Блинов В.С., Кадошников В.И. Курсовое проектирование деталей машин - файл n1.doc

Блинов В.С., Кадошников В.И. Курсовое проектирование деталей машин
скачать (4179 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc4179kb.15.10.2012 22:06скачать

n1.doc

  1   2   3
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова»
Кафедра процессов и машин обработки металлов давлением и сварочного производства


КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Методические указания по дисциплине "Детали машин для студентов механических специальностей всех форм обучения”


Магнитогорск 2005

Составители: В.С. Блинов

В.И. Кадошников

Л.С. Белевский

Т.М. Слободяник

И.Д. Кадошникова

Е.В. Куликова

Е.Е. Блинова

Курсовое проектирование деталей машин: Методические указа­ния по дисциплине «Детали машин» для студентов механических специальностей всех форм обучения. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2005.40 с.
Рецензент А.Н. Макаров

Работа отпечатана с оригинала-макета,

предоставленного авторами
© ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2005

Тем. план 2005, поз. 273

Подписано в печать. 20.09.2005. Формат 60*84 1/10 Бумага тип. № 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 2,50. Уч.-изд и 2,75. Заказ &6.1 Тираж 100 экз.

Издательский центр ГОУ ВПО «МГТУ им Г И, Носова»

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38

Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ им, Г.И. Носова»

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………….………... 4

1. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА ……………………………………………………………………….……….. 5

2. ВИДЫ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКТОРСКИХ

ДОКУМЕНТОВ. ОБОЗНАЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………... 6

3. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА …………………………………………………………………………….. 7

3.1. Общие требования ………………………………………………………………………………… 7

3.2. Сборочный чертёж редуктора …………………………………………………………………… 7

3.3. Рабочие чертежи деталей редуктора ………………………………………………… 8

4. ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОЕКТА К ЗАЩИТЕ……...8

5. ЗАЩИТА ПРОЕКТА ....................................... ……………………………………………………...9

6. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПЕРВОГО РАЗДЕЛА………………………………………………..... 9

7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ................................................................................................... 29

8. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ............................................................................................. 30

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК............................................................................................. 37

ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................................................ 38

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект по деталям машин является первой самостоятельной конструкторской работой студента, в

результате которой обучаемый приобретает навыки и понимание правил, норм и методов конструирования. Выполнение проекта базируется на знаниях физико-математических и общетехниче­ских дисциплин: математики, механики, сопротивления материа­лов, технологии металлов, машиностроительного черчения, взаимозаменяемости и др. При его выполнении закрепляются знания по курсу «Детали машин и основы конструирования», раз­вивается умение использовать для практических приложений сведения из ранее изученных дисциплин, приобретаются навыки работы со справочной литературой, государственными и отраслевыми стандартами.

Объектами курсового проектирования являются приводы различных машин и механизмов - конвейеров и элеваторов, ле­бёдок и подъёмных механизмов, приводы транспортных и испы­тательных машин и т.д., в которых используются большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения: зубча­тые и червячные передачи, передачи с гибкой связью, валы, оси, подшипники, соединительные муфты, соединения резьбовые, штифтовые, вал-ступица, корпусные детали, уплотнительные и смазочные устройства и т.д.

Студенты механических специальностей проекти­руют привод, составным элементом которого в ОБЯЗА­ТЕЛЬНОМ ПОРЯДКЕ является ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ РЕДУК­ТОР.

В общем случае проектирование какого-либо устройства состоит из тесно связанных между собой двух разделов: расчёта устройства в целом и его составляющих частей, и выполнения сборочных чертежей и рабочих чертежей деталей разработанно­го устройства.


1. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА
Расчётная часть проекта оформляется в виде пояснитель­ной записки.

Пояснительная записка в общем случае должна содержать следующие элементы и разделы:

- Титульный лист;

- Содержание;

- Задание на проектирование;

1. Выбор электродвигателя. Кинематический расчет привода

1.1. Выбор электродвигателя

1.2. Кинематические расчёты

1.3. Определение моментов и скоростей на валах редук­тора

2. Расчёт зубчатых колес редуктора

2.1. Выбор материалов и расчёт допускаемых напряжений

2.2. Расчет геометрических параметров зубчатых передач

2.3. Определение сил в зацеплениях

2.4. Проверка зубьев передач по контактным напряжениям

2.5. Проверка зубьев передач по напряжениям изгиба

3. Эскизное проектирование редуктора

3.1. Предварительный расчёт валов

3.2. Конструирование ведущего, промежуточного и ведо­мого валов

3.3. Выбор подшипников

3.4 Конструирование зубчатых колёс и шестерен

3.5. Выбор муфт

3.6. Конструирование корпуса редуктора

3.7 Первая компоновка редуктора

4. Расчёт валов редуктора

4.1. Схема сил и моментов, действующих на валы и опоры с учётом сил и моментов от муфт

4.2. Определение нагрузок на выходные концы ведущего и ведомого валов

4.3. Определение нагрузок на валы

4.4. Определение реакций опор

4.5. Построение эпюр изгибающих, крутящих моментов и напряжений, определение опасных сечений

4.6. Уточненный расчёт валов

5. Проверка долговечности подшипников

5.1. Определение радиальных реакций

5.2. Определение осевых реакций

5.3. Определение эквивалентной динамической нагрузки

5.4. Расчёт динамической грузоподъёмности

6. Проверка прочности шпоночных, шлицевых соединений

7. Назначение посадок соединений

8. Выбор смазочного материала Список литературы


При расчётах используют как специальную и учебно-методическую литературу, так и нормативные документы: стан­дарты, технические и конструкторские справочники.
2. ВИДЫ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКТОРСКИХ ДОКУМЕНТОВ. ОБОЗНАЧЕНИЕ
Под изделием понимают любую продукцию, изготав­ливаемую по конструкторской документации.

При проектировании применяют следующие виды конструк­торских документов пояснительная записка, сборочный чертеж, спецификация, чертеж детали.
Пояснительная записка (код ПЗ) - документ, содержащий описание устройства и принципа действия разрабатываемого из­делия, а также обоснование принятых при его разработке техни­ческих и технико-экономических решений, сопровождаемые необ­ходимыми расчётами.

Сборочный чертёж (код СБ) - документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для её изготовления и контроля.

Спецификация (код СП) -документ, определяющий состав сборочной единицы.

Чертёж детали (без кода) - документ, содержащий изо­бражение детали и другие данные, необходимые для её изготов­ления и контроля.

Обозначение изделия одновременно является обозначе­нием его конструкторских документов.

Структуру обозначения рассмотрим на примере следующе­го обозначения:
ДМ 06 - 03.00.00 ПЗ


ДМ - код дисциплины, по которой выполнен курсовой про­ект - «Детали машин»;

06 - номер технического задания;

03 - номер варианта задания;

00. - порядковый номер от 1 до 99 основной сборочной единицы (редуктора);

00. - порядковый номер от 1 до 99 чертежа детали;

ПЗ - код документа.
3. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА
3.1. Общие требования
Все чертежи выполняют на миллиметровой бумаге.
При курсовом проектировании деталей машин для студен­тов механических специальностей предполагается выполнение сборочного чертежа редуктора и рабочих чертежей: картера и деталей ведомого вала редуктора.

Все чертежи выполняют в соответствии с нормами и требо­ваниями ЕСКД.
3.2. Сборочный чертёж редуктора

Выполняют не менее чем в двух проекциях в соответствии с ГОСТ 2.109 - 73, на листе формата А1 (594 х 841 мм), как пра­вило в масштабе 1:1. В случае, если две проекции сборочного чертежа не размещаются на одном листе формата А1, следует либо уменьшить масштаб, либо выполнить каждую проекцию на отдельном листе. При этом основная надпись выполняется, на первом листе по форме 1, на втором - по форме 2а, согласно ГОСТ 2.109 - 79 (см. приложение 2).

На сборочном чертеже редуктора должны быть показаны абсолютно все детали и соединения. Кроме того, обязательными составляющими чертежа являются:

- необходимое количество видов, разрезов и сечений;

- сечения выходных концов (шлицевых или шпоночных) ва­лов - если шпоночных, то со шпонками;

- размеры (в соответствии с ГОСТ 2.307 - 68):

- габаритные;

- установочные;

- присоединительные;

- посадочные;

- справочные.

- позиции;

- спецификация (выполняется на отдельных листах форма­та А4, см. приложение 3);

- основная надпись (форма 1, см. приложение 2);

3.3. Рабочие чертежи деталей редуктора

В соответствии с программой курса деталей машин в кур­совом проекте выполняют следующие рабочие чертежи деталей редуктора:

картер (корпусная деталь, формат А1);

чертежи деталей ведомого вала:

- вал ведомый (формат АЗ - 297 х 420 мм);

- колесо зубчатое (формат АЗ - 297х 420 мм); чертеж с таблицей параметров зубчатого венца (см. прило­жение 4);

- крышка подшипника глухая (формат А4 - 210 х 297 мм);

- крышка подшипника сквозная (формат А4);

втулка дистанционная (формат А4);

- кольцо мазеудерживающее (маслоотражательное).
НА ЧЕРТЕЖАХ ФОРМАТА А4 ОСНОВНУЮ НАДПИСЬ (ШТАМП) ВЫПОЛНЯЮТ ВДОЛЬ КОРОТКОЙ СТОРОНЫ ЛИСТА.
4. ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ КУРСОВОГОПРОЕКТА.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОЕКТА К ЗАЩИТЕ
Расчётная часть курсового проекта должна быть оформле­на в виде пояснительной записки согласно методическим указа­ниям [15]. Пояснительная записка должна быть сброшюрована.

Страницы пояснительной записки нумеруют арабскими цифрами, соблюдая сквозную нумерацию по всему тексту. Номер страницы без точки проставляют в центре нижней части листа.

Первой страницей любого документа является ти­тульный лист (см. приложение 1).

Титульный лист включают в общую нумерацию страниц, но номер страницы на нём не проставляют.

Чертежи форматом больше чем А4, складываются «гармо­никой», в соответствии с ГОСТ 2.501 - 88, и в сложенном виде должны быть формата А4. Листы складываются изображением наружу так, чтобы основная надпись оказалась на верхней лице­вой стороне сложенного листа в его правом нижнем углу.
Всю расчетно-графическую документацию - ПОЯС­НИТЕЛЬНУЮ ЗАПИСКУ И ЧЕРТЕЖИ, ПОМЕЩАЮТ В КАНЦЕ­ЛЯРСКУЮ ПАПКУ С ЗАВЯЗКАМИ и представляют руково­дителю курсового проектирования.
5. ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА
При защите студент докладывает содержание задания и его реализацию в своем проекте, а также отвечает на вопросы преподавателей, принимающих проект.

Доклад и ответы должны быть краткими и чёткими.

Студент должен объяснить устройство и назначение разра­ботанного изделия, предъявляемые к нему требования, обосно­вать принятые конструктивные решения, выбор материалов, тер­мообработки и пр. Он должен четко представлять значение каж­дой детали и порядок её расчета или выбора, последователь­ность передачи нагрузки от одной детали к другой и т.д.
При оценке защиты кроме качества проекта и знаний студента УЧИТЫВАЮТ ВЫПОЛНЕНИЕ УСТАНОВЛЕННЫХ СРОКОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, САМОСТОЯТЕЛЬНОСТЬ и творческую инициативу.
6. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПЕРВОГО РАЗДЕЛА
Ниже приводится численный пример выполнения пер­вого раздела курсового проекта по деталям машин. С це­лью соблюдения идентичности с реальной пояснительной запиской, рубрикация и обозначение формул, рисунков и таблиц соответствует структуре пояснительной запис­ки, приведённой вначале данных методических указаний.
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Спроектировать двухступенчатый коническоцилиндрический редуктор общего назначения привода ленточно­го конвейера.



1 - двигатель; 2 - муфта; 3 - редуктор; 4 - коническая передача;

5 - цилиндрическая передача; 6 - цепная передача; 7 - барабан;

8 - лента конвейера; 9 - опоры барабана.
Рис. 1. Кинематическая схема привода ленточного конвейера
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Окружная сила на барабане Ft= 9000 Н;

Скорость движения ленты транспортёра V= 0,7 м/с;

Диаметр барабана Dб=500мм,

Коэффициент суточного использования Ксут = 0,9:
Коэффициент годового использования Кгод= 0,8;
Срок службы Lr= 5 лет.

1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА
1.1. Выбор электродвигателя.

Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От типа двигателя, его мощности, частоты вращения и других параметров, зависят конст­руктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и её привода.
Электродвигатель выбирают после определения его мощ­ности и частоты вращения вала электродвигателя. Как правило, в задании на проектирование сообщают окружную силу

Ft (Н) на барабане привода ленточного конвейера (или звёздочке привода пластинчатого конвейера), скорость движения ленты (или цепи) V (м/с), диаметр барабана Dб (мм) (или число зубьев Zзв и шаг Рзв (мм) тяговых звездочек).

По этим данным определяют потребляемую мощность Рвых (Вт) привода (мощность на выходе):

Вт = 6,3 кВт (1.1)

Для учёта потерь от взаимодействия элементов определя­ют общий коэффициент полезного действия (КПД) привода как произведение частных значений КПД отдельных составляю­щих элементов, входящих в кинематическую схему привода (см. рис. 1). Значения КПД конической и цилиндрической ступеней ре­дуктора, а также отдельных звеньев кинематической цепи приво­да, можно принимать по табл. 1.1 как средние между предельны­ми значениями интервалов изменения этих параметров.

(1.2)
где - КПД муфты;

- КПД конической передачи;

- КПД цилиндрической передачи;

- КПД цепной передачи;

- КПД опор вала барабана (подшипники качения, одна пара);

i - количество пар подшипников качения.

Требуемая мощность (Вт) электродвигателя:

Вт = 7,35 кВт (1.3)

Частота вращения (об/мин) приводного вала рабочей ма­шины (число оборотов на выходе):

Таблица 1.1.

Рекомендуемые значения КПД и передаточных чисел

механических передач

Тип передачи




и


Зубчатая, в закрытом корпусе

(редуктор):

цилиндрическими колесами

коническими колесами




0,96.. .0,98 0,95.. .0,97




2.. .6

1...5


Зубчатая открытая


0,95.. .0,96


2.. .5


Червячная в закрытом корпусе, при числе витков (заходов) червяка:

Z1=1

Z1=2

Z1=4



0,70.. .0,75 0,80.. .0,85 0,85.. .0,95



16.. .50 16.. .50 16.. .50


Цепная


0,94... 0,96


1,5... 3


Ременная:

плоским ремнем

клиновыми ремнями



0,96.. .0,98 0,95.. .0,97



2...3

2...3


Муфта соединительная


0,98


-


Подшипники качения (одна пара)


0,99


-



об/мин, (1.4)
где Dб - диаметр барабана, мм.

Если в исходных данных вместо диаметра барабана Dб за­даны шаг цепи Рзв

и число зубьев звёздочки Zзв , то в знамена­тель формулы 1.4 вместо диаметра барабана Dб подставляют диаметр звёздочки Zзв (мм), который определяют по формуле: (1.5)

Требуемая частота вращения вала электродвигателя:



где - передаточное число привода; - передаточное число быстроходной ступени; - передаточное число тихоходной сту­пени; - передаточное число цепной передачи. Рекомендуют для цилиндрических и конических передач передаточные отно­шения выбирать в пределах от 2 до 4

об/мин, (1.6)

Значения указанных величин предварительно выбираются по таблице 1.1.

Полученное значение частоты вращения вала электродви­гателя должно находиться в интервале:

об/мин; (1.7)

Если число оборотов вала электродвигателя не попадает в указанный интервал (1.7), то необходимо откорректировать , изменяя общее передаточное число привода, путём подбора пе­редаточных чисел составляющих ступеней в формуле 1.6. При этом рекомендуется передаточные числа ступеней и редук­тора оставлять неизменными.

По полученным, мощности и частоте вращения вала элек­тродвигателя, из таблицы 1.2. выбираем электродвигатель мощ­ностью, наиболее близкой к рассчитанной, и записываем его ус­ловное обозначение и табличные технические параметры:

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ АИР160 58 ТУ 16-525.564-84

Мощность Рэ = 7,5 кВт

Синхронная частота вращения Пэ=727 об/мин

Диаметр вала редуктора d1= 42 мм
Перегрузка асинхронных электродвигателей допуска­ется до 8 %. При невыполнении этого условия следует принимать двигатель ближайшей, большей мощности.
Отклонение частоты вращения вала электродвигателя допускается в среднем до 5 % от табличного значения. Значение синхронной частоты вращения вала электродвигателя приведено в таблице 1.2, после условного обозначения электродвигателя (за косой чертой).

Здесь необходимо учесть, что двигатели с большой часто­той вращения вала

(3000 об/мин) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами

(750 об/мин) весьма металлоем­ки. Поэтому такие двигатели нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения.

Таблица 1.2.

Технические данные двигателей серии АИР ТУ 16 -525. 564-84

(числитель – тип, знаменатель – асинхронная частота вращения)

Мощ­ность
Р, кВт


Синхронная частота, об/мин


750


1000


1500


3000


0,37


_

71А6/915


_


_


0, 55


_


71В6/915


71А4/1357




_

0, 75


90LА8/705


80А6/920


71В4/1350


71А2/2800


1, 1


90LВ8/715


80В6/920


80А4/1395


71В2/2805


1,5


100L8/702


90L6/925


80В4/1395


80А2/2850


2,2


112МА8/709


100L6/945


90L4/1395


80В2/2850


3,0


112МВ8/709


112МА6/950


100S4/1410


90L2/2850


4, 0


132S8/716


112МB6/950


100L4/1410


100S2/2850


5, 5


132М8/712


132S6/960


112М4/1432


100L2/2850


7,5


160S8/727


132М6/960


132S4/1440


112М2/2895


11,0


160М8/727


160S6/970


132М4/1447


132М2/2910


15, 0


180М8/731


160М6/970


160S4/1455


160S2/2910


18,5


_

180М6/980


160М4/1455


160М2/2910


22,0


_

_

180S4/1462


180S2/2919


30, 0


_

_

180М4/1470


180М2/2925


Пример условного обозначения двигателя:


«Двигатель АИР 100L2 ТУ 16-525.564 - 84»



1.2. Кинематические расчёты

Определяем общее передаточное число привода:
(1.8)

Определяем фактически полученное передаточное число редуктора :

(1.9)

Полученное фактическое (уточнённое) передаточное число редуктора перераспределяем между быстроходной и

тихоходной ступенями, в соответствии с рекомендациями, при­ведёнными в табл.1.З.:

(1.10)

(1.11)
Таблица 1.3.

Рекомендации по распределению передаточных чисел

в двухступенчатых редукторах



Тип редуктора




Передаточное число




Быстроходной ступе­ни,

Тихоходной ступени,


Двухступенчатый цилиндрический по развёрнутой схеме







Двухступенчатый цилиндрический соосный







Коническо-цилиндрический






Червячно-цилиндрический


При ,

При ,





Цилиндрическо-червячный



1,6… 3,15



Червячный двухступенчатый





Примечание. Полученные значения передаточных чисел по от­дельным ступеням следует округлить до стандартных значений (ГОСТ 21426-85)

1-й ряд: 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,9; 5,0; 6,3; 8,0

2-й ряд: 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,5; 4,5; 5,5; 7,1.

Частота вращениям угловая скорость ведущего вала:
об/мин; (1.12)

рад/с; (1.13)

Частота вращения и угловая скорость промежуточного вала:
об/мин; (1.14)

рад/с; (1.15)

Частота вращения и угловая скорость тихоходного вала:
об/мин; (1.16)
рад/с; (1.17)
  1   2   3


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации