Методические указания и задания на курсовую работу по дисциплине Механика (раздел Детали машин) (для студентов направлений подготовки 260200 Продукты питания животного происхождения; 240700 Биотехнология; 280700 Техносферная безопасность)

УДК 62.-86(076)

ББК 34.445я7

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической механики и мехатроники Курского государственного технического университета

С.Ф.Яцун,

кандидат технических наук, доцент кафедры инженерной графики и механики Орловского государственного агарного университета

В.И.Молчанов

Методические указания и задания на курсовую работу по дисциплине «Механика» (раздел «Детали машин») (для студентов направлений подготовки 260200 «Продукты питания животного происхождения»; 240700 «Биотехнология»; 280700 «Техносферная безопасность») / сост. Е.В.Мищенко. – Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2012. – 25 с.: 6 табл., 5 рис., библиогр. 12 назв.

Составитель Е.В.Мищенко

Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой «Инженерная графика и механика» (протокол № 8 от 15.02.12 г.) и учебно-методической комиссией факультета агротехники и энергообеспечения (протокол № 3 от 16.03.12 г.).

Излагаются основные требования к содержанию и оформлению курсовой работы по дисциплине «Механика» (раздел «Детали машин»). Приведены задания на курсовую работу, методические указания по ее выполнению и необходимая литература.

УДК 62.-86(076)

ББК 34.445я7

© ФГБОУ ВПО Орел ГАУ, 2012 © Оформление «Издательство Орел ГАУ», 2012

2

3

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Курсовая работа выполняется студентами самостоятельно по заданию, выданному руководителем. Номер и вариант задания для каждого студента определяется преподавателем, ведущим занятия в данной группе.

Темой курсовой работы по деталям машин является расчет и конструкторская разработка привода какой-либо машины. Структурная схема привода включает электродвигатель и систему механических передач вращательного движения (цилиндрический одноступенчатый редуктор и передачу гибкой связью). При выполнении этой работы студенты практически применяют знания, полученные не только по деталям машин, но и по другим общетехническим предметам: инженерной графике, теоретической механике, сопротивлению материалов и т.д.

На первом этапе работы требуется определить параметры двигателя (его мощность и частоту вращения), выбрать двигатель по каталогу, определить общее передаточное число приводного механизма, а также передаточные числа для каждой передачи. Затем выполняется силовой расчет привода. При этом определяются частоты вращения валов, мощности и крутящие моменты на валах привода. Далее определяются параметры редуктора (передаточное число и крутящий момент на тихоходном валу), по каталогу выбирается стандартный редуктор типа ЦУ. Типы передач и их взаимное расположение содержатся в заданиях на курсовую работу. Выбор параметров двигателя и передаточного числа каждой из передач является весьма ответственным этапом. От того, насколько удачно решена эта задача, в значительной степени зависят конструктивные и эксплутационные характеристики, а также внешний вид проектируемого изделия.

На втором этапе работы необходимо провести расчет передачи гибкой связью – ременной или цепной.

На последующих этапах работы студент воплощает свои идеи в чертеже и обосновывает предлагаемый вариант в расчетнопояснительной записке.

При защите курсовой работы студент должен кратко изложить содержание задания, принятые конструктивные решения и полученные результаты. После этого преподаватель задает вопросы по конструкции, расчетам, полученным результатам. Оценка выставляется в соответствии с качеством выполненной работы и качеством ответов на поставленные вопросы.

4

2. ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа выполняется в следующем объеме: общий вид привода – 1 лист формата А1; спецификация; расчетно-пояснительная записка – 15-20 страниц.

Чертеж выполняется на отдельном листе, на котором имеется основная надпись (штамп). В графах основной надписи приводят:

-наименование чертежа (общий вид привода);

-обозначение чертежа, состоящее из букв и цифр;

-литеру документа – У – учебный проект;

-масштаб (должен быть стандартным);

-порядковый номер листа (на чертежах, состоящих из одного листа, графу не заполняют);

-общее количество листов чертежа (а не как ошибочно иногда считают, общее число всех листов работы);

-шифр группы;

-фамилию студента;

-фамилию преподавателя.

Следует не забывать поставить подпись и дату (не карандашом). В расчетно-пояснительной записке приводятся пояснения и обоснования принятых конструктивных решений и расчеты, подтвер-

ждающие работоспособность деталей и узлов.

2.1. Требования к чертежу общего вида привода

Чертеж общего вида – документ, определяющий конструкцию изделия с необходимыми видами, размерами, сечениями и текстовыми надписями, показывающий взаимодействие его составных частей и поясняющий принцип работы изделия. Он содержит данные о составе изделия, техническую характеристику, технические требования по монтажу, настройке и регулировке изделия.

Чертеж общего вида изделия в учебной курсовой работе дополнительно включает некоторые необходимые требования габаритного и монтажного чертежей:

-изделие изображают так, чтобы были видны крайние положения перемещающихся частей;

-показывают предметы, применяемые при монтаже изделия, полное или частичное изображение фундамента или устройства, к которому крепится изделие, вычерчивают один из группы одинаковых

5

болтов, крепящих к раме (плите) редуктор, электродвигатель, кожухи, положение остальных болтов показывают осевыми линиями;

-вращающиеся части изделия (муфты, передачи гибкой связью) ограждаю кожухами.

На чертеже общего вида привода проставляются размеры:

-габаритные (длина, ширина, высота);

-присоединительные и монтажные (в том числе размеры опорных поверхностей, диаметры и координаты крепежных отверстий, зазоры между торцами деталей, расстояние между осями сборочных единиц, диаметры приводного барабана, звездочек, их шаг, число зубьев, ГОСТ на профиль зубьев, ГОСТ на приводную цепь, расстояние от опорной поверхности до осей валов).

Присоединительные и монтажные размеры, необходимые для увязки изделия с другими изделиями, проставляются с предельными отклонениями.

Техническая характеристика оформляется в виде таблицы, в которой указываются следующие параметры: мощность на приводном валу, его частота вращения, общее передаточное число привода, тип, мощность и частота вращения электродвигателя, тип и передаточное число редуктора. В технических условиях (требованиях) указываются допускаемые несоосности соединяемых валов (вала двигателя и вала редуктора и т.д.).

2.2. Расчетно-пояснительная записка

Расчетно-пояснительная записка должна быть оформлена по правилам, предъявляемым к текстовым конструкторским документам (ГОСТ 2.105 ЕСКД). Она выполняется на стандартных листах бумаги формата А4, сшитых в тетрадь с обложкой. Обложка оформляется по принятому на кафедре образцу.

Записка должна содержать бланк задания с подписью руководителя, кинематическую схему спроектированного устройства. Затем следует чистый лист для замечаний преподавателя, проверяющего расчетно-пояснительную записку. Следующие листы – оглавление и введение, где показывается устройство проектируемой установки и ее назначение. После этого отражается содержание по основным разделам и вопросам. Всем разделам должна предшествовать текстовая часть, поясняющая задачу данных расчетов. Расчет всех элементов дается по окончательно принятому варианту и сопровождается схемами, эпюрами и т.д. с необходимыми для расчета пояснениями. В конце

6

расчетно-пояснительной записки приводится список использованной литературы и спецификация на общий вид привода.

3. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА

3.1. Кинематический расчет привода

Для выбора электродвигателя определяют его требуемую мощность и частоту вращения.

Требуемая мощность электродвигателя:

где , , , … , n – КПД отдельных звеньев кинематической цепи, ориентировочные значения которых можно принимать по табл. 3.1.

Таблица 3.1 Ориентировочные значения КПД звеньев кинематической цепи

Требуемая частота вращения вала электродвигателя:

nдв.треб. nвых uобщ ,

где nвых – частота вращения выходного вала; иобщ – общее передаточное число привода,

иобщ и1 и2 ...ип ,

где u1, u2,…,un – передаточные числа кинематических пар изделия, которые ориентировочно можно назначить по табл. 3.2.

Далее по табл. 3.3 подбирают электродвигатель с мощностью

Рдв.табл., кВт, и частотой вращения nдв.табл., мин-1, ближайшими к Рдв.треб. и nдв.треб., причем Рдв.треб. ≤ Рдв.табл. При подборе допускается перегрузка двигателя до 8 % при постоянной и до 12 % при переменной нагрузке.

7

Структуру условного обозначения двигателей можно представить в следующем виде:

,

8

где 1 – серия электродвигателей: АИР (А – вид двигателя – асинхронный; И – серия, унифицированная среди стран – членов Интерэлектро; Р – сверка мощности с установленным размером по РС 8031071); 2 – исполнение двигателя по степени защищенности от окружающей среды (Н – защищенное, остальные буквы – защита отсутствует); 3 – исполнение двигателя по материалу станины и щитов; 4 – модификация двигателя; 5 – высота оси вала от опорной поверхности лап двигателя по ГОСТ 13257, мм; 6 – установочные размеры по длине станины (буквы L, M, S); 7 – условное обозначение длины сердечника статора (А или В); 8 – число полюсов (2, 4, 6, 8); 9 – позиционное исполнение электродвигателя; 10 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150; 11

– категория размещения.

Пример условного обозначения электродвигателя мощностью 2,2 кВт с синхронной частотой вращения 1000 об/мин:

Электродвигатель 4АИР100L6У3,

где АИР – род двигателя (асинхронный) – электродвигатель в защищенном исполнении, предохраняющем от попадания капель и твёрдых частиц и прикосновения к вращающимся токоведущим частям; 100 – высота оси вращения относительно поверхности установки двигателя, равная 100 мм; L – установочный размер по длине станины, равный 160 мм; 6 – число полюсов; У3 – климатическое исполнение и категория размещения.

Основные размеры электродвигателей показаны на рис. 3.1 и в табл. 3.4, а на рис. 3.2 показано наглядное изображение двигателя.

Рис. 3.1. Электродвигатель (исполнение IM 1081)

9

Таблица 3.4

Основные размеры электродвигателей