниках качения. Конструирование и расчет 47

6.1.1 Конструкции и обозначения 47

6.1.2 Типы и условное обозначение подшипников 47

6.2 Схемы установки опор, конструктивные элементы, смазывание, уплотнение 52

6.3 Порядок проектирования опор 55

6.4 Требуемая долговечность работы подшипника L_N 59

6.5 Пример расчёта работоспособности подшипников качения 65

7 ПЕРЕДАЧА ВИНТ-ГАЙКА 68

7.1 Кинематика и КПД передачи 68

7.2 Проверка на износостойкость передачи винт-гайка 69

7.3 Проверка винта на устойчивость 70

8 НАПРАВЛЯЮЩИЕ 72

8.1 Трение в направляющих 73

9 ПРУЖИНЫ 78

9.1 Общие положения 78

9.2 Выбор и расчет пружин 78

9.3 Материалы пружин и используемые покрытия 81

9.4 Изображение пружин на общем виде и требования к ним 82

9.5 Общие требования, примеры рабочих чертежей пружин, правила изображения 83

9.6 Обозначение на чертежах материала, покрытия, требований, связанных с термообработкой 83

9.7 Допуски размеров пружин 84

9.8 Последовательность простановки технических требований на рабочих чертежах 84

10 ШПОНКИ. ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 86

11 ШТИФТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И КОРПУСНЫЕ ДЕТАЛИ 92

11.1 Штифтовые соединения 92

12 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ 100

12.1 Оформление графических документов 102

12.2 Выполнение и защита курсовых проектов 102

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 105

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 106

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 107

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 109

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 116

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 119

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 130

Таблица 7.2 132

144

Введение

Настоящее учебно-методическое пособие разработано для выполнения курсового проекта по дисциплине «Детали приборов» для студентов приборостроительных специальностей. Материалы, изложенные в пособии, содержат сведения теоретического и справочного характера, и предназначены для студентов дневной и заочной форм обучения.

Объём справочного материала, приведенного в пособии, соответствует тематике заданий на курсовой проект, принятой на кафедре «Стандартизация, метрология и информационные системы» и помогает студентам в освоении опыта проектирования, накопленного в промышленности и отражённого в Технических нормативных правовых актах (ТНПА). Вместе с тем, надо отметить, что дополнительный справочный материал, а также более подробное изложение вопросов, касающихся проектирования и расчётов, приводятся в литературе, список которой дан в конце пособия.

Знания и опыт, приобретённые студентом в процессе проектирования, являются основой для дальнейшей конструкторской работы, а также для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и дипломного проекта.

Материал в пособии изложен в той последовательности, которая методически соответствует порядку работы над курсовым проектом.

1 Общие сведения

1.1 Цель и задачи курсового проектирования

Курсовой проект по деталям приборов является первой конструкторской работой студента, при выполнении которой последним приобретаются навыки проектирования, расчета и конструирования деталей и механизмов приборов на базе знаний, полученных при изучении общетехнических и специальных дисциплин.

Основная цель курсового проектирования состоит в приобретении опыта проектирования объектов приборостроения. Дополнительной целью является выполнение и защита курсового проекта по соответствующей дисциплине.

Основные задачи курсового проектирования:

– изучение и анализ конструкций аналогичных устройств и механизмов;

– анализ научно-технической литературы по теме задания;

– освоение методик проектирования деталей и механизмов приборов;

– приобретение навыков использования справочников, каталогов, стандартов и других ТНПА;

– развитие навыков выполнения чертежей общего вида, рабочих чертежей, выполнения и оформления пояснительной записки.

1.2 Стадии проекта

По ГОСТ 15.001-88 «Разработка и постановка продукции на производство. Основные положения» Разработка продукции осуществляется по договору с заказчиком или по инициативе разработчика. Функции заказчика, предусмотренные настоящим стандартом, может выполнять государственная, кооперативная или общественная организация (предприятие). Основанием для проектирования изделия в данном проекте является Задание на проектирование, выданное кафедрой студенту.

Разработка и постановка продукции на производство в общем случае предусматривает:

1) разработку технического задания;

2) разработку технической и нормативно-технической документации;

3) изготовление и испытания образцов продукции;

4) приемку результатов разработки;

5) подготовку и освоение производства.

Отдельные из указанных работ можно совмещать, а также изменять их последовательность и дополнять другими работами в зависимости от специфики продукции и организации ее производства.

Техническое задание является исходным документом для разработки конструкторской документации и, как правило, составляется разработчиком, с участием заказчика.

ТЗ содержит наименование и область применения изделия, цель, назначение и источники разработки, технические требования к изделию и требования к его экономическим показателям, перечень стадий и этапов разработки и состава разрабатываемой документации и т.п.

Стадии разработки проектной и рабочей конструкторской документации установлены стандартами ЕСКД.

В техническом предложении в соответствии с требованиями ГОСТ 2.118-73 дают технико-экономическое обоснование целесообразности разработки изделия и уточняют требования к изделию, разработанные на основании анализа технического задания и проработки вариантов возможных технических решений изделия с учетом его конструктивных и эксплуатационных особенностей, а также анализа патентных материалов. Результаты технического предложения являются основанием для выполнения эскизного проекта.

Эскизный проект (ГОСТ 2.119-73) включает конструкторские документы, содержащие принципиальные решения, которые дают общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие его основные параметры и габаритные размеры. Эскизный проект разрабатывают обычно в нескольких вариантах с расчетами, на основании чего выбирают наиболее подходящий вариант для последующей разработки в техническом проекте.

На стадии эскизного проектирования для тех элементов, которые несущественно влияют на основные показатели конструкции, выполняют приближенные расчеты. Отдельные элементы конструкции могут быть взяты без расчета, например, по результатам практического применения аналогичных образцов.

Технический проект (ТП) по ГОСТ 2.120-73 предусматривает подробную конструкторскую разработку всех элементов выбранного варианта. Конструкторская документация ТП содержит окончательное техническое решение конструкции изделия и исходные данные для разработки рабочей документации. При техническом проектировании разрабатывают чертежи общих видов, габаритные чертежи и схемы, уточняют конструкцию деталей, выполняют все необходимые проверочные расчеты элементов объекта и составляют полный перечень элементов конструкции.

Рабочую документацию (документацию рабочего проекта) разрабатывают на заключительной стадии проектирования. На этом этапе, в некоторых случаях, изготавливают уточненные чертежи общих видов, согласованные с ними чертежи деталей, спецификации, сборочные чертежи.

Таким образом, документация рабочего проекта содержит все то, что необходимо для воплощения в материальную форму технического задания.

В ходе курсового проектирования студент выполняет основные работы, предусмотренные ЕСКД, включая упрощенное представление ТЗ, чертежи общего вида, проверочные расчеты и примеры рабочей документации.

Упрощенное техническое задание студент разрабатывает на основании задания на курсовое проектирование. Затем исполнитель выполняет эскизное проектирование (как правило, в черновых вариантах), выбирает окончательный вариант, разрабатывает технический проект и примеры чертежей деталей, которые он представляет на защиту.