Детали машин. Методички к курсовому проекту / ПРИМЕР ПОЯСН ЗАПИСКИ
.pdfМинистерство образования Российской Федерации
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Детали машин и ТММ
П Р И М Е Р ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
Методические указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных специальностей
всех форм обучения
3-е издание, переработанное и дополненное
Нижний Новгород
2002
Составители А.А. Ульянов, Ю.П. Кисляков, Л.Т. Крюков
УДК 621.833: 539.4 (075.5)
Пример пояснительной записки: Метод. указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных спец. всех форм обучения.- 3-е изд., перераб. и доп. / НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов, Ю.П. Кисляков, Л.Т. Крюков - Н. Новгород, 2002. – 44 с.
Научный редактор Н.В. Дворянинов
Редактор И.И. Морозова
Подписано в печать 06.06.02. Формат 60х841/16. Бумага газетная. Печать офсетная. Печ. л. .2,75. Уч.- изд. л. 2,6. Тираж 1500 экз. Заказ 431.
Нижегородский государственный технический университет. Типография НГТУ, 603600, Н. Новгород, ул. Минина, 24.
© Нижегородский государственный технический университет, 2002
2
Прочти обязательно!
ПРЕДИСЛОВИЕ
1Пример “Пояснительной записки” написан в соответствии с ГОСТ 2.105–95 ЕСКД
иСТП 1-V-НГТУ-98 для оформления текстовой документации на изделия машиностроения.
2Перед началом выполнения проекта следует внимательно ознакомиться с “Правилами оформления пояснительных записок и чертежей” [13 ].
3По отдельным разделам расчетной части проекта имеются методические указания
кафедры.
4Так как курсовой проект по деталям машин является первым по-настоящему инженерным проектом, то основной упор в нем делается на усвоение физического смысла и границ существования параметров и конструкций изделий, т.е. ставится задача их анализа. Поэтому в отличие от 2-го издания (1992 г.) в данном "Примере" рассматривается только один вариант привода. На старших курсах решается задача синтеза – выбора из многих вариаций параметров и конструкций оптимального решения с использованием компьютера.
5Для возможности контроля ошибок в черновом варианте записку следует писать в “развернутой” (не в табличной) форме, т.е. формула – подстановка в нее параметров – результат. Сразу же давать ссылку на используемые источники литературы, ведя список источников на отдельном листе.
Записку следует начисто переписывать по нескольку листов в день в течение всего проектирования. иначе написание записки всей сразу в конце проектирования окажется самым трудным этапом работы.
6Для массового и крупносерийного производств заготовки корпусных деталей – литье. При мощности двигателя не более 3 кВт не злоупотреблять химико-термической обработкой (цементация, нитроцементация, азотирование) зубьев, так как в пределах малых
межосевых расстояний аW при этом не удается разместить подшипники качения соседних валов и между ними болты крепления крышки к корпусу редуктора. При увеличении из-за этого аW зубья передачи оказываются недогруженными, а отсюда теряется смысл применения дорогой технологии.
При единичном и мелкосерийном проиводствах заготовки корпусных деталей сварные.
7 При расчете валов консольные нагрузки на их концах от муфт и открытых передач (ременных, цепных, зубчатых) следует учитывать обязательно.Для единообразия расчетов
валов условно принято считать окружные силы Ft в зацеплениях и силы муфт FМ лежащими
в горизонтальных плоскостях X, а плоскости Y располагают по плоскостям валов редуктора. Консольные нагрузки также следует учитывать при расчете болтов крепления
редуктора к раме (плите).
8В учебном проекте конец входого вала редуктора следует выполнять коническим; конец выходного вала допускается делать цилиндрическим.
9На долговечность рассчитывается наиболее нагруженное сечение того вала, который выдан руководителем проекта для выполнения рабочего чертежа.
10 Класс прочности болтов (винтов) крепления крышки редуктора к корпусу должен быть [7. c.264] не ниже 6.6.
11 Форменный бланк наклеивается (рисуется) на обложку записки из ватмана.
В данном "Примере записки" он не приводится. Образец оформления этого бланка см. в
[ 13, c.25, приложение Е ].
3
5
6
7
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
1.1 Введение
Ленточный конвейер [1, c.3] предназначен для перемещения массовых (насыпных) или штучных грузов непрерывным потоком. Он состоит из приводного и натяжного барабанов, охватывающей их ленты, поддерживающих роликов, привода, натяжного устройства и рамы.
Рабочая ветвь ленты верхняя, по техническому заданию (ТЗ) в соответствии с рисунком 1 приводной барабан должен иметь правое вращение. Груз транспортируется на высоте H + D/2 = 650 + 200 = 850 мм (толщиной ленты пренебрегаем). Конвейер установлен в помещении цеха, условия работы нормальные (t0 = 20 0С).
Привод (рисунок 1) включает в себя электродвигатель 1, клиноременную передачу 2 с нормальными ремнями, коническо-цилиндрический редуктор (КЦ) 3, муфту 4.
Тяговое усилие F на приводном барабане передается силами трения за счет натяжения ленты.
По графику нагрузки в соответствии с рисунком 2 ТЗ режим работы конвейера переменный без реверсирования привода.
Масштаб выпуска – мелкосерийный: основной способ получения заготовок корпусных деталей – сварка; зубчатых колес – прокат или поковка.
1.2 Энергетический и кинематический расчеты привода
1.2.1 КПД привода
Общий КПД привода [1, c.7] в соответствии с рисунком 1 (ТЗ):0 = 1 2 3 4 5,
где согласно [1, c.7] i (i = 1...5) представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – КПД кинематических пар привода
Ременная |
Зубчатая закрытая передача |
Муфта |
Подшипники качения |
|||
передача |
коническая |
цилиндрическая |
вала барабана |
|||
|
||||||
1= 0,95 |
2 = 0,96 |
3 = 0,97 |
4 = 0,98 |
5 = 0,99 |
|
|
|
0 = 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 = 0,86. |
|
|
|||
1.2.2 Подбор электродвигателя |
|
|
|
При заданной циклограмме нагружения режим технологического процесса фиксирован, двигатель работает в повторно-кратковременном режиме
с продолжительностью включения под нагрузкой [1, c.7] 10 мин |
t 60 мин. |
|||
Потребная мощность двигателя, кВт, |
|
|||
|
|
|
Рдв = ТEnб / 9550 0 , |
(1.1) |
где ТE = KEТnom – эквивалентный вращающий момент, Н м; |
|
|||
Т |
= Т |
б |
– номинальный длительный (число циклов N 104...105) момент, |
|
nom |
|
|
|
|
равный моменту на валу барабана: |
|
|||
|
|
|
Тб = FD / 2000 = 4500 400 / 2000 = 900 Н м, |
(1.2) |
8 |
|
|
|
|
KE – коэффициент приведения заданного переменного режима нагружения к эквивалентному постоянному [1, c.8] :
KE = [ (Тi / Тnom)2(Lhi / Lh) ]1/2 = [120,4 + 0,520,2 + 0,220,4]1/2 = 0,68;
ТE = 0,68900 = 612 Н м;
nб – частота вращения приводного барабана, мин-1:
nб = 6 104v / (D) = 6 1041,2 / ( 400) = 57,3 мин-1; (1.3) Тогда Рдв = 612 57,3 / 95500,86 = 4,27 кВт.
Возможные к применению двигатели [1, c.23, 24] приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Характеристика двигателей
Вариант |
Марка двигателя |
РДВ, кВт |
nДВ,мин-1 |
Тпуск/Т |
Тmax/Т |
Масса, кг |
1 |
АИР 100L2У3 |
5,5 |
2850 |
2,1 |
2,4 |
38,0 |
2 |
АИР 112М4У3 |
5,5 |
1430 |
2,0 |
2,5 |
49,0 |
3 |
АИР 132S6У3 |
5,5 |
960 |
2,0 |
2,2 |
68,5 |
4 |
АИР 132М8У3 |
5,5 |
715 |
1,8 |
2,2 |
82,0 |
Форма исполнения двигателей – IM 1081 (на лапах).
Все двигатели удовлетворяют условиям пуска: Тпуск/Т 1,6
1.2.3 Общее передаточное число и его разбивка по ступеням передач
Общее передаточное число привода u0 = nДВ / nб и его разбивка по ступеням передач для 4-х вариантов двигателей приведены в таблице 1.3, где отдельные передаточные числа обозначены :
uр – клиноременной передачи;
uред = u0 / uр – редуктора : uред = uБ / uТ ;
uБ – быстроходной (конической) ступени редуктора; uТ – тихоходной (цилиндрической) ступени редуктора.
При разбивке u0 были использованы рекомендации [1, c.11] :
uр до 2...3-х и для редукторов КЦ [1, c.13] uред = 6,3...40 (рекомендуемые
12,5...20); u = 0,63 (u |
2)1/3 или 2 u |
1/3–1- (используется та из формул, где |
|||||||||||||||||
|
|
Т |
ред |
|
|
|
ред |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
получается uБ uТ |
при uБ и uТ 6,3). Округление uБ проводилось по |
|
|||||||||||||||||
ГОСТ 12289-76, uТ - по ГОСТ 2185-66. |
Отклонение общего передаточного |
||||||||||||||||||
числа при округлении [1, c.14]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
u0 = 100(u0 – u0) / u0 % [ u0 = 4%] |
|
|
|
|
|
(1.4) |
||||||||||||
|
|
|
Таблица 1.3 – Разбивка u0 по ступеням передач |
|
|
|
|
||||||||||||
Вари |
Двига- |
|
u0 |
|
u |
|
u |
uБ |
|
uТ |
|
uБ |
uТ |
u |
ред |
u |
р |
u0 |
u0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ант |
тель |
|
|
|
р |
|
ред |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
100L2 |
|
49,74 |
|
1,99 |
|
25 |
5,16 |
|
4,85 |
|
5 |
5 |
25 |
1,99 |
49,74 |
0 |
||
2 |
112М4 |
|
25 |
|
1,56 |
|
16 |
4 |
|
4 |
|
4 |
4 |
16 |
1,56 |
25 |
0 |
||
3 |
132S6 |
|
16,75 |
|
1,34 |
|
12,5 |
3,68 |
|
3,39 |
|
3,55 |
3,55 |
12,6 |
1,33 |
16,76 |
–0,06 |
||
4 |
132М8 |
|
12,48 |
|
1,25 |
|
10 |
3,42 |
|
2,92 |
|
3,55 |
2,8 |
9,94 |
1,26 |
12,43 |
0,4 |
Примечание – Округление uр следует производить при расчете ременной передачи.
9
Исходя из указанных рекомендаций по передаточным числам, а также с учетом того, что при равных условиях двигатели с nС = 1500 мин-1 имеют хорошие эксплуатационные характеристики и наибольшее применение, для заданного привода выбираем
ДВИГАТЕЛЬ АИР 112М4У3 ТУ16-525.571-84.
Размеры выбранного двигателя [1, c.25, 26] представлены на рисунке 1.1. Габариты, мм :
l30 = 435 ; h31 = 285 ; d30 = 246 .
Установочные и присоединительные размеры, мм :
|
d1 = 32 ; l1 = 80 ; b1 = 10 ; h1 = 8 ; |
|
|
|
l10 = 140 ; l31 = 70 ; d10 = 12 ; b10 = 190 ; |
|
|
|
h = 112 ; h10 = 12 . |
|
|
|
Исполнение IM 1081. |
|
|
Рисунок 1.1- Размеры двигателя |
|
|
|
1.2.4 Частоты вращения и моменты на валах |
|
|
|
|
Частота вращения i- го |
(i |
= |
|
1,2...5) вала [1, c.14] : |
|
|
|
ni = n1 / u1-i , |
(1.5) |
|
|
где u1-i – передаточное число между |
||
|
валом двигателя (i = 1) и i- м валом |
||
|
привода (рисунок 1.2). |
|
|
|
Направления вращения валов на |
||
|
рисунке 2 показаны стрелками. |
|
|
|
Вращающий момент на |
j |
–м |
|
валу (j = 5, 4...1) : |
|
|
Рисунок 1.2 – Кинематическая схема привода |
Tj = T5 / u5-j 5-j, |
(1.6) |
|
|
|
|
где u5-j, 5-j – соответственно передаточное число и КПД между валом барабана (j = 5) и j – м валом привода.
Результаты расчета по формулам (1.5) и (1.6) для выбранного варианта двигателя представлены в таблице 1.4.
Таблица 1.4 – Частоты вращения и моменты на валах
Вал |
|
П |
а р а м е т |
р ы |
|
|
u1-i |
ni , мин-1 |
|
u5-j |
5-j |
Tj_, Н м |
|
|
|
|||||
I |
1 |
1430 |
|
25 |
0,86 |
41,9 |
II |
1,56 |
916,7 |
|
16 |
0,9 |
62,5 |
III |
6,25 |
228,8 |
|
4 |
0,94 |
239,4 |
IV |
25 |
57,2 |
|
1 |
0,97 |
928 |
V |
25 |
57,2 |
|
1 |
1 |
900 |
10