Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)»

Шахтинский институт (филиал)

Методические указания

к выполнению курсового проекта

по дисциплине «Детали машин»

Новочеркасск 2012

УДК 621.01

Рецензенты: канд. техн. наук, доц. А.П. Небратенко

Составители: В.Ф. Марков, В.А. Сухарникова.

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине " Детали машин"

Методические указания включают порядок выполнения и требования к оформлению курсового проекта. Предназначены для студентов направлений: 151000,190100,190600, 130400 всех форм обучения.

-3-

Курсовой проект по деталям машин имеет целью по заданной кинематической схеме редуктора, мощности на выходе, частоте вращения выходного вала и срока службы произвести расчет привода какой-либо машины, а также закрепить ранее полу­ченные навыки применения ЭВМ при выполнении инженерных расчетов.

Объем и содержание курсового проекта

Курсовой проект состоит из графической и расчетной частей. Графическая часть выполняется на листах формата А1 (841x594 мм.), расчетная, оформленная в виде пояснительной записки объемом 25÷30 с., - на листах А4 (210х297мм.). Расчетная часть пояснительной записки включает следующие разделы:

• кинематический расчет привода, выбор электродвигателя;

• расчет зубчатых передач редуктора;

• расчет открытой передачи;

• эскизная компоновка редуктора;

• расчет валов;

• проверка долговечности подшипников;

• проверка прочности шпоночных соединении;

• подбор и расчет муфты.

Графическая часть проекта включает сбороч­ные чертежи:

• редуктора привода;

• привода;

• рабочие чертежи деталей редукто­ра, корпуса или крышки редуктора.

-4-

1 Примерная структура пояснительной записки и рекомендации для разработки основ­ных ее разделов

1.1 Кинематический расчет привода

Определяется общий КПД привода:

,

Где - КПД различных элементов привода: ременных, цепных, зубчатых передач, опор валов и др.

Средние значения КПД различных элементов привода выбираются по таблицам [3, с.6, табл.1.1; 2, с. 460, табл. 14.1].

Рассчитывается требуемая мощность электро­двигателя по формуле:

,

где - мощность на выходном валу привода (см. задание).

Выбирается электродвигатель

При выборе электродвигателя следует учесть, что самое широкое применение имеют трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым редуктором серии АО2 и 4А.

Необходимые технические данные электро­двигателей приведены в таблицах: [2], с.522-524, табл. 11.2, 11.4; [3], с.556,565, табл. П4, П13. Для сни­жения габаритов привода число оборотов электро­двигателя принимается равным ~1000 об/мин. Из таблицы необходимо взять следующие параметры число оборотов в минуту вала электродвигателя n_э, мощность электродвигателя N_э, диаметр выходного конца вала d, высоту центров h.

Общее передаточное число привода находится следующим образом:

,

где - частота вращения выходного вала в об/мин, (см. задание).

Передаточное число редуктора определяется по формуле:

,

где - передаточные числа быстроходной и тихоходной ступеней редуктора; выбираются из ряда по ГОСТ 2185-66 в соответствии с рекомендациями

-5-

[1, с.246; 2, с.132; 3, с.40.]. Следует учитывать, что увеличение передаточного

числа приводит к росту габаритов передачи.

Передаточное число открытой передачи (цепной, ременной, зубчатой) равно:

Полученное значение должно находиться в пределах, рекомендованных [3, с. 10, табл. 1.3].

Фактическое передаточное число привода:

Фактическая частота вращения выходного звена:

.

Отклонение от заданного значения :

.

Отклонение не должно превышать 5%. Рассчитываются мощности, передаваемые валами привода , , , .

При расчете следует исходить не из номи­нальной мощности двигателя, а из требуемой, кото­рую фактически будет развивать двигатель при установившемся режиме работы. Передаваемая мощность по ходу силового потока от вала электро­двигателя к выходному валу привода определится следующим образом:

,

где - мощность на последующем валу привода;

- мощность на предыдущем валу привода;

- КПД, учитывающий потери мощности между рассматриваемыми валами.

Частота вращения валов привода (об/мин.) определяется в соответствии с передаточными числами ступеней редуктора и открытой передачи по известной формуле:

,

-6-

где - частота вращения последующего вала привода;

- частота вращения предыдущего вала привода;

U - передаточное число передачи между рассматриваемыми валами.

Моменты, передаваемые валами привода, определяются по формуле:

,

где - момент на валу привода, кгс∙см;

- мощность, передаваемая этим же валом привода, кВт;

- частота вращения рассматриваемого вала привода, об/мин,

или по другой формуле:

,

где - момент, Н-м;

- мощность, Вт;

- частота вращения вала, 1/с.,

,

Здесь n -частота вращения вала, об/мин.

Результаты расчета сводятся в табл. 1 и 2.

Таблица 1 – Передаточные числа

Обозначение параметра	U
Открытая передача
Быстроходная ступень редуктора
Тихоходная ступень редуктора

Таблица 2 - Результаты кинематического расчета

Обозначение параметра	N	N	М
Вал электродвигателя
Ведущий вал редуктора
Промежуточный вал редуктора
Выходной вал редуктора
Выходной вал привода

1.2 Расчет зубчатых передач редуктора

При разработке этого раздела рекомендуется пользоваться учебником [1].

-7-

1.2.1 Выбор материалов для шестерен и зубчатых колес

При выборе материалов следует руководствоваться указаниями [1, с.254, 288 табл. 40; 5, с.53, 56 табл. 3.9] и учитывать следующее:

• колеса, изготовленные из стали с поверх­ностной твердостью НВ<350 обладают техноло­гическими преимуществами;

• при изготовлении колес с твердостью рабочих поверхностей зубьев до HB назначать для шестерни твердость на 20÷50 НВ выше, чем для колес (с целью выравнивания долговечности шестерни и колеса);

• для косозубых передач рекомендуется применять такие сочетания материалов и термо­обработки, при которых твердость зубьев шестерни значительно (на 100÷150 НВ) выше твердости зубьев колеса. При этом существенно повышается нагру­зочная способность, обусловленная высокой контакт­ной прочностью зубьев шестерни;

• для сокращения номенклатуры применяемых материалов следует для всех шестерен и колес ре­дуктора назначать одну и ту же марку стали; однако при этом должна быть предусмотрена различная термообработка: для шестерни - улучшение, для колеса - нормализация.