Российский университет транспорта

Кафедра «Машиноведение, проектирование и техническое регулирование»

В.Д. ГВОЗДЕВ

Утверждено

редакционно-издательским

советом университета

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА

Методические указания к курсовому проекту по

дисциплине «Детали машин и основы конструирования» для

студентов специальности «Вагоны».

Москва-2024

УДК 621.81

Г-25

Гвоздев В.Д. Курсовое проектирование механического привода: Методические указания. - М.: РУТ (МИИТ), 2024 - 43 с.

Излагаются основные принципы конструирования, технические характеристики узлов и деталей, входящих в состав механического привода, требования к оформлению и содержанию текстовых и графических документов.

©Российский университет транспорта (МИИТ), 2024

Введение

В качестве объекта курсового проектирования по дисциплине "Детали машин и основы конструирования" в высших учебных заве­дениях, как правило, предлагается механический привод, состоящий из электродвигателя, зубчатого редуктора, ременной или цепной передач, и соединительных муфт. При этом впервые в учебном процессе перед студентом ставятся задачи проектирования и конструирования, решение кото­рых позволяет воплотить принципиальную схему привода в реальную работоспособную конструкцию.

При определении термина «конструирование» будем отталкиваться от слова «конструкция», которое в терминологических словарях русского языка раскрывается как «строение, устройство, взаимное расположение частей какого-либо предмета». Полагая, что создание (разработка) конструкции это и есть конструирование, запишем следующее определение этого термина применительно к машиностроению.

Конструирование – определение состава, взаимного расположения, формы, материалов и размеров элементов, обеспечивающих выполнение изделием заданных функций.

Разработка конструкции изделия – лишь часть процесса под названием «проектирование».

Проектирование — выполнение научных исследований, конструирование, разработка текстовой, графической и другой конструкторской и технологической документации, экономические расчёты, создание опытных образцов изделий и их испытания, подготовка эксплуатационной и ремонтной документации, предназначенные для организации на производства изделия и его эффективного использования.

Наряду с конструкторами в процессе проектирования участвуют научные работники, технологи, метрологи, логистики, экономисты и другие специалисты. Результатом их совместных усилий является совокупность текстовых и графических документов, называемая проектом.

Проект — комплект документации и материалов, содержащих описание объекта проектирования и его составных частей, обоснование принятых технических решений, доказывающих работоспособность объекта и позволяющих осуществить его изготовление и эксплуатацию.

Проектирование и особенно конструирование - творческие процессы, которые нельзя представить в виде некоторой последовательности действий, вы­полнение которых обязательно приведет к успеху. На практике каждый участник процесса проектирования (в том числе – конструктор) вырабатывает свои приемы, методы и подходы, определяемые особенностями разрабатываемого изделия, накоплен­ным объемом знаний и психологией самого проектировщика.

Курсовое проектирование имеет специфику, заключающуюся в лимитированных сроках, дефиците знаний студента и, в конечном итоге, в целе­вой ориентации проектирования не на создание безупречного по техническим характеристикам изделия, а на расширение техничес­кого кругозора, закрепление лекционного материала и овладение основами конструирования.

Цель предлагаемых методических указаний состоит в том, чтобы облегчить студентам процесс вхождения в новую для них сферу дея­тельности.

1. Стадии разработки конструкторской документации

Организационно-методической основой решения конструкторских задач проектирования является комплекс стандартов ЕСКД - Единой системы конструкторской документации. Объекты конструирования по ЕСКД называют изделиями.

Изделие - любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.

ГОСТ 2.101 установил следующие виды изделий: детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты.

Деталь - изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций.

Сборочная единица - изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями. Сборочная единица может включать детали, другие сборочные единицы, комплекты.

Комплекс - два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. (Например: автоматическая телефонная станция, бурильная установка, башенный кран).

В комплекс могут входить детали, сборочные единицы и комплекты, предназначенные для выполнения вспомогательных функций, например: детали и сборочные единицы, предназначенные для монтажа комплекса на месте его эксплуатации; комплекс запасных частей, укладочных средств, тары и др.

Комплект - два и более изделия, несоединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера. Например: комплект запасных частей, комплект инструмента и принадлежностей, комплект измерительной аппаратуры, и др.

Исходным документом для проектирования того или иного изде­лия является техническое задание. Техническое задание на разработку содержит (Р 50-605-80-93): общие сведения о разработке; требования, предъявляемые к изделию; требования к процессу разработки.

В этом документе четко форму­лируют назначение создаваемого изделия, предъявляемые к нему эксплуатационные требования, режимы работы, по возможности, основные его характеристики и другие сведения, подлежащие безус­ловному выполнению конструктором. Техническое задание конструк­тору выдает заказчик. Если разработка инициативная, то в роли заказчика может выступать сам конструктор. В учебном процессе техническое задание представлено в виде бланка задания на вы­полнение курсового проекта.

После получения задания конструктор (студент) должен изучить его и все возникшие вопросы, сомнения и предложения проработать с заказчиком (консультантом).

ГОСТ 2.103 предусматривает 6 стадий разработки конструкторской документации, разделенный на две группы.

Первая группа - разработка проектной конструкторской документации включает стадии:

1 - техническое предложение;

2 - эскизный проект;

3 - технический проект.

Ко второй группе - разработка рабочей конструкторской документации отнесены:

4 - опытный образец (опытная партия) изделия;

5 - изделие серийного (массового) производства 

6 - изделие единичного производства.

Рассмотрим содержание стадий, относящихся к первой группе.

Техническое предложение (ГОСТ 2.118) - совокупность конструкторских документов, которые должны содержать технические и технико-экономические обоснования целесообразности разработки документации изделия на основании анализа технического задания заказчика и различных вариантов возможных решений изделий, сравнительной оценки решений, и патентные исследования.

На данной стадии конструктору приходится работать со справоч­ной литературой, каталогами, альбомами чертежей, стандартами, проспектами и технической документацией предприятий и фирм, вы­пускающих аналогичные изделия, описаниями патентов и авторских свидетельств на изобретения. При этом изыскиваются аналоги и прототипы разрабатываемого изделия, оцениваются их достоинства и недостатки, выявляются основные тенденции в совершенствовании конструкций и наиболее перспективные технические решения. Такая работа требует от начинающего конструктора значительных затрат времени и напряженного умственного труда.

В курсовом проекте из-за недостатка времени техническое пре­дложение привода устанавливается заданием в виде его кинемати­ческой схемы, а студенту предлагается сравнить заданный вариант конструктивной схемы с другими возможными вариантами и сформули­ровать достоинства и недостатки разрабатываемой схемы привода.

Техническое предложение согласовывается с заказчиком, утверж­дается им, и является основанием для разработки эскизного проекта.

Эскизный проект (ГОСТ 2.119) - совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого изделия.

В любом сложном механизме можно выделить отдельные агрегаты и узлы, задача конструирования или выбора которых может рассмат­риваться как частная. При эскизном проектировании, после выполнения необходимых вычислений, определяют требуемые параметры узлов и агрегатов, осуществляют их выбор из каталогов серийно выпускаемых изделий или выполняют конструирование и проектные расчеты.

Технический проект (ГОСТ 2.120) - совокупность конструкторских документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, и исходные данные для разработки рабочей документации.

Техническое проектирование предполагает выполнение проверочных расчётов, подтверждающих работоспособность изделия, обоснование принятых решений.

Итогом работы конструктора на каждой стадии проектирования является совокупность документов, представляемых в графической и текстовой формах.

Графические документы:

- чертеж детали - изображение детали и сведения, необходимые для ее изготовления и контроля;

- сборочный чертеж - изображение изделия и сведения, необходимые для сборки (изготовления) и контроля;

- чертеж общего вида – графический документ, определяющий конструкцию изделия, взаимодействие его основных составных частей и поясняющий принцип работы изделия;

- теоретический чертеж – графический документ, определяющий геометрическую форму (обводы) изделия и координаты расположения составных частей;

- габаритный чертеж - контурное изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами;

- монтажный чертеж - контурное изображение изделия, а также сведения, необходимые для его установки;

- схема, на которой показаны в виде условных изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними;

- спецификация, определяющая состав сборочной единицы, комплекса или комплекта;

- электронная модель детали/сборочной единицы и др.

Текстовые документы:

- ведомости (ведомость - документ, содержащий перечень документов или изделий): ссылочных документов, спецификаций, покупных изделий, разрешения применения покупных изделий, держателей подлинников, технического предложения, эскизного и технического проектов;

- пояснительная записка, содержащая описание устройства и принципа действия разрабатываемого изделия, а также обоснование принятых при его разработке технических и технико-экономических решений;

- технические условия – документ, содержащий потребительские (эксплуатационные) показатели изделия и методы контроля его качества;

- программа и методика испытаний;

- таблица, расчет, инструкция;

- ремонтные и эксплуатационные документы.

Номенклатура конструкторских документов, разрабатываемых на каждой стадии проектирования, приведена в ГОСТ 2.102.

Стандартами ЕСКД для каждой стадии проектирования (см. выше) определены перечни выполняемых работ, а также установлены требования к оформлению и содержанию разрабатываемых документов.

Состав документов, разрабатываемых при выполнении курсового проекта, указан в задании на проектирование.

В состав механического привода входят электродвигатель, зубчатый редуктор, ременная или цепная передачи, муфты. Требуемые значения их параметров оп­ределяют в результате энергетического и кинематического рас­четов привода. При проектировании электродвигатель и муфты вы­бирают из числа серийно выпускаемых. Вопросы конструирования решают главным образом применительно к зубчатому редуктору, ременной или цепной передачам.