Комплекс учебно-методических материалов. Рекомендовано ученым советом нижегородского государственного

Рекомендовано Ученым советом Нижегородского государственного

технического университета в качестве учебно-методического пособия

для студентов безотрывных форм обучения по специальностям:

150202.65 "Оборудование и технология сварочного производства",

150204.65 "Машины и технология литейного производства",

151001.65 "Технология машиностроения",

190201.65 "Автомобиле- и тракторостроение",

190601.65 "Автомобили и автомобильное хозяйство"

 

ЧАСТЬ 2

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

Нижний Новгород 2007

 

УДК 621.81.001.66

 

 

Ульянов А.А. Детали машин и основы конструирования: комплекс учебно-методических   материалов  для  студентов  безотрывных  форм  обучения.  Ч.2: курсовой проект / А.А. Ульянов; Нижегород. гос. техн. ун-т.– Н.Новгород, 2007.- 95 с.

 

 

     Вторая часть учебно-методического комплекса содержит материалы для выполнения курсового проекта по деталям машин во втором семестре изучения дисциплины. Здесь приведены технические задания на проект, требования и последовательность выполнения пояснительной записки и чертежей, контрольные вопросы для самостоятельной подготовки к защите проекта. Даны редко встречающиеся в литературе примеры расчета ременной и цепной передач, образец содержания и оформления пояснительной записки, а также примеры сборочных и рабочих чертежей по заданиям курсового проекта.         

Данное учебно-методическое пособие предназначено для заочной и

 дистанционной форм обучения студентов технических специальностей.

 

 

        

Рецензент доктор технических наук, профессор А.Ю. Панов

 

Редактор Э.Б. Абросимова

 

Подписано в печать 8.10.07. Формат 60 х 84 ¹/16. Бумага офсетная.

Печать офсетная. Печ. л. 6,5. Уч.- изд. л. 6,0. Тираж 400 экз. Заказ.

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева.

Типография НГТУ, 603950, Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

 

 

                                    © Нижегородский государственный

                                                                                   технический университет

им. Р.Е. Алексеева, 2007

 

© Ульянов А.А., 2007

ВВЕДЕНИЕ

 

    Целью курсового проекта по дисциплине "Детали машин и основы конструирования" является приобретение первых инженерных навыков по расчетам и конструированию типовых деталей и узлов машин и механизмов на основе полученных теоретических знаний.

    В качестве объектов для разработки проекта предлагаются приводы машин непрерывного транспорта (конвейеров) и лебедки, а для более подробного проектирования из их состава – двухступенчатые редукторы, которые как сборочные единицы наиболее полно содержат в себе детали общемашиностроительного назначения (передачи, валы, подшипники, уплотнения, крепежные изделия, корпуса, системы смазки, регулирования, транспортирования и т.д.). Дополнительно к редукторам в технические задания (ТЗ) на проект включены открытые передачи (ременная или цепная).

    Конструирование – это создание конкретной, однозначной конструкции изделия. Конструкция – устройство, определяющее взаимное расположение частей (деталей и сборочных единиц) изделия.

    Проектирование предшествует конструированию и представляет собой поиск научно обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений, обоснование возможных вариантов решений на основе принятых критериев.

    Конструирование опирается на результаты проектирования и уточняет решения, принятые при проектировании.

    Эти два процесса взаимно связаны и, как правило, выполняются инженером-конструктором.

В соответствии с ГОСТ 2.103-68 ЕСКД "Стадии разработки" предусмотрены следующие этапы разработки конструкторской документации:

              – техническое задание;

              – техническое предложение;

              – эскизный проект;

              – технический проект;

              – рабочая конструкторская документация.

    Все стадии выполняются последовательно, каждая следующая – на основании разработки и утверждения предыдущей.

    Ограниченность времени на выполнение курсового проекта не позволяет реализовать процесс конструирования в соответствии с требованиями ГОСТа, приходится отдельные стадии совмещать и сокращать объем разработки документации.

    В начале проектирования согласно ТЗ рекомендуется найти и изучить известные технические решения конструкций (прототипы) заданных в ТЗ объектов, методику их расчета. В проекте следует максимально использовать унифицированные и стандартные детали, узлы, нормы и рекомендации. Везде, где возможно, необходимо применять в деталях форму тел вращения, технологически более простую в изготовлении и дешевую.

    Проектирование – многовариантная задача. Чем больше рассмотрено и разработано вариантов, тем качественнее окончательный выбор оптимального из них по критериям минимальных размеров и массы, надежности, технологичности, экономичности в изготовлении и эксплуатации.

    Перед началом обязательно следует ознакомиться с требованиями стандартов к оформлению пояснительной записки и чертежей [12]*.

    В разделе 1 второй части комплекса приведены 10 технических заданий на курсовой проект с десятью вариантами исходных данных в каждом ТЗ, указан порядок выбора конкретного номера задания и варианта исходных данных из приведенных здесь таблиц по шифру студента.

    В очень важном разделе 2 приводятся требования к содержанию и оформлению курсового проекта. даны последовательность выполнения и краткое описание предлагаемых для разработки схем двухступенчатых редукторов.

    Для практической работы над расчетами проекта в библиотеке НГТУ имеется полный комплект методических указаний в бумажном и электронном  видах.

    В связи с тем, что ременные и цепные передачи входят в состав ТЗ на проект, а численные расчеты их в литературе встречаются крайне редко, в разделе 3 даны методические указания и пример расчета с анализом трех вариантов ременной передачи.

Расчет цепной передачи (с. 37 и 46) представлен в образце пояснительной записки к проекту (раздел 4) для привода ленточного конвейера с цилиндрическим соосным редуктором Ц2С и цепной передачей.

В разделе 5 приведены контрольные вопросы для подготовки к защите курсового проекта. Вопросы разделены на два подраздела: первый – общие к любой теме проекта; второй – конкретные к результатам только Вашего проекта. Например, если в проекте нет сварных изделий или червячной передачи, то ответы по таким вопросам готовить не надо.

В приложениях А…Г приведены типовые бланки пояснительной записки проекта, соблюдение которых обязательно.

Приложение Д содержит изменения в обозначении шероховатостей поверхностей деталей, внесенные в ГОСТ 2.309-73 ЕСКД, которые необходимо самостоятельно использовать для замены старых обозначений в примерах чертежей приложений Ж и К.

Приложения Е, Ж, И, К включают примеры выполнения чертежей всего комплекта курсового проекта (сборочные редукторов всех ТЗ, общего вида, корпусных деталей, валов, зубчатых и червячных колес). Следует заметить, что размеры на чертежах не совпадают с размерами, полученными в примерах расчетов.

 

* В данной части пособия ссылка на литературу дается по общему ее списку, приведенному в части 1 настоящего комплекса на с. 101, кроме примеров (образцов) выполнения расчетов, где во избежание путаницы даны собственные списки литературы, использованной для решения конкретного примера. Для удобства пользования в этой части 2 список литературы продублирован на с. 93 в приложении Л.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

    Техническое задание (ТЗ) на курсовой проект выбирается индивидуально каждым студентом из настоящего пособия.

    Номер ТЗ должен соответствовать последней цифре шифра студента; вариант исходных данных – предпоследней цифре шифра.

    Объектом курсового проекта является привод рабочего (исполнительного) органа машины или механизма общетехнического применения.

    Содержание ТЗ определяется его условным кодом:

ДМ – 00.00 – 00.00

                                    1  2 3 4 5,

где цифрами (1, 2...5) обозначены позиции расположения следующих данных  ТЗ:

поз. 1 – ДМ ("Детали машин") – наименование дисциплины курсового проекта;

поз. 2 – номер ТЗ, он же определяет вид машины (табл. 1.1), к которой необхо-димо спроектировать привод. В последней графе табл. 1.1 приведен источник литературы*, где дано описание конструкции машины.

    В табл.1.2 даны геометрические параметры схемы машины, необходимые для проектирования привода к ней.

    В табл. 1.1 и 1.2 обозначено:

              D _Б – диаметр приводного барабана (барабана лебедки);

              D _Ш – диаметр шнека;

              Р    – шаг тяговой цепи конвейера;

              z     – число зубьев тяговой звездочки;

              D _зв  – делительный диаметр тяговой звездочки;

              В     – длина барабана (расстояние между тяговыми звездочками);

              Н     – высота оси рабочего органа от уровня пола.

поз. 3 – номер варианта исходных данных ТЗ, помещенных в следующих таблицах:

табл. 1.3 –нагрузка на рабочем органе; табл. 1.4 – скорость рабочего органа;

табл. 1.5 – масштаб производства, долговечность и режим работы (одинаковые для всех номеров ТЗ и отличающиеся по вариантам исходных данных).

поз. 4 и 5 –    состав передач привода из табл. 1.6.

Пример кода ТЗ:     

ДМ – 05.02 – 01.14,

что обозначает: 

ДМ – курсовой проект по деталям машин;

05 – номер ТЗ (последняя цифра шифра студента): привод к ленточному

конвейеру (табл. 1.1); диаметр  приводного барабана (табл. 1.2)   D _Б = 560 мм

(второй вариант);

02 – вариант исходных данных (предпоследняя цифра шифра  студента)  из:

табл. 1.3 – тяговая сила ленты: F = 8 кН (для ТЗ – 05); табл. 1.4 – скорость лен-ты v = 0,6 м/с; табл. 1.5 – единичное производство, h = 5 лет; k _Г = 0,75; k _С = 0,25.

_______________________________________________________________

    * – Спиваковский А.О. Транспортирующие машины / А.О. Спиваковский, В.К. Дьячков.– М.: Машиностроение, 1983.

 

 

Таблица 1.2. Геометрические параметры ТЗ из табл. 1.1

№ ТЗ	Параметры	В а р и а н т ы т е х н и ч е с к о г о з а д а н и я
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
01; 05; 10	D Б, мм	500	560	630	630	500	630	630	500	500	560
02; 06	z P, мм	15 80	13 80	10 100	9 125	9 160	12 100	17 125	11 160	13 80	11 125
03; 08	D Б, мм	500	500	560	560	630	450	450	500	630	450
04	D Ш, мм	180	180	200	180	200	280	250	250	250	280
07	z P, мм	13 125	15 100	11 160	9 160	10 200	11 125	13 125	10 160	12 160	15 80
09	z P, мм	12 160	10 125	15 125	11 100	13 80	11 125	12 160	9 160	10 125	13 80

Таблица 1.3. Нагрузка на рабочем органе

№ ТЗ	Параметр	В А Р И А Н Т Ы технического задания
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
01	F, кН	4	4,3	4,7	5	6	7,8	7	4,8	6	6,5
02	F, кН	4	4,8	5,3	7,5	11,5	10	6	12	3,5	7
03	F, кН	6	5,5	4,5	7,5	8	3	4	5	5,5	6
04	Т, Н×м	900	1100	1300	1000	1700	2800	2500	2300	2000	1500
05	F, кН	10	8	6	4	5	7	3	6	4	5
06	F, кН	3	4	5	6	9,5	7	8	9	4,5	6,5
07	F, кН	4	3,5	7	9	10	5	4,5	8	6	3
08	F, кН	5	6	6,5	7	8,5	4	3	5,5	7,5	4,5
09	F, кН	8	7	6	5	4,5	6,5	10	9	6,5	4
10	F, кН	6	7	8	4	5	3	4,2	5,5	3,5	2
Примечание. Обозначено: F – тяговая сила ленты (цепи, каната); Т – вращающий момент на шнеке.

Таблица 1.4. Скорость рабочего органа

№ ТЗ	Параметр	В А Р И А Н Т Ы технического задания
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
01	v, м/с	0,63	0,8	0,9	1,0	0,5	0,7	0,6	0,8	0,5	1,0
02	v, м/с	0,25	0,28	0,32	0,2	0,18	0,25	0,22	0,4	0,2	0,36
03	n Б, мин^-1	20	22	18	16	12	15	20	18	15	10
04	n, мин^-1	15	18	20	25	22	16	20	25	18	22
05	v, м/с	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,2	0,6	0,8	0,7
06	v, м/с	0,4	0,36	0,2	0,32	0,28	0,22	0,25	0,2	0,32	0,25
07	v, м/с	0,28	0,32	0,2	0,18	0,16	0,25	0,22	0,2	0,28	0,36
08	n Б, мин^-1	10	12	15	18	16	20	22	15	12	16
09	v, м/с	0,32	0,28	0,25	0,36	0,4	0,25	0,18	0,2	0,32	0,4
10	v, м/с	0,75	0,6	0,5	0,9	0,8	1,2	1,0	0,55	0,75	0,9
Примечание. Обозначено: v – линейная скорость ленты (цепи); n Б – частота вращения барабана; n – частота вращения шнека.

 

Таблица 1.5. Масштаб производства, долговечность и режим работы

Параметры	В А Р И А Н Т Ы технического задания
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Выпуск	Мс	Е	Кс	М	Мс	Е	Кс	М	Мс	Кс
Долговечность h, годы	4	5	4	6	3	6	5	4	5	3
Коэффициенты исполь-зования: – годового k Г	0,3	0,75	0,6	0,5	0,25	0,8	0,75	0,6	0,4	0,5
– суточного k С	0,3	0,25	0,33	0,66	1,0	0,66	0,33	0,66	0,25	1,0
По заданной циклограмме нагружения:
Число блоков нагрузки i	3	4	4	3	4	4	3	3	4	3
Отношение моментов Т i / Т	1.0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1.0
	0,8	0,8	0,75	0,75	0,7	0,5	0,8	0,8	0,5	0,6
	0,3	0,6	0,5	0,25	0,5	0,3	0,3	0,4	0,3	0,4
		0,4	0,25		0,3	0,1			0,1
Отношения времен L hi / L h	0,4	0,3	0,3	0,5	0,4	0,4	0,6	0,3	0,4	0,6
	0,3	0,4	0,5	0,3	0,3	0,2	0,3	0,4	0,2	0,2
	0,3	0,2	0,1	0,2	0,1	0,3	0,1	0,3	0,1	0,2
		0,1	0,1		0,2	0,1			0,3
Отношение пускового момента Т пуск / Т	1,4	1,3	1,5	1,6	1,4	1,6	1,5	1,3	1,7	1,5
Примечания. 1. Циклограмма нагружения					2. Обозначение выпуска производства:
					Мс – мелкосерийный;
					Е – единичный
					Кс – крупносерийный;
					М – массовый

 

 

 

 

       Таблица 1.6. Передачи привода

 

 

Продолжение примера кода ТЗ:

Циклограмма нагрузки для четырех блоков по варианту 02 показана на рис. 1.1.

 

01 – 14 – состав привода для ТЗ – 05 из табл. 1.6: ременная передача (01) и редуктор (14) Ц2СВ – цилиндрический двухступенчатый соосный вертикальный.