Детали машин  и основы конструирования

А.А. УЛЬЯНОВ

 

 

ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ

КОНСТРУИРОВАНИЯ

ЧАСТЬ 2

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Комплекс учебно-методических материалов

для студентов заочной м дистанционной

форм обучения

 

 

Нижегородский государственный

технический университет

 

Нижний Новгород 2007

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. Алексеева

 

 

А.А. Ульянов

 

ДЕТАЛИ МАШИН  И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

КОМПЛЕКС УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

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.

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Объем проекта

    К защите курсового проекта должны быть представлены пояснительная записка и чертежи.

 

Пояснительная записка

 

Пояснительная записка должна включать:

1) обложку с форменным бланком на ней. Образец форменного бланка на обложку см. в приложении А (с.68);

2) титульный лист. Образец титульного листа дан в приложении Б (с. 69).

На титульном листе к проекту, кроме всего прочего, помещают обозначе-ние документа. Например, для студентов заочного отделения:

КП – НГТУ – 1502 – 25 – 40 – 08,

где КП – индекс: курсовой проект;

НГТУ – аббревиатура университета;

1502 – специальность;

25 – шифр (две последние цифры) студента;

40 – номер студента из списка специальности (узнать в деканате);

08 – год защиты проекта (2008 г.);

3) содержание. Образец оформления "Содержания" приведен в приложении В (с. 70). Содержание в образце представлено в наиболее общем виде для всех запискок. Из него следует исключить подразделы (в типографском бланке кафедры для них не надо указывать их номера и страницы), не выполняемые в данном конкретном проекте. Пример см. на с. 26;

4) техническое задание. Типовой бланк кафедры ТЗ показан в приложении Г (с. 71). Пример оформления дан на с. 27, 28.

5) текстовую часть; Все требования, предъявляемые к оформлению текстовой части записки, должны соответствовать ГОСТ 2.105-95 ЕСКД "Общие требования к текстовым документам", основные положения которого изложены в [12].

6) список использованной литературы. В списке приводится только та литература, на которую есть ссылка в тексте записки;

7) приложение (спецификации);

8) другие приложения (при необходимости).

 

2.1.2. Чертежи

    Состав чертежей курсового проекта, выполненных на ватмане:

1) сборочный чертеж  редуктора (формат А1; 1...2 листа в зависимости

от масштаба изображения *); Примеры чертежей см. в приложении Е.

2) сборочный чертеж привода (формат А1; 1 лист; приложение И);

3) рабочий чертеж корпусной детали (формат А1; 1 лист; приложение Ж):

а) ТЗ – 01, 02, 05, 06, 07, 08 выполняют чертеж основания корпу-

са редуктора;

    б) ТЗ – 03, 04, 09, 10 выполняют чертеж крышки корпуса редуктора.

    В обоих случаях: для единичного и мелкосерийного производств следует принять сварные заготовки корпусных деталей; для крупносерийного и массового производств – заготовки литые;

4) рабочие чертежи  двух деталей: выходной  вал  редуктора  и  зубчатое

 (червячное) колесо с этого вала (на листе формата А2 рисуют два формата А3 под каждую деталь. При этом формат А2 не разрезать). Рабочие чертежи деталей, как правило, выполняют в масштабе 1:1; примеры см. в приложении К.

5) спецификации к чертежам сборочных единиц (формат А4). Правила оформления спецификаций изложены в [12, c.11] Там же (приложения И, К, Л) приведены их примеры.

Общие требования к чертежам, содержание всех листов проекта, технические требования и технические характеристики на чертежах даны в [12, c.13 и 34].

    Чертежи типовых конструкций редукторов, общего вида, корпусов, деталей см. в [5], [7…10] и в приложениях к настоящему пособию.  

 

2.2. Последовательность выполнения проекта

 

1. Из табл. 1.1…1.6 согласно шифра студента списать наименование и

схему машины, состав передач привода к ней, исходные данные для расчетов.

2. Ознакомиться с конструкцией машины и требованиями, предъявляе-

мыми к приводу. По рекомендуемой литературе (особенно [8…10]) следует найти заданный в приводе редуктор и открытую передачу [17], [18] с целью использования их в проекте в качестве прототипа. В [7, c. 358] даны описания конструкций наиболее распространенных редукторов.

  3. Последовательность выполнения проекта необходимо соблюдать в соответствии с "Содержанием" (приложение В) пояснительной записки и образцом ее выполнения.

 

___________________________________________

       * Масштаб чертежей по п. 1…3 выбирают из условия 75…80%-го заполнения формата чертежа.

    4. Выполнить кинематический и энергетический расчеты привода [15]. Примеры этих расчетов приведены в [15] и в первой части комплекса на с. 65. Они охватывают большинство схем приводов ТЗ.

    При выборе двигателя следует принять тот из них, частота вращения которого, отнесенная к частоте вращения рабочего органа, дает общее передаточное число u ₀, разбиваемое на рекомендуемые по нормам оптимальных передаточных чисел редуктора [15, c. 12] и открытой (ременной или цепной) [15, c. 11] передачи согласно схеме привода. Для снижения массы и габаритных размеров привода предпочтительны двигатели с более высокой частотой вращения – 1500 и 3000 мин^-1. В дальнейшем следует рассчитывать один вариант привода для выбранного двигателя.

    5. Выбрать материалы и произвести проектировочный расчет зубчатых (червячной) передач редуктора [16, часть 1], [21].

    При выборе материала и термообработки следует иметь в виду масштаб производства зубчатых передач:

    а) единичное и мелкосерийное производства – термообработка ТВЧ1 + У2;

    б) крупносерийное  и  массовое  производства –  термообработка  ТВЧ1 +

+ ТВЧ2 или Ц1 + Ц2 (рекомендуется при мощности не менее 3 кВт). При малых мощностях и высокотвердых зубьях (Н ≥ 56 HRC) получаются небольшие межосевые расстояния передач, в пределах которых не удается разместить подшипники качения соседних валов и между ними болты крепления крышки редуктора к корпусу. Вследствие этого приходится конструктивно увеличивать межосевое расстояние, зубья передачи оказываются недогруженными, а отсюда теряется смысл применения дорогой технологии.

    Наклон зубьев в редукторах следует назначать косой, шевронный или круговой (конические передачи); червяки – линейчатые (эвольвентные) или нелинейчатые.

    В [16, часть 3] приведены примеры расчетов передач различных редукторов при разном сочетании твердостей зубьев.

    6. Рассчитать ременную [17] или цепную [18] передачу. При выборе окончательного варианта ее следует обратить внимание на ограничения по диаметрам шкивов или звездочек с целью вписания их в габариты привода (электродвигателя – редуктора или редуктора – рабочего органа). Образец расчета ременной передачи приведен на с. 16. Пример расчета цепной передачи см. в образце выполнения пояснительной записки на с. 38 и 46. Кроме того, привод с ременной передачей и коническо-цилиндрическим редуктором КЦ рассчитан в [21].

    7. Определить ориентировочные диаметры валов по расчету на кручение. Это будут диаметры концов входного и выходного валов или диаметры под зубчатыми (червячными) колесами промежуточного вала. Необходимо помнить, что шестерни и червяки, как правило, выполняют за одно целое с валами. Колеса делают съемными с вала.

    8. По величине передаваемого расчетного момента, диаметру вала и функциональным требованиям подобрать муфты [25].

    9. Произвести проверочный расчет зубчатых (червячной) передач [16, части 2 и 3], обратив внимание на удовлетворение прочностным и конструктивным ограничениям.

    10. Привести конструкции (эскизы и размеры) зубчатых колес (червяка и червячного колеса) [5…10], а также рассчитать элементы корпуса [5…10].

11. Обосновать смазку зацеплений и подшипников [1], [5], [7…10].

12. На листах ватмана (одном или двух в зависимости от масштаба) на-

чать разработку эскизного проекта – сборочного чертежа редуктора в тонких линиях в трех проекциях (главный вид со стороны входного вала, вид сверху со снятой крышкой редуктора и вид сбоку со стороны маслоуказателя и сливной пробки). Правила эскизного проектирования изложены в [5, c. 42], [7, c. 240], [9, c. 56].

    13. Определить усилия, действующие в передачах [16, часть 2]. Предварительно по рекомендациям практики [5], [20] намечают подшипники качения и рассчитывают валы на изгиб и кручение [5], [19]. При расчете валов консольные нагрузки на их концах от муфт и открытых передач (ременных, цепных, зубчатых) следует учитывать обязательно. Условно принято считать окружные силы F _t в зацеплениях, лежащими в горизонтальной плоскости X (ее располагают по плоскостям валов редуктора), радиальные силы F _r и моменты М _а от осевых сил F _a – в плоскости Y. Известные по направлению консольные нагрузки F_K (от ременных, цепных, зубчатых передач) прикладывают в виде проекций F_{K х} стные по направлению одного вала, вид сверху со снятой крышкой редуктора и вид сбоку со стороны маслоуказателя и сливной п  и F_{K y} по плоскостям X и Y. Направление силы от муфты F _M неизвестно, его учитывают в расчетах отдельно [3, с. 156], [19].

В учебном проекте конец входного вала редуктора следует выполнять коническим; конец выходного вала допускается делать цилиндрическим.

    На сопротивление усталости рассчитывается наиболее нагруженное сечение того вала, который был выбран для выполнения рабочего чертежа.

14. Рассчитать ресурс подшипников качения [20].

15. Проверить прочность шпоночных (шлицевых) соединений или соединения с гарантированным натягом (для бесшпоночного соединения).

16. Составить спецификацию сборочного чертежа редуктора.

17. Представить руководителю проекта на проверку сборочный чертеж

 редуктора в тонких линиях со спецификацией.

18. Разработать [5], [8…10] и показать руководителю проекта сборочный чертеж привода. Составить на него спецификацию.

    19. Выполнить рабочие чертежи выходного вала и зубчатого колеса [5], [9], сопряженного с этим валом. Опасное сечение вала проверить на сопротивление усталости.

20. Рассчитать болты крепления редуктора к раме (плите) [14, c. 19], [21, c. 40]. Класс прочности болтов (винтов) крепления редуктора должен быть не ниже 5.8, 6.6.. В данном расчете также следует учитывать консольные нагрузки.

21. Вычертить рабочий чертеж корпусной детали [5, с. 382].

22. Оформить пояснительную записку к проекту. Для возможности контроля ошибок в черновом варианте записку следует писать в “развернутой” (не в табличной) форме, т.е. формула – подстановка в нее параметров – результат. Сразу же давать ссылку на используемые источники литературы, ведя параллельно список источников на отдельном листе бумаги.

    После утверждения расчетов записку следует переписывать начисто по нескольку листов в день (без указания номеров листов) в течение всего проектирования, иначе  написание записки всей сразу  в конце проектирования окажется са-

мым трудоемким этапом работы.

Так как курсовой проект по деталям машин является первым по-настоящему инженерным проектом, то основной упор в нем делается на усвоение физического смысла и границ существования параметров, изучение конструкций изделий, т.е. ставится задача их анализа. Для получения первых навыков проектирования настоящий проект должен быть выполнен вручную – записка написана от руки черной пастой (чернилами, тушью); чертежи – карандашом с оформлением по стандартам.

23. Обвести все чертежи толстыми линиями.

24. Записаться на кафедре или у руководителя проекта на защиту.

25. В назначенный день  без опоздания явиться  на защиту  проекта, не за-

быв захватить с собой чертежи, пояснительную записку, зачетную книжку и, если надо, то и направление из деканата.

 

2.3. Краткое описание схем редукторов технического задания

       Зубчатые цилиндрические двухступенчатые редукторы применяют при передаточных числах u = 6,3…40 (50). В условиях массового и крупносерийного производств межосевые расстояния округляют по ряду чисел Ra 20.

       Цилиндрические редукторы наиболее просты в изготовлении и эксплуатации, имеют высокий КПД и меньшую массу на единицу передаваемого вращающего момента. Среди общего числа применяемых редукторов 90% составляют цилиндрические.

       Наиболее простой и распространенной схемой редуктора является развернутая схема с параллельным расположением валов в горизонтальной плоскости (редуктор Ц2); в табл. 1.6 ТЗ редуктору присвоен условный код 11*. Несимметричное расположение зубчатых передач приводит к повышению концентрации нагрузки по длине контактных линий, что особенно существенно для твердых передач, где зубчатые колеса следует выполнять узкими. Пример чертежа редуктора Ц2 приведен на рис. Е1 (приложение Е; с. 74) без вида сбоку, который следует принимать таким, как на рис. Е2 (с. 75).

        В целях улучшения условий работы редукторы выполняют с раздвоенными ступенями, в большинстве случаев – быстроходной (схема Ц2_РБ, код 12). Быстроходную ступень по ширине венца делят пополам и половины устанавливают на валы с противоположным направлением зубьев (как бы шевронным). Это позволяет уравновесить осевые силы в зацеплениях, применять радиальные (нерегулируемые) подшипники, вследствие симметрии более равномерно распределить нагрузку по длине валов. Редуктор получается примерно на 20% легче редуктора Ц2. Но для компенсации погрешностей изготовления и сборки зубчатых пар валы редуктора Ц2_РБ должны выполняться " плавающими " в осевом направлении в зависимости от типа тихоходной передачи. Тихоходная передача прямозубая – "плавающий" вал промежуточный; тихоходная передача – косозубая – "плавающий" вал входной;  тихоходная пе-

редача  шевронная –  "плавающих" два  вала: входной  и  промежуточный. Пример чертежа

_____________________________

* Коды редукторов 11…17 (табл. 1.6 ТЗ) введены нами условно для упорядочения схем в технических заданиях проекта.

редуктора Ц2_РБ дан на рис. Е2 (с. 75).

Третий вид цилиндрических двухступенчатых редукторов – это редукторы соосные горизонтальные Ц2С (код 13 в табл. 1.6) – валы расположены в горизонтальной плоскости – и вертикальные Ц2С_В (код 14 в табл. 1.6) – валы располагаются в вертикальной плоскости.

       Соосные редукторы применяют, если по компоновке необходимо, чтобы оси входного и выходного валов располагались на одной линии. Это обеспечивает малые размеры редукторов по длине (в вертикальных – по высоте) при некотором увеличении ширины. По сравнению с редуктором Ц2 усложняется конструкция корпуса, так как внутри него необходимо разместить опору для подшипников входного и выходного валов. Ухудшаются условия смазки этих подшипников, а у вертикальных редукторов – еще и смазки тихоходной ступени. Быстроходная ступень в большинстве случаев недогружена. а промежуточный вал имеет большую длину. Примеры чертежей редуктора Ц2С – на рис. Е3 (с. 76, 77); редуктора Ц2С_В – на рис. Е4 (с. 78, 79).

       Одним из показателей качества цилиндрических двухступенчатых редукторов является  отношение  межосевых  расстояний тихоходной и быстроходной ступеней a_{W T} / a_{W Б}. В  настоящее  время  оно  равно  1,12…1,6 (1,6 – при больших u и постоянном режиме нагружения). При этом наблюдается тенденция к его уменьшению. Рекомендуется для сравнения результата расчетов проекта иметь в виду указанные пределы отношения a_{W T} / a_{W Б}.

       В коническо-цилиндрическом двухступенчатом редукторе КЦ (код 15 в табл. 1.6) быстроходную ступень выполняют в виде конической передачи с круговыми зубьями, тихоходную – цилиндрической косозубой. В простом варианте коническая шестерня располагается консольно с установкой подшипников ее вала "врастяжку", что усложняет регулирование зазоров и смазку опор. Пример чертежа редуктора КЦ дан на рис. Е5 (с. 80, 81).

Преимущество редукторов КЦ – пересекающееся расположение осей входного и выходного валов, что может быть использовано по условиям компоновки привода.

Червячные редукторы Ч (код 16 в табл. 1.6) применяют в приводах с перекрещивающимся  расположением  осей  валов,  при больших  передаточных числах в одной ступени  (u =