Еремеев В.К., Горнов Ю.Н. Детали машин. Курсовое проектирование - файл n1.doc

приобрести
Еремеев В.К., Горнов Ю.Н. Детали машин. Курсовое проектирование
скачать (4269.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc4270kb.13.09.2012 11:02скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ Технологии и компьютеризации машиностроения
КАФЕДРА Конструирования и стандартизации в машиностроении





ДЕТАЛИ МАШИН

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ




Методическое пособие и задания к проектам

для студентов заочной формы обучения

всех технических специальностей
Разработали: к.т.н., доц. В.К. Еремеев, к.т.н., доц. Ю.Н. Горнов


2004г.


№ раз.

Наименование раздела

стр.

1.1

Назначение курсового проекта

с.3

1.2

Содержание и объём курсового проекта

с.3

2

Основные требования к оформлению расчётно-пояснительной записки

с.4

3

Последовательность работы над проектом

с.13

4

Защита курсового проекта

с.14

5

Основные принципы проектирования

с.15

6

Выбор материала деталей машин и связь с технологией изготовления

с.22

7

Выбор стандартизированных параметров и расчёт цилиндрических зубчатых колёс

с.28

8

Расчёт конических зубчатых колёс

с.33

9

Расчёт червячных передач

с.35

10

Предварительный расчёт валов

с.44

11

Выбор и расчёт подшипниковых опор

с.45

12

Смазывание редукторов и подшипников

с.51

13

Посадки основных деталей передач, назначение шероховатости обработки, обозначение свойств материалов и технологических требований

с.57

14

Выполнение компоновочных чертежей редуктора

с.63

15

Порядок выполнения курсового проекта

с.66

16

Пример выполнения курсового проекта

с.69

17

Задания на курсовое проектирование

с.87

18

Справочные данные

с.94

18.1

Шпонки призматические

с.94

18.2

Подшипники качения

с.95

18.3.1

Коэффициенты для расчёта подшипников

с.109

18.3.3

Основные элементы конических концов валов

с.112

18.4

Ремни клиновые

с.113

18.5

Цепи приводные

с.117

18.6

Муфты для соединения концов валов

с.120

18.7

Электродвигатели

с.129




Список рекомендуемой литературы

с.132




  1. Содержание курсового проекта и методическое пособие по его

выполнению и защите



    1. . Назначение курсового проекта

Курсовое проектирование имеет большое значение в развитии самостоятельных навыков творческой работы студентов и определяет степень практического овладения теоретическим курсом предмета «Детали машин и основы конструирования».

Курсовой проект является важной самостоятельной инженерной работой студента, охватывающей вопросы расчёта на прочность, жёсткость, износостойкость, долговечность и другие виды работоспособности деталей машин. Выполнение проекта неизбежно связано с использованием необходимой технической литературы, справочников и прикладных компьютерных программ по проектированию машин.

Умение правильно и эффективно пользоваться технической литературой, действующими государственными стандартами и прикладными компьютерными программами даёт студенту возможность быстрого использования полученных знаний в производственных условиях.

1.2. Содержание и объем курсового проекта
Проект по деталям машин должен состоять из пояснительной записки и чертежей. Количество чертежей и их содержание определяются программой курса для соот­ветствующей специальности.

В проекте по деталям машин для студентов механических и маши­ностроительных специальностей надлежит выполнить три листа чер­тежей формата 24 (594X841 мм2), из которых один лист — установоч­ный (общий вид привода), один лист - сборочный чертёж редуктора и один лист — рабочие чер­тежи трех-четырех деталей редуктора или привода (корпусная деталь, зубчатое или червячное колесо, червяк, вал » т. п.). Для студентов, изучающих предмет «Детали машин» в курсе «Прикладная механика» или «Механика», необходимо выполнить два листа чертежей, из которых один сборочный чертёж редуктора, а второй – три или четыре его детали.

Расчетно-пояснительная записка начинается с титульного листа.

В начале пояснительной записки должны быть приведены: а) схема привода или схема транспортной машины с чис­ловыми данными; б) краткое описание всего устройства; в) перечень разрабатываемых узлов.

После этого в записке должны быть изложены следующие вопро­сы: а) определение мощности электродвигателя; б) подбор электродви­гателя по каталогу; в) проверка выбранного электродвигателя для транспортирующей машины по величине пускового момента; г) выбор типа передач транспортирующей машины и обоснование этого выбора; д) определение общего передаточного числа привода машины; е) разбивка общего передаточного числа привода на передаточные числа отдельных передач и обоснование выбранных пе­редаточных чисел отдельных передач; ж) определение мощности, угло­вой скорости и вращающего момента для каждого вала передач при­вода.

Затем в разделах записки по каждому узлу должны быть указаны: а) исходные данные для проектирования узла; б) обоснование конст­рукции узла и выбор материалов деталей; в) исчерпывающий расчет на прочность, жёсткость, долговечность и изнашивание всех основных элементов привода; г) размеры расчётные и конструктивно – технологические; д) описание сборки редуктора, системы смазки и эксплуатации.

Каждый студент получает и выполняет индивидуальное задание в соответствии со своим шифром. Задания приведены в настоящих методических указаниях и содержат: наименование проекта, кинематическую схему проектируемой машины, величины заданных параметров, указания к выполнению графической части.
2.Основные требования к оформлению расчётно–пояснительной записки
Расчётно-пояснительная записка должна выполняться в соответствии с действующим стандартом ИрГТУ «ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ» (арх.№СПТ ИрГТУ 05-99.). Данный стандарт является обязательным приложением настоящего методического пособия. В стандарте даны все необходимые материалы по оформлению проекта, включая титульный и рабочие листы, обозначению нумерации проекта и составляющих чертежей, форм и заполнению спецификаций, форм технических заданий на проектирование, выполнению иллюстративной части расчётно-пояснительной записки. В соответствии с данным стандартом выполняются курсовые проекты по другим дисциплинам, а также дипломный проект.

Рекомендуется выполнение проекта в электронном виде с последующей распечаткой на принтере или плоттере. Минимальный формат распечатки чертежей в данном случае должен быть не менее А3 (297*420 мм2). Студент на защите проекта должен иметь при себе дискеты с записью расчётно- пояснительной записки в системе «Word”, графической части в системе «AutoCad” и выполнять в присутствии преподавателя необходимую корректировку чертежей в электронном виде.

В записке приводится оглавление, содержащее перечень этапов расчета. Запись производится чернилами или машинописным текстом на одной стороне листа. С правой сто­роны каждого листа оставляют поле 30 мм, на которое выносят раз­меры и величины, принятые для конструирования и дальнейшего рас­чета, а также выписывают стандарт, нормаль, ссылку на литературный источник. С левой стороны оставляют поле 25 мм для брошюровки. Для каждого этапа расчета дают четко сформулированный заголовок с указанием, какую деталь рассчитывают и на какой вид работоспо­собности.

Расчеты деталей машин рекомендуется производить, за некоторым исключением, в единицах СИ — в м, мм, Н, кН, МН, Нм, Па, МПа.

Достаточная точность машиностроительных расчетов для сил — в десятке чисел Н, для моментов — в десятых долях чисел Нм и для напряжений — в десятых долях чисел МПа; при этом 0,5 и больше считается за единицу, а меньшая дробь отбрасывается. Для линейных размеров в миллиметрах берут только целые числа, следовательно, при сантиметрах достаточно закончить первым десятичным знаком. Лишь в особых случаях нужна большая точность — до десятых и даже до сотых долей миллиметра, например, при конусах, винтовой нарезке и в профилировании зубьев.

Все сказанное относится только к расчету, а не к изготовлению и обработке, где требуемая точность выражается в десятых, сотых и в тысячных долях миллиметра.

При технических расчетах следует брать ? = 3,14; ?2 = 10; g = 10 (если ускорение силы тяжести g в м/с2); ?/32 = 0,1; ?/64 = 0,05; ?/16= 0,2 и т. д.

Расчет рекомендуется писать как в целях облегчения проверки его самим автором или другим лицом, так и во избежание ошибок в такой форме: сначала должна быть написана формула в буквах; затем ту же формулу без всяких алгебраических преобразований пишут в цифрах; после этого пишется результат вычисления. Например, при определении делительного диаметра зубчатого колеса расчет следует писать так: d = z*m = 5*20 = 100 мм, где z — число зубьев колеса, a m — модуль зацепления. Несоблюдение указанного правила затрудняет чтение и проверку расчета и, кроме того, может привести к ошибке.

Расчет следует оформить с достаточно ясными заголовками, в опреде­ленном порядке, с необходимым пояснительным текстом, сопровождать эскизами рассчитываемых деталей, а также схемами сил и эпюрами моментов, действующих на эти детали. При необходимости к эскизам деталей надо давать также расчетные сечения.

Эскизы рассчитываемых деталей и расчетные сечения выполняют с соблюдением условностей ГОСТов на чертежи. На эскизах и сечениях размеры должны быть поставлены в тех же буквах, какие имеются в расчетных формулах.

При расчете все время необходимо следить за однородностью фор­мул.

Наконец, необходимо отметить, что при проектировании машин и их деталей на первом месте всегда должен быть физический смысл рассматриваемого вопроса, а расчет является лишь вспомогательным средством. Увлечение абстрактным расчетом в ущерб конструктивной стороне проектирования, выявляемой лишь с помощью чертежа, часто ведет к полной неудаче «точно рассчитанной» конструкции и к излиш­ней трате труда, времени и средств при ее изготовлении и обработке.

Приступать к вычерчиванию необходимо сейчас же, как только предварительный расчет даст достаточно данных для чертежа. Чертеж и расчет должны производиться параллельно, таким образом, чтобы расчет лишь немного опережал чертеж, иначе неизбежны ошибки, которые могут быть выявлены лишь впоследствии, что повлечет за со­бой большую потерю труда и времени. Поэтому следует придержи­ваться правила: все полученные расчетом размеры немедленно прове­рять путем нанесения их на чертеж.

При проектировании машин и их деталей и при выполнении чер­тежей необходимо руководствоваться ГОСТами на чертежи в машино­строении. Однако рекомендованные ЕСКД упрощенные и условные изображения, как, например, для резьбовых деталей и подшипников качения, при учебном проектировании с учебно-методической точки зре­ния недопустимы, так как студенты должны изучить не только конструк­цию и назначение деталей и узлов, но и взаимодействие их в машине.

Чертить необходимо сразу во всех проекциях, в противном случае могут быть задержки и ошибки при вычерчивании. Число проекций должно быть минимальным, но с тем условием, чтобы ясность в чертежах устройства машины, а также ее узлов и деталей была полная. В простейших случаях, например для тел вращения, достаточно двух проекций, а иногда даже одной. На машиностроительных чертежах особенно важны разрезы, выяс­няющие внутреннее устройство машины, ее узлов и деталей.

Выбирать проекции и разрезы следует так, чтобы при наименьшем их числе не только форма, но и все размеры каждой детали выяснились полностью. Пустотелые части рекомендуется показывать в разрезах, а ребристые и плоские — в наружном виде. Масштаб чертежей по возможности должен быть выбран 1:1, при невозможности использования этого масштаба допускается меньший масштаб, выбираемый по ГОСТу.

Курсовой проект по деталям машин должен содержать следующие виды документов: а) чертежи деталей; б) чертежи общих видов сборочных единиц (узлов); в) чертеж общего вида изделия, который объединяет габаритный и монтажный чертежи; г) спецификации изделия и сборочных единиц ; д) расчетно-пояснительную записку.

Чертеж общего вида изделия (машины или привода) должен со­держать все данные, необходимые для монтажа машины или привода и подготовки их для эксплуатации. Эти чертежи выполняют с указанием габаритных, монтажных и присоединительных размеров, а также технической характеристики изделия. В спецификацию запи­сывают сборочные единицы (редуктор, муфты, рамы, механизм подъема машины и др.), стандартные изделия (электродвигатель и др.), а также те детали, которые не вошли в спецификации чертежей сборочных единиц.

Пример заполнения спецификации приведен в [1].

На рис.2 1 приведен пример оформления чертежа привода конвейера. Характеристика привода приведена ниже. Характеристика дана как рекомендуемая и корректируется в каждом конкретном случае в зависимости от варианта задания.

Характеристика привода выполняется на чертеже общего вида. Под ней или в другом свободном поле чертежа записываются технические требования по сборке привода (или машины), покраске, испытаниям, транспортировке и т. д.

На чертеже редуктора также должна быть приведена его техническая характеристика и технические требования по сборке, регулировке, испытаниям, консервации и т. д.

На детальных чертежах должны быть указаны все размеры для их изготовления, а также технические требования по взаимному отклонению обрабатываемых поверхностей, термической или другой обработке, требования к виду и качеству заготовки.



Рисунок 2.1. Чертёж привода конвейера
Чертеж общего вида сборочной единицы должен иметь специфика­цию всех деталей. В спецификации указывается позиция, наименование и количество деталей. Для стандартных деталей наименование их надо давать в соответствии с требованиями ГОСТов на эти детали и с указанием номеров ГОСТов.

На рис.2.2 приведен чертёж общего вида двухступенчатого цилиндрического редуктора.



1255


Рисунок 2.2.


ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИВОДА (рекомендуемая)

Наименование параметра

Размерность

Величина

Тяговое усилие (или расчётный момент на валу)

Кн. (Нм).

8

Линейная (или окружная) скорость

м/мин.(мин -1).

15

Общее передаточное число привода




25

Тип цепной (или ремённой) передачи

ПР 50,8 - 226,8 Гост13568-81

Редуктор

Тип

Цилиндрический

Передаточное число




19,2

Электродвигатель

Тип

АИР 90 L4

Мощность

квт.

2,2

Частота вращения

мин -1.

1460

Напряжение

в

380

ПВ

%

40

Тормоз

Тип

ТКГ -200

Тормозной момент

Нм.

780

Масса привода с электрооборудованием

Т.

0,7

Конкретные величины параметров будут различны в каждом варианте.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕДУКТОРА (рекомендуемая)

Общее передаточное число

U




ЗАЦЕПЛЕНИЕ

1я Ступень

Передаточное число

U1




Модуль нормальный

mn




Число зубьев

Шестерни

Z1




Колеса

Z2




Угол наклона зубьев






Исходный контур

ГОСТ------

Степень точности




2я Ступень

Передаточное число

U2




Модуль нормальный

mn




Число зубьев

Шестерни

Z3




Колеса

Z4




Угол наклона зубьев






Исходный контур

ГОСТ-------

Степень точности




Смазка

Зацеплений

(марка масла)

Подшипников

(марка масла)

Объём жидкой смазки, л.




Масса густой смазки, кг.




Подводимая мощность, квт.




Частота вращения быстроходного вала, мин -1.




Крутящий момент на тихоходном валу, Нм.




Допускаемая консольная нагрузка, Н.

на быстроходном валу




на тихоходном валу






ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ НА ЧЕРТЕЖЕ РЕДУКТОРА

(рекомендуемые)

  1. Специальные условия сборки редуктора (если требуется). Например : обеспечить соосность шага первой пары затяжкой гайки на втулке под шестерней поз….

  2. Осевая игра подшипников :

поз. …. 0,1 - 0,15мм.

поз. … 0,15 - 0,2 мм.

поз. … 0,2 - 0,25мм.

(осевую игру подшипников регулировать установкой прокладок под крышки поз….,

установкой дистанционных шайб поз. …, вращением и фиксацией винтов поз.…)


3. При сборке обеспечить пятно контакта в зацеплении:


Ступень

Боковой зазор

Пятно контакта

по высоте зуба

по длине зуба

первая

0,15 - 0,25 мм.

0,8 модуля

70%

вторая

0,25 - 0,35 мм.

0,8 модуля

70%


На нерабочей стороне зубьев обеих ступеней суммарная длина пятна контакта

не менее 60% длины зуба.

Для приработки под нагрузкой :

момент нагружения на тихоходном валу не более …. Нм. при частоте

вращения быстроходного вала …..мин -1 .

Рабочее направление вращения см. вид ….

  1. 4. Разъём между корпусом и крышкой покрыть пастой ( "Герметик"или др).

5. Перед обкаткой и эксплуатацией в редуктор залить жидкую смазку до уровня по маслоуказателю. Полости опор промыть керосином и заполнить смазкой "Литол 24" на 2/3 объёма

.

6. Окончательно собранный редуктор испытать:

-без нагрузки в течение часа при частоте вращения быстроходного вала

.... мин –1,

-под нагрузкой в течение двух часов при частоте вращения быстроходного вала ... мин -1 и полной нагрузкой (нагрузкой …%) крутящим моментом ти-

хоходного вала.

В процессе испытаний течи масла по корпусу, нагрев подшипников более 600 и посторонние неравномерные шумы не допускаются.

7. После испытаний редуктора жидкую смазку слить, сдать на склад, залить

консервирующую смазку "КС- 8" объёмом ….л и прокрутить редуктор без нагрузки в течение пяти минут.

8. Требования по окраске редуктора см. в инструкции ……( в пояснительной записке)(или записать на данном чертеже)

В каждом конкретном варианте приведенные выше требования могут быть изменены.

Для подсчёта приблизительной массы редуктора рекомендуется вычислить массу его по габаритным размерам, принимая как сплошной металл плотностью 7,85г/см3, и затем умножить полученную величину на 0,2-,03. Например, масса редуктора по рис.2 составит: 125*80*52*7,85 = 4082кг*0,25=1020кг.

Масса изделия является одним из основных его параметров и должна быть указана как на сборочных, так и на детальных чертежах.


На рис.2.3; 2.4; 2.5; 2.6 приведены чертежи основных деталей редуктора.


Рисунок 2.3 . Чертёж цилиндрического зубчатого колеса редуктора

Рисунок 2.4. Чертёж конического зубчатого колеса редуктора









Рисунок 2.5. Чертёж червяка червячного редуктора

Рисунок 2.6 Чертёж червячного колеса редуктора

3. Последовательность работы над проектом
Работу над проектом рекомендуется выполнять в следующем порядке.

3.1.Ознакомиться с заданием. Подбор литературы, необходимой для проектирования. Изучение аналогичных конструкций по учебным пособиям, атласам, руководствам и т. п. При этом изучение данных материалов должно сопровождаться составлением эскизов отдельных участков, которые представляют определенный интерес.

3.2. Определяют потребную мощность электродвигателя и выбрают его по каталогу. Сначала определяют мощность на выходном валу привода рабочей машины, затем частные значения кпд отдельных видов передач и общий кпд привода, на который нужно разделить значение выходной мощности. По каталогу чаще всего приходится выбирать электродвигатель с номинальной мощностью, превышающей расчётную. Чтобы выбрать электродвигатель по каталогу, необходимо также предварительно определить частоту вращения вала ротора, для чего вычисленная частота вращения выходного вала привода умножается на общее ориентировочное передаточное число привода. Необходимо иметь в виду, что тихоходный электродвигатель, при равной мощности, тяжелее и больше по габаритам, чем быстроходный электродвигатель.

3.3. Определяют действительное передаточное число привода, разбивают его по ступеням передач и делают полный кинематический расчет привода.

3.4. Далее рассчитывают все передачи, входящие в кинематическую схему привода. Проектировочный расчет передач заканчивается определением основных геометрических параметров с выполнением эскизной компоновки деталей редуктора (желательно на миллиметровой бумаге и в масштабе 1:1). Эскизная компоновка позволит увидеть недостатки расчета и выбора геометрических параметров колес и найти пути их устранения. Изменяя материал зубчатых или червячных колес и технологию их изготовления, уточняя и изменяя значения расчетных коэффициентов и передаточных чисел соответствующих ступеней, путем повторных расчетов можно добиться лучшей конструкции рассчитываемых передач.
3.5. После определения всех геометрических размеров рассчитываемых передач вычисляют усилия, действующие в этих передачах.
3.6. Производят ориентировочный расчет валов с учетом только передаваемого крутящего момента, предварительно выбирают подшипники, определяют размеров элементов корпуса (толщины стенки и пр.).
3.7. На первом этапе проектирования выполняют эскизную компоновку основных деталей редуктора (желательно в масштабе 1:1 и на миллиметровой бумаге). При этом вычерчивают в зацеплении все рассчитанные передачи, валы, подшипниковые узлы, размещенные в стенках корпуса, детали, необходимые для предотвращения или ограничения осевого перемещения зубчатых или червячных колес на валах, и устанавливают по рекомендациям учебных пособий или по конструктивным соображениям соответствующие зазоры между торцами передач и внуренней стенкой корпуса, а также между двумя соседними передачами, находящимися на одном валу. Эскизная компоновка позволяет определить ориентировочное (значение следует округлить) расстояние между двумя подшипниками вала (между серединами подшипников) и тем самым подготовить расчетную схему вала.
3.8. Составляют расчетные схемы валов, определяют суммарные реакции их опор, рассчитывают и подбирают окончательно подшипники валов и делают проверочный расчет валов на статическую прочность и выносливость по опасным сечениям. По окончательно принятым диаметрам валов производится подбор шпонок по сечению (длина их принимается по ширине зубчатых колес) и их проверки на срез и смятие.
3.9. Выполняют общий вид проектируемого узла (редуктора, коробки скоростей, коробки передач и т. п.) в двух-трех проекциях с соблюдением всех требований в соответствии с ГОСТом на чертежи (завершающий этап проектирования), в котором должны быть отражены также вопросы смазки подшипников и зубьев передач.

3.10. Вычерчивают общий вид привода в двух или трех проекциях и другие узлы привода, если они указаны в задании.

3.11. Выполняют рабочие чертежи деталей проектируемого узла (редуктора, коробки скоростей и т. п.), которые указаны в задании.

3.12. Составляют полностью расчетно-пояснительную записку и окончательно оформляют все чертежи проекта.

После проверки преподавателем проект допускается к защите при положительной рецензии. При отрицательной рецензии проект возвращается на исправление.
4. Защита курсового проекта
Студент допускается к защите курсового проекта, если преподавателем предварительно просмотрены все чертежи, расчетно-пояснительная записка и нет принципиальных замечаний по существу преложенной студентом конструкции машины (выбор основных элементов конструкции машины студент определяет и защищает самостоятельно). Если в результате защиты выяснилось, что проект выполнен не самостоятельно, то он снимается с защиты и студенту выдается новое задание. Студент, получивший за курсовой проект неудовлетворительную оценку, продолжает дополнительно работать над проектом или же выполняет новое задание по решению преподавателя. Курсовой проект оценивается дифференцированной оценкой. В процессе защиты проекта студент должен уметь объяснить методику расчетов, выполненных в процессе проектирования, знать назначение и работу всех деталей и узлов, определение действующих сил, напряжений в деталях, а также объяснить конструкцию разработанных им механизмов и узлов. Кроме того, необходимо сделать критический анализ разработанных конструкций, указать их достоинства и недостатки, сравнить с другими аналогичными устройствами и возможными решениями, рассмотреть сборку и регулировку узлов, обеспечение смазки трущихся деталей. При защите курсового проекта по деталям машин нужно давать четкие ответы на такие вопросы, как определение действительных напряжений в различных сечениях вала, характер износа зубьев зубчатых и червячных колес, распределение напряжений в шпоночных и шлицевых, зубчатых соединениях, особенности расчета подшипников качения на динамическую грузоподъемность, обоснование выбора материала деталей, допусков и посадок, знаков шероховатости поверхности, обоснование выбора принятых коэффициентов запаса прочности и многие другие вопросы.
  1   2   3   4   5   6   7


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации