86

4. Курсовое проектирование

4.1. Общие требования к выполнению курсовых проектов

В учебном плане подготовки инженера (специальность 170400) преду­смотрено курсовое проектирование по дисциплине "Проектирование машин и оборудования" (или "Проектирование лесозаготовительных машин и оборудования").

Цель курсового проектирования – помочь студентам-механикам в ус­воении теоретического материала, изложенного в курсе "Проектирование машин и оборудования", обучить их методике проектирования и подготовить к выполнению дипломного проекта.

В процессе работы над курсовым проектом студент должен закрепить и практически применить знания по машиностроительному черчению, по методам разработки компоновочно-кинематических схем отдельных агре­гатов и машины в целом, по выполнению расчетов и выбору параметров устройств и материалов, полученные при изучении учебного материала.

Курсовой проект студента должен состоять из чертежей манипулятора или рабочего органа лесосечной машины и расчетно-пояснительной записки.

Графическая часть проекта представляется в виде компоновочно-кинема-тической схемы рабочего органа, технологического оборудования машины, сборочного чертежа устройства (узла) и рабочего чертежа (дета­лировка). Общий объем графической части работы составляет 2–3 листа формата А1 (допускается компоновочно-кинематическую схему выполнять на миллиметровой бумаге и вкладывать в текст пояснительной записки).

Выполненный курсовой проект проверяется и рецензируется руководителем. Проект с отзывом руководи­теля возвращается студенту для устранения недостатков и для подготовки к защите.

Защита проекта происходит в присутствии студентов группы и состоит из доклада по содержанию проекта и ответов на вопросы членов комиссии. Комиссия состоит из преподавателей кафедры.

При защите проекта автор должен знать и уметь доложить:

• назначение и область применения машины с использованием разра­ботанного им рабочего органа или манипулятора, выполняемые ею техно­логические операции, компоновочные схемы машин, выполняющих по­добные или аналогичные работы;

• назначение устройств и механизмов и выполняемую ими работу;

- назначение деталей разработанной конструкции, технологию их изго­товления и выполняемую ими работу в данной конструкции;

• методику расчета и выбора основных параметров элементов конст­рукции и привода;

• основные формулы для расчета деталей на прочность;

• выбор материала для деталей по расчетному напряжению, по услови­ям работы и методы его термической обработки;

• как правильно проставить на чертеже необходимые размеры, а также допуски и посадки сопрягаемых мест деталей.

Оценка проекта устанавливается на основании отзыва руководителя и результатов защиты.

4.2. Содержание расчетно-пояснительной записки

Расчетно-пояснительная записка курсового проекта должна содержать следующие основные разделы:

1. Оглавление.

2. Исходные данные на курсовое проектирование.

3. Введение, обзор и анализ известных технических решений (подоб­ных заданному).

4. Лесотехнические требования на машину с применением разрабаты­ваемой конструкции (манипулятора или рабочего органа).

5. Компоновочно-кинематическая схема конструкции.

6. Определение параметров привода. Расчеты на прочность.

7. Техника безопасности.

8. Краткие выводы по проекту.

9. Список литературы.

Исходные данные на курсовое проектирование студент выписывает самостоятельно в соответствии с порядком, изложенным в табл. 4.1 данных указаний.

Например, студенту Дмитриеву В.В. (шифр 29003) необходимо разра­ботать конструкцию манипулятора по схеме в (см. рис. 4.4), имеющего про­ектные параметры по варианту 3 (см. табл. 4.2), т.е. М_г= 120 кНм; L = 5 м; М = 35 кНм; h_зсу = 0,65 м; Р₀ = 13,5 МПа и v_г = 0,7 м/с.

Оглавление записки составляется с указанием названий разделов, под­разделов и номеров страниц.

Введение. Обзор и анализ известных технических решений. Раздел предусматривает систематизацию сведений об устройстве и работе конст­рукций, выполняющих технологическую работу подобно проектируемой. С этой целью обобщается материал, изложенный в учебных пособиях и специальной литературе, проводится анализ компоновочно-кинематических схем, отмечаются их достоинства и недостатки. Заканчи­вается раздел краткими выводами и постановкой задач проекта.

В лесотехнических требованиях указываются: 1) назначение, место в системе машин; 3) зона применения; 4) условия работы, качественные по­казатели технологического процесса; 5) технико-эксплуатационные требо­вания; 6) экономические требования; 7) срок действия лесотехнических требований; 8) разработчик лесотехнических требований.

Компоновочно-кинематическая схема конструкции разрабатывается на основании целевого назначения проектируемой машины. При этом не­обходимо учитывать, что для проектируемых лесосечных машин в качест­ве базовых используются в основном гусеничные тракторы ТДТ–55А и ТТ–4М. В связи с тем что заданиями на курсовые проекты предусмотрена разработка конструкций манипуляторов и рабочих органов трелевочных тракторов и машин на их базе, на рис. 4.1, 4.2 и 4.3 приведены компоновочные схемы трелевочных тракторов с манипуляторами, соответственно, ТБ–1, ЛП–18А, ВТМ ЛП–49 (общий вид), дающие информацию о возможном размещении пачки деревьев на машине, координате подвеса стрелы мани­пулятора и общем представлении о машине.

Определение параметров привода. Расчеты на прочность. Расчет потребных усилий привода стрелы, рукояти и механизма поворота мани­пулятора и последующий подбор по найденным усилиям параметров гид­роцилиндров производится из условия максимальной грузоподъемности на максимальном вылете. Выбор марки гидронасоса – по потребной подаче жидкости из условия обеспечения требуемой скорости перемещения груза по заданию.

В разрабатываемом устройстве (технологическом оборудовании, рабо­чем органе) проектируется ряд новых оригинальных элементов или дета­лей. Основные элементы рассчитываются на прочность. В записке приво­дятся расчетные схемы нагружения этих элементов (деталей), производит­ся обоснование выбираемых материалов, приводятся эпюры нагружений, расчеты на прочность.

По эпюрам нагружений выделяются опасные сечения, проектируется профиль элементов и определяются размеры (параметры) сечений.

Техника безопасности. В разделе по технике безопасности кратко из­лагаются вопросы безопасной эксплуатации лесной машины с разработан­ным рабочим органом или технологическим оборудованием.

Выводы по проекту. Литература. Заканчивается расчетно-поясни-тельная записка курсового проекта краткими выводами по резуль­татам выполненных расчетов (исследований) и библиографическим списком. В выводах должны быть отмечены достоинства и недостатки вновь разработанной конструкции по сравнению с серийно выпускаемыми, а также указаны пути дальнейшего ее совершенствования. Библиографический список со­ставляется в соответствии с ГОСТ 7.1–84.

Рис. 4.1. Трелевочный трактор ТБ-1

1 – базовый трактор ТТ–4М; 2 – коник; 3 – колонна; 4 – стрела; 5 – рукоять; 6 – подвес ЗСУ; 7 – ЗСУ. Рис. 4.2. Валочно-трелевочная машина ЛП-49

Рис. 4.3. Трелевочный трактор ЛП–18А

1 – поворотная колонна (опорная ферма); 2 – стрела; 3 – рукоять; 4 – выдвижная телескопическая часть стрелы (рукояти); 5 – рабочий орган; 6 – гидроцилиндр (гидроцилиндры); 7 – канатно-блочный привод. Рис. 4.4. Принципиальные схемы манипуляторов

1 – стойка; 2 – рычаг; 3 – гидроцилиндр. Рис. 4.5. Схемы захватных устройств трелевочных тракторов

1 – корпус; 2 – рычаг; 3 – гидроцилиндр. Рис. 4.6. Схемы захватных устройств ВТМ и ВПМ

1 – нож; 2 – рычаг; 3 – гидроцилиндр; 4 – корпус. Рис. 4.7. Принципиальные схемы ножевых срезающих устройств

Таблица 4.1

Порядок выбора принципиальной схемы конструкции манипулятора и рабочего органа

Тип конструкции	Начальная буква фамилии студента	Схема конструкции
Манипулятор (рис. 4.4)	А, Б	а
	В, Г	б
	Д, Е	в
	Ж, 3	г
Захват трелевочного трактора (рис. 4.5)	И, К	а
	Л, М	б
	Н, О	в
Захватное устройство ВТМ и ВПМ (рис. 4.6)	П, Р	а
	С, Т	б
	У, Ф	в
	Х, Ц	г
Срезающее устройство (рис.4.7)	Ч, Ш	а
	Щ, Э	б
	Ю, Я	в

* Выбирается по табл. 4.2 – 4.5, по последней цифре шифра (номера зачетной книжки студента)

Таблица 4.2

Проектные параметры манипуляторов трелевочных тракторов и валочно-трелевочных машин

Вариант	Грузовой момент на max вылете Мr, кНм	Вылет L, м	Момент поворота М, кНм	Высота h, м		Давление в приводе р0, МПа	Скорость подъема груза на Lmax, м/с
				ЗУ	ЗСУ
0	62,5	5	25	1,3	-	10	0,5
1	40	5	20	-	0,65	12,5	0,5
2	100	5	30	1,3	-	13,5	0,7
3	120	5	35	-	0,65	13,5	0,7
4	84	7	49	1,2	-	16	0,8
5	98	7	49	1,2	-	16	0,8
6	90	7,5	60	-	0,60	16	0,9
7	97,5	7,5	60	-	0,60	16	0,9
8	80	8	64	1,1	-	13,5	1,0
9	88	8	64	-	0,55	13,5	1,5

Таблица 4.3