МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

(ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова»)

Колупаев А.А., Ибрагимов А.У.

Задания и методические указания к выполнению курсового проекта (работы)

Рекомендовано учебно-методическим советом ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова» для использования в учебном процессе в качестве элемента ЭУМКД для студентов всех специальностей и направлений при изучении дисциплин «Детали машин», «Детали машин и основы конструирования»

Ижевск 2015

Составители: Колупаев А.А., к.т.н., доцент кафедры «УК»;

Ибрагимов А.У., к.т.н., доцент кафедры «УК».

Методические указания к выполнению курсового проекта (работы) по дисциплинам «Детали машин», «Детали машин и основы конструирования». / Составители: Колупаев А.А., Ибрагимов А.У., Ижевск, ИжГТУ, 2015 г.

Методические указания содержат соответствующие рекомендации, необходимые для выполнения курсового проекта (работы) по дисциплинам: «Детали машин», «Детали машин и основы конструирования».

ИжГТУ имени М.Т. Калашникова

Содержание

1 Общие сведения 4

1.1 Дополнительные требования 7

2 Содержание и оформление пояснительной записки 8

3 Объем курсового проекта (работы) 10

4 Список рекомендованной литературы 11

5 Варианты заданий 12

ПРИЛ ОЖЕНИЕ А 32

1 Общие сведения

В заданиях на курсовой проект (работу) даются схемы и требуемые технические характеристики силовых приводов и дополнительные требования к ним для различных рабочих машин. На основе этой информации необходимо разработать конструкцию силового привода машины. Используя методические указания: «Энергетический, силовой и кинематический расчет привода» [11], необходимо на первом этапе составить матрицу параметров привода и выбрать силовой электродвигатель.

В матрице даются значения мощности, крутящих моментов, частоты вращения валов, передаточных чисел и кпд на всех ступенях привода. Сводная информация, приведенная в матрице, значительно облегчает работу проектанта, так как в одном месте представлена взаимосвязь всех параметров силового привода.

Поскольку основой передаточного звена силового привода является редуктор, необходимо установить общие требования к нему по срокам службы (ресурсу), режимам нагружения и условиям эксплуатации. «Показатели надежности работы редукторов устанавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50891-96 «Редукторы общемашиностроительного применения. Общие технические условия» (таблица 1).

Таблица 1 Показатели надежности редукторов

Наименование показателя	Тип редуктора	Значение показателя, час
1 90%-ный ресурс передачи, валов	Цилиндрический, конический, коническо-цилиндрический, планетарный Червячный, глобоидный	25000 10000
2 90%-ный ресурс подшипников	Цилиндрический, конический, коническо-цилиндрический, Планетарный, Червячный, волновой, глобоидный	12500 5000 10000

Значения показателей соответствуют длительной работе редукторов с постоянными нагрузками. Номинальный крутящий момент Т – допускаемый крутящий момент на тихоходном валу редуктора, при действии которого в сочетании с номинальными радиальными нагрузками на выходных концах валов редуктора, работающего в условиях, указанных в п. 4.3 стандарта, должен обеспечиваться 90% ресурс передач, валов и подшипников, не менее регламентируемого стандартом.

Номинальная радиальная консольная нагрузка, в ньютонах, приложенная в середине посадочной поверхности выходного конца вала редуктора, должна быть не менее:

На тихоходном валу –

• 125 – для одноступенчатых цилиндрических, конических и планетарных редукторов;

• 250 – для остальных редукторов.

На быстроходном валу –

• 50 125 – для всех типов редукторов.

(Примечание – на тихоходном валу для одноступенчатых цилиндрических, конических и планетарных редукторов по заказу потребителя допускается снижение значения коэффициента до 50; для остальных редукторов по заказу потребителя допускается снижения коэффициента до 100.)

При расчете зубчатых передач необходимо знать режим их нагружения. Исследованиями установлено, что при всем многообразии режимов нагружения передач их можно приближенно свести к шести стандартным режимам нагружения [9]: 0 – постоянный, I – тяжелый, II – средний равновероятный, III – средний нормальный, IV – легкий, V– особо легкий.

Эквивалентное число циклов нагружения N_HE и N_FE при расчете зубьев передач на контактную и изгибную прочность соответственно находят по формулам:

N_HE= μ_H· N_К; N_FE= μ_F· N_К, (1.1)

где N_К – требуемый ресурс зубчатого колеса в циклах; μ_H, μ_F– коэффициенты эквивалентности.

Значения μ_Hи μ_F приведены в таблице 2.

Таблица 2 Характеристики типовых режимов нагружения

Режим нагружения	μH	μF
		qF=6	qF=9
0	1,000	1,000	1,000
I	0,500	0,300	0,200
II	0,250	0,143	0,100
III	0,180	0,065	0,063
IV	0,125	0,038	0,016
V	0,063	0,013	0,004
Примечания: 1-qF – показатель степени кривой усталости; для нормализованных и улучшенных колес qF=6, для закаленных и поверхностно-упрочненных зубьев qF=9. 2 – Режим нагружения 0, I … V приводится в заданиях на курсовой проект.

Требуемый ресурс рассчитываемого зубчатого колеса в циклах при частоте вращения n (мин^-1) и времени работы L_n (час) определяется по формуле:

N_К= 60n·n₃·L_n, (1.2)

где n₃– число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один его оборот;

L_n – время работы (час) передачи принимается по таблице 1 в зависимости от типа редуктора.

В приводах курсовых проектов, если не указано в дополнительных требованиях к заданиям, для соединения вала электродвигателя с быстроходным валом редуктора использовать стандартные упругие втулочно-пальцевые муфты по ГОСТ 21424-93, при малой мощности привода упругие муфты со звездочкой по ГОСТ 14084-93. Для соединения тихоходного вала редуктора с валом рабочей машины использовать зубчатые муфты по ГОСТ 5006-83 (Технический требования по ГОСТ 50891-96) или упругие муфты с торообразной оболочкой по ГОСТ 20884-93.

Для защиты от перегрузок при использовании в приводах ременных и цепных передач целесообразно использовать предохранительные кулачковые, шариковые или фрикционные муфты по ГОСТ 15620-93, ГОСТ 15621-77, ГОСТ 15622-96.