Задачи с элементами конструирования

При разработке технической документации на проектируемое изделие создается комплект конструкторской документации, включающей в себя как графические (схемы, чертежи и эскизы), так и текстовые (ведомости, пояснительные записки, спецификации и т.п.) документы. Но труд проектировщика и конструктора заключается не только в умении составлять и оформлять техническую документацию. Это также творческий процесс, решающий широкий крут задач. При изучении курса инженерной графики можно рассмотреть из этого круга следующие задачи:

- конструирование нового изделия;

- переконструирование (реконструкция на основе аналога) существующего изделия — по данному образцу сконструировать изделие с новыми параметрами, например, выполнить реконструкцию изделия, заменив монолитную форму детали на сварную и т.п.;

- доконструирование (доработка) конструкции существующего изделия — восполнение недостающего звена конструкции с введением новых сконструированных деталей или с изменением предложенных и т.п.

Также в этот перечень в учебных целях могут быть включены задачи:

- на поиск типовых технических решений и их графическое отображение;

- на расширение и углубление знаний и навыков в выполнении и чтении чертежей с полной обоснованно-экономной информацией.

В курсовую работу включается одна из вышеперечисленных задач, близкая логике инженерной графики. Решение таких задач должно базироваться на знаниях, умениях и навыках, полученных при изучении курса инженерной графики.

Задачи на конструирование, переконструирование, доконструирование целесообразно начать с ознакомления с общим, содержанием задачи, провести анализ предложенного решения в исходных данных курсовой работы (выявив положительные и отрицательные стороны). Следует сравнить с вариантами типовых решений таких задач. Затем дать краткое описание сконструированного объекта и его графическое отображение; сравнение нескольких вариантов (если они рассматривались) и обоснование целесообразности выбранного решения.

В задачах на поиск технических решений и их графических отображений рекомендуется пользоваться справочной и нормативной литературой. Типовые ответы и справочные данные к некоторым задачам можно найти в учебниках и справочниках по дисциплине. Например: возможные варианты соединения деталей методом деформаций [2, стр. 279-280], возможные конструктивные варианты профиля направляющих скольжения [6, стр. 198-202], возможные варианты стопорения крепежных деталей [6, стр. 316-328], примеры типовых конструкций крепления цилиндрических осей в опорах [6, стр. 450-466].

Для решения задач на выполнение и чтение чертежей с полной обоснованно-экономной информацией следует рассмотреть следующие понятия. На каждый тип изделия (деталь или сборочную единицу — изделия, изучаемые в курсе инженерной графики) существует оптимальная (наилучшая) графическая модель (ОГМ) — чертеж с полной и обоснованно-экономной информацией [3]. Критериями ОГМ являются минимальные временные затраты на чтение чертежа и его выполнение, минимальная материалоемкость его графической модели.

При анализе исходных чертежей с целью создания их оптимальных (наилучших) вариантов следует рассмотреть резервы оптимизации и способы получения оптимального чертежа, оптимальные варианты чертежей типовых деталей [3, стр. 160-162, 247-250]; оптимальные варианты типовых сборочных чертежей [3, стр. 307-311], рекомендации нормативных документов — стандартов. В пояснительной записке необходимо дать ответы на вышеперечисленные вопросы в объеме изучаемого курса инженерной графики. Анализ исходного чертежа следует начать с изображений на чертеже. Следует раскрыть требования к изображениям: наименьшее, но вполне достаточное количество изображений; правильный выбор главного изображения и его размещение; выбор типа разреза или сечения в зависимости от формы детали; обоснованное экономное применение местных изображений; простота изображений, удобочитаемость; изображения на дополнительные плоскости и пр. Далее следует рассмотреть размеры на чертеже: геометрическая полнота назначения размеров с учетом технологических особенностей исполнения формы изделия — анализ по примитивам; соответствие и взаимосвязь изображений и размеров; базы для отсчета размеров; определение по чертежу наивыгоднейших габаритных размеров, которые должны обеспечивать формирование оптимальных заготовок; размеры сопрягаемых элементов деталей и пр.

Пример оформления в пояснительной записке задачи с элементами конструирования приведен на рисунке 5.

Рисунок 5. Пример оформления решения задачи

Варианты задач

Кондуктор перекидной (00-000.06.01.01.00).

1. Разработайте вариант конструкции детали, в которой нужно два отверстия диаметром 4 мм с помощью кондуктора перекидного. В пояснительной записке выполните эскиз этой детали. Дайте описание крепления этой детали в кондукторе.

2. Разработайте вариант конструкции рукоятки для поворота кондуктора на 180°. В пояснительной записке выполните эскиз рукоятки. Предложите способ крепления рукоятки к корпусу 1. Дайте конструктивное описание и эскиз, поясняющий предлагаемый способ крепления.

3. Деталь «Корпус» поз.1 выполнена литьем. Разработайте конструкцию детали, выполненную другим технологическим способом. В пояснительной записке дайте описание и эскиз, поясняющий конструкцию.

 

Кран разобщительный (00-000.06.02.02.00).

1. Предложите способ крепления рукоятки поз. 4 к толкателю поз.13. В пояснительной записке дайте конструктивное описание и эскиз крепления.

2. В крышке поз.2 имеется винтовая поверхность для хода толкателя поз. 13. В пояснительной записке дайте конструктивное описание (расчет и эскизную проработку винтовой линии, использовав данные винтовой линии на чертеже крышке поз.2).

 

Кондуктор скальчатый (00-000.06.03.03.00).

1. Предложите возможные варианты конструкции, предотвращающие отвинчивание гайки поз.19. Дайте в пояснительной записке конструктивное описание и эскизы этих вариантов.

2. Выполните анализ формирования варианта чертежа детали (поз.1). Предложите возможные резервы оптимизации чертежа с обоснованно-экономной информацией.

 

Привод пневматический (00-000.06.04.04.00).

1. Для предотвращения самоотвинчивания болт поз.15 и гайка поз.19 стопорятся проволокой поз.25. Предложите возможные варианты стопорения болта и гайки. Дайте в пояснительной записке конструктивное описание и эскизы этих вариантов.

2. Рычаг поз.3 закрепляется в корпусе поз.1 с помощью оси поз.14, шайбы поз.21 и шплинта поз.23. Приведите примеры типовых конструкций крепления цилиндрических осей в опорах. Дайте в пояснительной записке конструктивное описание и эскизы этих вариантов.

 

Тиски (00-000.06.05.05.00).

1. Диаметр зажимаемых деталей не более 29 мм. Какие размеры каких деталей и на сколько нужно изменить, чтобы размер зажимаемых деталей увеличился до 35 мм.

2. В тисках изделие зажимается с помощью двух призм. Дайте описание конструкции призмы, отметьте конструктивный элемент, позволяющий выполнить зажим изделия. Предложите возможные варианты этого конструктивного элемента. В пояснительной записке выполните эскизную проработку этих вариантов.

 

Патрон специальный (00-000.06.07.07.000).

1. Опора поз. 10 служит упором при установке обрабатываемой детали в патроне. Предложите конструкцию опоры с более точной фиксацией тройника при горизонтальном перемещении. В пояснительной записке выполните эскиз такой опоры.

2. В патроне деталь «Рычаг» (поз. 3) выполнена литьем. Разработайте конструкцию этой детали, выполненную другим технологическим способом, например сборную. В пояснительной записке дайте описание и эскиз, поясняющий конструкцию.

 

Насос (00-000.06.09.09.00).

1. Деталь «Плунжер» (поз.1) у внутреннего отверстия имеет скосы, угол которых определяется его вертикальным ходом. Покажите графически правильность указанных углов скосов и дайте ответ на вопрос: какие скосы будут нужны, если ход детали «Плунжер» увеличить на 5 или 10 мм.

2. В паз плунжера вставляется рукоятка 16 и закрепляется с помощью оси 23, втулки 17 и шплинта 25. Предложите возможные варианты крепления. В пояснительной записке дайте описание и эскизы, поясняющие конструкцию крепления.

 

Муфта сцепления фрикционная (00-000.06.10.10.00).

1. Выполните анализ формирования варианта чертежа детали (поз.3). Предложите возможные резервы оптимизации чертежа с обоснованно-экономной информацией.

2. Конструктивной особенностью детали «Рычаг» (поз.7) являются плавные переходы (сопряжения) очертаний формы. В пояснительной записке выполните геометрические построения сопряжений на примере чертежа этой детали. Дайте конструктивное описание этих сопряжений.

 

Механизм натяжения (00-000.06.11.11.00).

1. Соединение двух фланцев поз.1 и 4 осуществляется с помощью болта поз.18. Для стопорения соединения использована шайба поз.15. Предложите другие варианты стопорения. В пояснительной записке дайте описание и эскизы, поясняющие конструкцию.

2. Выполните анализ формирования варианта чертежа детали «Фланец» (поз.1). Предложите возможные резервы оптимизации чертежа с обоснованно-экономной информацией.

 

Муфта предохранительная (00-000.06.12.12.00).

1.Разработайте конструкцию детали «Корпус» (поз. 2, 3, 7, 13), выполненную литьем. В пояснительной записке выполните эскиз этой детали.

2. Выполните анализ формирования варианта чертежа детали «Стопор» (поз.19). Предложите возможные резервы оптимизации чертежа с обоснованно-экономной информацией.

 

Редуктор привода лебедки (00-000.06.13.13.00).

1. В редукторе используется разъемное соединение двух деталей «Ступица шестерни» (поз.3) и «Вал-шестерня» (поз.5). Предложите возможные варианты разъемных соединений этих деталей. В пояснительной записке дайте описание и эскизы этих вариантов.

2. На шлицевом конце детали «Вал-шестерня» (поз.5) устанавливается ступица (поз.3) в сборе с зубчатым колесом (поз.4), которая крепится деталями 37, 39, 41. Предложите возможные варианты крепления ступицы на вату. В пояснительной записке дайте описание и эскизы этих вариантов.

 

Приспособлени е (00-000.06.14.14.00).

1. Приспособление служит для последовательного пробивания двух отверстий 3,2 мм в стальной пластине толщиной 1,5 мм. В пояснительной записке выполните эскизы рабочих деталей приспособления (матрицы и пуансона) при условии необходимости пробивания двух отверстий 4,2 мм в стальной пластине толщиной 3 мм. Перечислите изменения, которые необходимо внести к чертежи этих деталей.

2. Заготовка устанавливается на матрице 4 до выступа на кронштейне поз.3. Поперечными упорами для заготовки являются штифты поз.14. Предложите возможные варианты фиксации заготовки в приспособлении. В пояснительной записке выполните эскизы этих вариантов.

 

Штамп (00-000.06.15.15.00).

1. Предложите возможные варианты крепления нижней плиты штампа (поз.2) к станку. В пояснительной записке дайте конструктивное описание и эскизы, поясняющие предлагаемые способы крепления.

2. В пояснительной записке выполните эскизы рабочих деталей штампа (матрицы и пуансона), учитывая новую форму и размеры изготовляемой детали (диаметр отверстия — 5 мм, радиус скругления — 10 мм).

 

Каток поддерживающий (00-000.06.17.17.00).

1. После монтажа на оси 2 деталей уплотнительного устройства, крышки, опоры, подшипников и втулки, их затягивают гайкой 19 со стопором 18. Предложите другие возможные варианты стопорения гаек. Дайте в пояснительной записке конструктивное описание и эскизы этих вариантов.

2. Выполните анализ формирования варианта чертежа детали «Корпус» (поз.1). Предложите возможные резервы оптимизации чертежа с обоснованно-экономной информацией.

 

Кондуктор скальчатый (00-000.06.18.18.00).

1. Кондукторная плита поз.4 является заготовкой плиты, используемой для сверления любого количества отверстий в обрабатываемых деталях. Доконструируйте конструкцию детали плита поз.4, для сверления в детали 6 отверстий мм, расположенных равномерно на окружности мм относительно оси вращения детали. В пояснительной записке выполните эскиз детали поз.4.

2. Выполните анализ формирования варианта чертежа детали «Корпус» (поз.5). Предложите возможные резервы оптимизации чертежа с обоснованно-экономной информацией.

 

Peгулятор давления углекислого газа (00-000.06.19.19.00).

1. Степень открытия клапана 6 регулируется пружиной 16. Опорными витками пружина упирается в диск 13 и направляющую 17. Для образования опорных витков пружину поджимают на 3/4 витка. А для предупреждения перекоса оси пружины концы витков шлифуют на 3/4 окружности опорных поверхностей. В пояснительной записке приведите пример эскиза пружины поз.6 по ГОСТ 2.401-68, предварительно рассчитав размеры концов витков, использовав данные чертежа поз.16.

2. Разработайте возможный вариант конструкции рукоятки поз.20. В пояснительной записке выполните эскиз рукоятки. Предложите способ крепления рукоятки к нижнему корпусу поз.19. Дайте конструктивное описание и эскиз, поясняющий предлагаемый способ крепления.

 

Каток опорный (00-000.06.20.20.00).

1. В конструкции узла «Каток опорный» используется сборочная единица «Роликоподшипник» поз.1. По сборочному чертежу «Роликоподшипник» составьте в пояснительной записке эскизы деталей, входящих в сборочную единицу (кроме детали поз.1).

2. Выполните анализ формирования варианта чертежа детали «Крышка» (поз. 2). Предложите возможные резервы оптимизации чертежа с обоснованно-экономной информацией.

 

Дифференциал (00-000.06.21.21.00).

1. Колесо зубчатое поз.5 насажено на ступицу корпуса поз.2 и закреплено шпильками поз.26. Предложите возможные варианты крепления колеса. В пояснительной записке выполните эскизы этих вариантов.

2. В дифференциале используется деталь «Крестовина» поз.7, выполненная за одно целое с четырьмя осями. Предложите вариант сборной конструкции этой детали и выполните чертеж.

 

Обойма крюка (00-000.06.23.23.00).

1. Поворот траверсы 4 и оси 11 предотвращают оседержатели 5. Приведите примеры типовых конструкций крепления цилиндрических осей в опорах. Дайте в пояснительной записке конструктивное описание и эскизы этих вариантов.

2. Конструктивной особенностью детали «Крюк» поз.1 являются плавные переходы (сопряжения) очертаний формы. В пояснительной записке выполните геометрические построения сопряжений на примере чертежа детали поз.1 Дайте конструктивное описание этих сопряжений.

 

Пневмоцилиндр (00-000.06.26.26.00).

1. Крепление шайбы поз.24 осуществляется операцией кернения двух полуколец поз. 10 в пяти точках. Предложите другие возможные варианты соединения этих деталей методом деформаций. Дайте в пояснительной записке конструктивное описание и эскизы этих вариантов.

2. В пневмоцилидре стопорение гайки 7 и крышки 4 осуществляется винтами поз.12. Предложите другие возможные варианты стопорения. Дайте в пояснительной записке конструктивное описание и эскизы этих вариантов.

 

Тиски (00-000.06.30.30.00).

1. Винт поз.7 вращается с помощью ручки 8. Конструкция ручки представляет собой ось с расклепанными на ее торцах кольцами 10. Предложите возможные варианты соединения деталей 7, 8 и 10 методом деформаций. В пояснительной записке дайте конструктивное описание и эскизы этих соединений.

2. В пояснительной записке выполните эскиз детали «Губка» поз.2, заменив остроугольный паз «ласточкин хвост» на другие возможные конструктивные варианты профиля направляющей скольжения.

 

Механизм храповой (00-000.06.33.33.00).

1. В храповом механизме для предотвращения обратного вращения используется деталь «Собачка» поз.1. Конструктивной особенностью детали являются плавные переходы (сопряжения) очертаний формы. В пояснительной записке выполните геометрические построения сопряжений на примере чертежа детали поз.1. Дайте конструктивное описание этих сопряжений.

2. Объясните назначение пружины поз.2. В пружине имеются опорные витки, для чего нужны эти конструктивные элементы пружины. Для образования опорных витков пружину поджимают на 3/4 витка. А для предупреждения перекоса оси пружины концы витков шлифуют на 3/4 окружности опорных поверхностей. В пояснительной записке приведите пример эскиза пружины поз.2 по ГОСТ 2.401-68, предварительно рассчитав размеры концов витков, использовав данные чертежа поз. 2.

 

Головка резьбонарезная (00-000.06.34.34.00).

1. В конструкции головки используется специальный винт поз.5, который поджимает пружину поз.21. Предложите вариант конструкции поджатия пружины с использованием стандартного винта. В пояснительной записке выполните эскиз такой конструкции.

2. Выполните анализ формирования варианта чертежа детали «Корпус» (поз.1). Предложите возможные резервы оптимизации чертежа с обоснованно-экономной информацией.

 

Пневмоцилиндр (00-000.06.35.35.00).

1. Шток 3 вставляется в отверстие 030 крышки передней поз.1 и герметизируется при помощи кольца 6, манжеты 5, крышки 4. Предложите возможные варианты герметизации штока 3 и крышки 1. В пояснительной записке дайте эскизную проработку этих вариантов и их описание.

2. Выполните анализ формирования варианта чертежа детали «Крышка передняя» (поз.1). Предложите возможные резервы оптимизации чертежа с обоснованно-экономной информацией.

 

Приспособление делительное (00-000.06.36.36.00).

1.Обрабатываемая деталь устанавливается по шпоночному пазу диска 2 приспособления. Шпоночный паз является направляющей скольжения. Предложите другие возможные конструктивные варианты профиля направляющих скольжения. В пояснительной записке дайте эскизную проработку этих вариантов, проставьте размеры, сделайте ссылку на соответствующие стандарты.

2. Выполните анализ формирования варианта чертежа детали «Диск» (поз.2). Предложите возможные резервы оптимизации чертежа с обоснованно-экономной информацией.

 

Кондуктор (00-000.06.37.37.00).

1. Обрабатываемую деталь надевают на палец 9 и зажимают. После обработки пружина 19 смещает всю систему зажима влево и освобождает обработанную деталь. В пояснительной записке перечислите детали, входящие в систему зажима. Объясните назначение детали поз. 23 (штифт) и 21 (шайба). Выполните расчет опорных витков пружины поз.19 (3/4 витка поджаты и зашлифованы 3/4 окружности опорных витков). Приведите пример эскиза пружины по ГОСТ 2.401-68.

2. Во втулке поз.6, запрессованной в плите поз.5, находится быстросменная втулка поз.7. Втулка 7 закреплена специальным винтом поз.13 от пропорота и подъема в процессе обработки детали. Предложите вариант конструкции крепления втулки с использованием стандартного винта. В пояснительной записке выполните эскиз такой конструкции.

 

Список литературы

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1, 5е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1980. —728 с.

2. Левицкий B.C. Машиностроительное черчение. М.: Высшая школа, 1994. —353 с.

3. Бабулин Н.А. Построение и чтение машиностроительных чертежей. М.: Высшая школа, 1997. — 367 с.

4. Богданов В.Н. Справочное руководство по черчению. М.: Машиностроение, 1989.

5. Попова П.Н., Алексеев СЮ. Машиностроительное черчение: Справочник. СПб.: Политехника, 1994.

6. Чекмарев А.А. Справочник по машиностроительному черчению. —М.: Высшая школа, 1994. 671 с.

7. Сборник стандартов ЕСКД. Основные правила выполнения чертежей. М.: Госкомстандарт. 1985.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)

Титульный лист курсовой работы

_________________________________________________________________

ГОУ ВПО

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра__________________________________

 

_________________________________________________________________

(наименование изделия или тема работы)

_________________________________________________________________

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине_____________________________

 

__________________________________________

(обозначение документа)

 

 

Студент __________ _______ группа ______ _____________

(подпись) (дата) (и.о.фамилия)

 

Консультант __________ _______ _______ _____________

(подпись) (дата) (оценка) (и.о.фамилия)

 

Принял __________ _______ _______ _____________

(подпись) (дата) (оценка) (и.о.фамилия)

 

__________ _______ _______ _____________

(подпись) (дата) (оценка) (и.о.фамилия)

 

 

Кумертау 20

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное)

Пример титульного листа курсовой работы

______________________________________________________

ГОУ ВПО

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра ЕН и ОТД

 

ВЫПОЛНЕНИЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ НА СБОРОЧНУЮ ЕДИНИЦУ

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине «Инженерная графика»

 

2204.1151ХХ.00.ПЗ

(обозначение документа)

 

Студент __________ _______ группа ТМ-214 А.А. Иванов

(подпись) (дата) (и.о.фамилия)

 

Консультант __________ _______ _______ Н. А. Авдонина

(подпись) (дата) (оценка) (и.о.фамилия)

 

Принял __________ _______ _______ _____________

(подпись) (дата) (оценка) (и.о.фамилия)

 

__________ _______ _______ _____________

(подпись) (дата) (оценка) (и.о.фамилия)

 

 

Кумертау 20

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное)

Пример листа задания курсовой работы

_________________________________________________________________

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу по курсу «Инженерная графика»

Студент Т. Н. Агзамов Группа ТМ-214

Дата выдачи ______ Дата окончания 16 неделя

1. Тема курсовой работы: Выполнение конструкторской документации на сборочную единицу «Кондуктор перекидной».

2. Вариант задания: 2204.1151ХХ.000.

3. Содержание графической части:

а) схема деления сборочной единицы на составные части (A3);

б) спецификация (2хА4);

в) сборочный чертеж с упрощениями (А2).

4. Содержание пояснительной записки:

а) титульный лист;

б) задание на курсовую работу;

в) описание работы изделия;

г) расчёт основных размеров элементов крепежных резьбовых деталей позиция 14, 17 (в объёме курса «Машиностроительное черчение»);

д) разработать вариант конструкции рукоятки для поворота кондуктора на 180°. В пояснительной записке выполнить эскиз рукоятки. Предложить способ крепления рукоятки к корпусу 1. Дать конструктивное описание и эскиз, поясняющий предлагаемый способ крепления;

е) список литературы.

5. Автоматизированное выполнение чертежей деталей позиция 3, 6.

 

Примечания

1. Пояснительная записка и чертежи должны быть оформлены в соответствии с требованиями ЕСКД. Пояснительная записка выполняется на писчей бумаге формата А4 чернилами или шариковой ручкой. Чертежи выполняются на чертежной бумаге стандартных форматов.

Объём графической части 8...10 форматов А4.

Объём пояснительной записки 10...12 листов.

 

Консультант

Зав. кафедрой ЕН и ОТД

ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное)

Пример оформления содержания пояснительной записки курсовой работы

_________________________________________________________________

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное)

Пример оформления схемы деления изделия на составные части

_________________________________________________________________

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Д (справочное)

Сокращенный перечень стандартов по некоторым группам ЕСКД

Группа 0. Общие положения

Общие положения (001 и последующие).