Детали машин и основы конструирования

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

šКузбасский государственный технический университетŸ

Кафедра прикладной механики

ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ МАШИН И КОНСТРУКТОРСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА

Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 230201

"Информационные системы и технологии"

Составители В. П. Котурга Л. М. Полетаева О. В. Любимов

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 2 от 31.10.2007 Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 230201 Протокол № 139 от 20.11.2007

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

1

Кемерово 2008

1 Назначение проекта

Выполнение курсового проекта по курсу способствует закреплению теоретических знаний и использованию их при проектировании и конструировании технических устройств различного назначения.

2 Тематика проекта и виды разрабатываемых конструкторских документов

В задании на курсовой проект студентам предлагаются приводные установки различного назначения. Такие установки состоят из электродвигателя, одноступенчатого редуктора (цилиндрического, конического или червячного) и открытой передачи.

При выполнении проекта разрабатываются графические и текстовые документы.

3 Общие требования к проекту

В процессе учебного проектирования необходимо совместное ведение расчетов и графических разработок.

При разработке графических и текстовых документов необходимо выполнять требования стандартов ЕСКД.

3.1 Графическая часть

Графическая часть разрабатывается на стадии технического проекта и представляет собой чертеж общего вида редуктора, который должен содержать:

а) изображения изделия (виды, разрезы, сечения), текстовую часть (техническая характеристика, технические требования и характеристика зацепления);

б) размеры и другие наносимые на изображения данные (при необходимости).

Объем графической части – 2 листа формата А1.

К чертежу составляется спецификация по ГОСТ 2.108-68.

2

3.2 Текстовая часть

Текстовым документом проекта является расчетнопояснительная записка.

При выполнении проекта необходимо соблюдать требования ГОСТ 2.105-95 "Правила оформления текстовых документов". Порядок изложения расчетов определяется характером рассчитываемых величин. Расчеты в общем случае должны содержать: эскиз или схему, задачу расчета, данные для расчета, условия расчета, расчет, заключение.

Расчет необходимо выполнять в единицах СИ.

4 Последовательность выполнения проекта

4.1 Выполнение проектных расчетов

Расчеты производятся на основании полученного задания и содержат:

4.1.1Выбор электродвигателя и кинематический расчет;

4.1.2Расчет передач привода;

4.1.3Проектный расчет валов;

4.1.4Подбор подшипников;

4.1.5Выбор способа смазывания передач и подшипников, назначение смазочного материала;

4.1.6Определение конструктивных размеров колес, подшипниковых крышек и корпуса редуктора;

4.1.7Эскизная компоновка редуктора;

4.1.8Подбор и проверка прочности шпонок;

4.1.9Проверочный расчет валов;

4.1.10Расчет подшипников.

5 Некоторые методические указания по выполнению проекта

5.1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет

3

Задача расчета состоит в том, чтобы, используя данные для расчета, выбрать типоразмер двигателя; определить передаточное отношение привода и разбить его по ступеням; определить частоты вращения валов привода; определить мощности и вращающие моменты на валах привода.

Типоразмер электродвигателя принимается по мощности и частоте вращения [2, с. 417]. Значения КПД и передаточных отношений передач принимать по [2, с. 6].

5.2 Расчет передач привода

5.2.1 Зубчатые передачи

Расчет необходимо проводить в следующей последовательности:

а) выбрать материал для зубчатых колес [1; 3, с. 316]; б) определить допускаемые напряжения (контактные и из-

гиба) для расчета на выносливость [1; 3, с. 316]; в) рассчитать передачи. Задача расчета заключается в опре-

делении размеров передачи из условия контактной выносливости рабочих поверхностей зубьев [1; 3, с. 282; 4, с. 133].

5.2.2 Червячные передачи

Расчет необходимо проводить в следующей последовательности:

а) выбрать материал. В связи с высокими скоростями скольжения и неблагоприятными условиями гидродинамической смазки материалы червячной пары должны обладать антифрикционными свойствами, износостойкостью, пониженной склонностью к заеданию;

б) определить допускаемые напряжения (контактные и изгиба). Допускаемые напряжения определять для материала червячного колеса, как менее прочного. При определении [ Н] необходимо определить по эмпирической зависимости ожидаемую скорость скольжения с последующим ее уточнением и соответствующей корректировкой [ Н] [1, 3, с. 337];

4

в) рассчитать червячную пару. Задача расчета заключается в определении размеров червячной передачи по условию предупреждения заедания [1; 3, с. 337; 4, с. 168].

5.2.3 Передачи гибкой связью

Расчет рекомендуется проводить по следующим источни-

кам:

а) плоскоременной [1; 3, с. 364]; б) клиноременной [1; 3, с. 364; 4, с. 177]; в) цепной [1; 3, с. 380; 4, с. 183]

5.3 Проектный расчет валов

Диаметры выходных концов валов редуктора необходимо определять из расчета работы вала только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях. Диаметр выходного конца ведущего вала редуктора необходимо согласовать с диаметром вала принятого электродвигателя. Остальные диаметры назначать конструктивно. Диаметры посадочных мест под подшипники принимать из ряда стандартных диаметров подшипников качения; остальные посадочные диаметры – по ГОСТ 6636-69 šНормальные линейные размерыŸ.

5.4 Подбор подшипников

Подшипники назначать по диаметрам посадочных мест и характеру действующих нагрузок [1, 2, 3, 4].

5.5Выбор способа смазывания передач и подшипников, назначение смазочного материала

Для передач редукторов применяют непрерывное смазывание жидким маслом картерным способом (окунанием). Способ применим для зубчатых передач при окружных скоростях v = 0,3...12, м/с; для червячных передач при скоростях скольжения vS до 10 м/с. [2, с. 172].

Смазка подшипников качения осуществляется:

5

а) при скоростях v 1 м/с – путем разбрызгивания из общей масляной ванны;

б) при скоростях v < 1 м/с – отдельно пластичной смазкой. Чтобы удержать смазку в подшипнике и воспрепятствовать ее попаданию в масляную ванну в конструкции необходимо пре-

дусмотреть мазеудерживающие кольца.

Марка масла назначается по кинематической вязкости, которая выбирается в зависимости от Н и v [2, с. 173].

5.7Определение конструктивных размеров колес, подшипниковых крышек и корпуса редуктора

При определении конструктивных размеров руководствоваться:

а) зубчатых и червячных колес [2, с. 62]; б) подшипниковых крышек [2, с. 148]; в) корпуса и крышки редуктора [2, с. 260].

5.7 Эскизная проработка конструкции редуктора

Выполнять в масштабе 1:1 на миллиметровой бумаге с целью определения габаритов редуктора, взаимного расположения элементов его конструкции, создания исходных данных для проверочных расчетов.

5.8Подбор и проверка прочности шпоночных соединений

Размеры сечения шпонки b x h необходимо принимать по диаметру вала. Длину шпонки согласовать с длиной ступицы сопрягаемой детали и принять стандартной. Затем прочность принятой шпонки проверить по напряжениям смятия [2, 3, 4].

5.9 Проверочный расчет валов

Расчет производится по критериям усталостной и статической прочности [1, 3, 4].

6

Внешними нагрузками для валов редукторов являются силы в зацеплении.

5.10 Расчет подшипников

Для того чтобы подшипники были гармоничны по срокам службы с передачами, их необходимо рассчитывать на долговечность (ресурс), равную общему времени работы привода в часах (или на кратную этому времени долговечность).

Расчет производится для наиболее нагруженной опоры (у которой больше величина эквивалентной нагрузки).

С целью унификации вал устанавливается на одинаковых подшипниках [1; 3, с. 439; 4, с. 207].

5.11 Оформление текстовых документов

Текстовый документ (расчетно-пояснительная записка) оформляется на основе черновых расчетов в соответствии с ГОСТ 2.105-95.

Спецификация также является текстовым документом и оформляется по ГОСТ 2.108-68.

В приложениях даны примеры выполнения требований к текстовым документам и оформления титульного листа расчетнопояснительной записки.

Список рекомендуемой литературы

1.Иванов М. Н. Детали машин: учебник для машиностроительных специальностей вузов / М. Н. Иванов, В. А. Финогенов. – М.: Высш. шк., 2006. – 408 с.

2.Дунаев П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. – М.: Высш. шк., 2005. – 447 с.

3.Шелофаст В. В. Основы проектирования машин. – М.: Изд-во АПМ, 2005. – 472 с.

7

4. Шелофаст В. В. Основы проектирования машин: Примеры решения задач / В. В. Шелофаст, Т. Б. Чугунова. – М.: Изд-во АПМ, 2004. – 240 с.

Приложение А Задание на курсовой проект

8

Задание 4

9

Задание 6