2020-05-11
280
Тимашева Е.Н.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ОДНОСТУПЕНЧАТЫХ РЕДУКТОРОВ
Учебно-методическое пособие
для курсового проектирования
по дисциплине «Прикладная механика»
Березники 2011
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пермский государственный технический университет»
Березниковский филиал
Кафедра технологии и механизации производств
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ОДНОСТУПЕНЧАТЫХ РЕДУКТОРОВ
Учебно-методическое пособие
для курсового проектирования
по дисциплине «Прикладная механика»
Березники 2011
УДК 621.81
ББК 34.42
Т 41
Рецензенты:
кандидат технических наук, профессор кафедры МКМК Поезжаева Е.В. (Пермский государственный технический университет)
доцент кафедры ТМП БФ ПГТУ Киссельман И.Ф. (Березниковский филиал Пермского государственного технического университета)
Тимашева, Е.Н.
Т 41 Проектирование одноступенчатых редукторов: учебно-метод. пособие по курсовому проектированию/ Е.Н.Тимашева; Перм. гос. техн. ун-т., Березниковский филиал. – Березники, 2011. – 196 с.
|
|
|
ISBN
Рассмотрены основные этапы работы над курсовым проектом по прикладной механике. Приведены основные принципы, примеры и правила проектирования редукторов и их деталей. Изложены проектные и проверочные расчеты деталей и узлов редукторов.
Предназначено для студентов факультетов очного и очно-заочного обучения специальностей «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», «Химическая технология неорганических веществ», «Автоматизация технологических процессов», выполняющих курсовой проект по дисциплине «Прикладная механика».
ã ГОУ ВПО
Пермский государственный
технический университет,
Березниковский филиал, 2011
ОГЛАВЛЕНИЕ
| 1. ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….……...…….……. 1.1. Содержание и объем курсового проекта…………………………………….…….… 1.2. Оформление проекта……………………………………………………….….……… 1.3. Защита курсового проекта………………………………………………….………… 1.4. Задание на курсовой проект………………………………………………..………… 2. РЕДУКТОРЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ……………………………………………………….. 3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТЫ ПРИВОДА………………………..…… 3.1. Подбор электродвигателя…………………………………………………….………. 3.2. Расчет и разбивка передаточного числа передачи………………………………….. 4. РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧ ОДНОСТУПЕНЧАТЫХ РЕДУКТОРОВ НА ПРОЧНОСТЬ…...….. 4.1. Расчет цилиндрической зубчатой передачи…………………………………..…….. 4.2. Расчет конической зубчатой передачи………………………………………….…… 4.3. Расчет червячной передачи……………………………………………………….….. 5. ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ………………………………………...……….. 5.1. Определение геометрических параметров ступеней валов…………………..…….. 5.2. Предварительный выбор подшипников……………………………………...……… 5.3. Конструирование валов………………………………………………………………. 6. ЭСКИЗНАЯ КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА………………………………….…………… 7. НАГРУЗКИ ВАЛОВ РЕДУКТОРА…………………………………………………………. 7.1. Определение сил в зацеплении передач……..……………………………………… 7.2. Определение консольных сил…………………………………………….………….. 7.3. Силовая схема нагружения валов редуктора……………………….………………. 7.4. Определение реакций в опорах подшипников…………….…………..……………. 8. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ……………………………….…………… 8.1. Определение динамической грузоподъемности подшипника Cr ……....………….. 8.2. Определение базовой долговечности Lh …………….…………………...………….. 9. ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ…………………………………………………………….. 9.1. Выбор шпонок..………………………………………………………………………. 9.2. Проверочный расчет шпонок………………………………………………………… 10. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ……………………………………………………… 10.1. Расчет на статическую прочность………………………………………………… 10.2. Расчет на сопротивление усталости………………………………………………. 10.3. Расчет вала на жесткость ………..………………..……………………………….. 11. ВЫБОР И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ МУФТ………..…………………...…………….. 12. СМАЗЫВАНИЕ. СМАЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА …….………………………………... 12.1. Смазывание зубчатого (червячного) зацепления ….…….………………………… 12.2. Смазывание подшипников...…………..……………..……………………………. 13. КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕДУКТОРА…………..……..………………………………… 13.1. Конструирование элементов корпуса редуктора..…….…………………………… 13.2. Конструирование подшипниковых узлов..………………………………………. 13.3. Конструирование элементов передач....…………..………………………………. 13.4. Оформление графической части курсового проекта……..………………………. 13.5. Сборка редуктора ……………………………………………………………….….……… 14. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЩИТЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА……………… ПРИЛОЖЕНИЯ ……………………………………………………………………...…………. АТЛАС КОНСТРУКЦИЙ ОДНОСТУПЕНЧАТЫХ РЕДУКТОРОВ ………………………. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..…………………………………………………………………….. | 4 4 5 7 7 13 14 14 16 17 17 24 29 36 36 36 39 46 55 55 55 55 57 66 66 71 75 75 76 77 77 78 81 83 84 84 88 90 90 102 104 107 120 122 124 169 195 |
| 3 |
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Курсовое проектирование имеет большое значение в развитии самостоятельных навыков творческой работы студентов и определяет степень практического овладения теоретическим курсом «Механика».
Важнейшие целевые установки курсового проектирования:
– привить студенту умение работать с научно–технической литературой;
– закрепить знания ЕСКД;
– научить разрабатывать и рассчитывать элементы приводов машин в полном соответствии с требованиями стандартов и других нормативных материалов;
– дать понятия о технико–экономическом обосновании конкретных решений;
– научить использовать современные технические средства при проектировании (САПР, ЭВМ). При выполнении проекта студент должен использовать новейшие достижения как отечественного, так и зарубежного машиностроения.
Для успешной работы над курсовым проектом необходимо строго соблюдать график выполнения проекта и в утвержденные сроки представлять консультанту на проверку и согласование выполненные расчеты и разработки, быть предельно внимательным при выполнении расчетов, обращая особое внимание на размерности величин.
|
|
|
Содержание и объем курсового проекта
Каждый студент получает и выполняет задание в соответствии со своим индивидуальным шифром. Задания приведены в настоящих методических указаниях и содержат: наименование проекта, кинематическую схему проектируемой машины, величины заданных параметров, указания к выполнению графической части.
Курсовой проект по механике должен содержать в себе следующие виды документов:
– расчетно-пояснительную записку;
– чертежи деталей;
– сборочный чертеж редуктора;
– спецификации изделия и сборочных единиц.
В состав пояснительной записки входят титульный лист, содержание, техническое задание на курсовой проект, основной текст, список использованных источников и приложения. Объем пояснительной записки должен составлять 30–50 листов.
Титульный лист является первым листом документа.
Содержание приводят в начале пояснительной записки. Лист содержания имеет основную надпись по форме 2 (рис. 3).
Техническое задание. Бланк технического задания выдается преподавателем и заполняется студентом, содержит исходные данные, даты выдачи задания и сдачи готового проекта, специальные требования и объем проекта с подписями преподавателя и студента.
Основной текст содержит расчеты и обоснования, принимаемые в данном курсовом проекте.
Список использованных источников приводят в конце пояснительной записки. Список составляют в алфавитном порядке.
При выполнении чертежей необходимо руководствоваться ГОСТами на чертежи в машиностроении.
Количество чертежей и их содержание определяются программой курса для соответствующей специальности. Студенты немеханических специальностей должны выполнить один лист формата А1 (594×841 мм) – сборочный чертёж редуктора и два – три листа формата А3 (297×420 мм) – рабочие чертежи деталей редуктора (зубчатое или червячное колесо, червяк, вал т. п.).
В спецификацию записывают сборочные единицы, стандартные изделия, а также те детали, которые не вошли в спецификации чертежей сборочных единиц.
|
|
|
| 4 |
Оформление проекта
Правила, порядок разработки и оформления конструкторских документов регламентированы комплексом стандартов «Единая система конструкторской документации» (ЕСКД).
| 1 . 2 . 3 . 4 |
| Рис. 1. Структура обозначения |
В поле 1 записывают условный код, сформированный из обозначения проектируемого редуктора (например, РЧ) и значения межосевого расстояния аw (внешний делительный диаметр колеса dе 2 – для конического редуктора): «РЧ 180»:
– редуктор цилиндрический: РЦ;
– редуктор конический: РК;
– редуктор червячный: РЧ.
В поле 2 записывают порядковый номер сборочной единицы, входящей в состав изделия.
В поле 3 записывают номер детали, входящей в состав сборочной единицы или изделия.
В обозначении конструкторских документов между полями 1, 2 и 3 ставят разделительные точки.
Обозначение кода документа приводят в поле 4.
Примеры обозначения конструкторской документации проектируемого изделия:
пояснительная записка: ………………………………………………………….РЧ 180.00.00 ПЗ;
сборочный чертеж: ……………………………………………………………… РЧ 180.00.00 СБ;
спецификация: ……………………………………………………………………РЧ 180.00.00;
чертеж сборочной единицы: …………………………………………………….РЧ 180.03.00 СБ;
чертеж детали, входящей в состав сборочной единицы: ………………………РЧ 180.03.12;
чертеж детали, входящей в состав изделия: …………………………………....РЧ 180.00.06.
1.2.2. На каждом конструкторском документе необходимо выполнить основную надпись (по ГОСТ 2.104–2006). На чертежах основную надпись выполняют по форме 1 (рис. 2), на текстовых документах – по формам 2 и 2а (см. рис. 3, 4).
Рис. 2. Основная надпись на чертежах
| 5 |
Рис. 3. Основная надпись на первом листе текстовых документов
Рис. 4. Основная надпись на втором и последующих листах текстовых документов
Основной текст пояснительной записки должен разделяться на разделы и подразделы. Разделы нумеруют арабскими цифрами в пределах всего документа. Подразделы нумеруют в пределах каждого раздела. Номера раздела и подраздела разделяются точкой. После номера раздела и подраздела точку не ставят. Каждый раздел основной части документа начинают с новой страницы.
Изложение текста должно быть четким, терминология и определения должны соответствовать терминам, установленным стандартами, а при их отсутствии – общепринятым в научно-технической литературе. Сокращение слов в тексте не допускается.
Расчет следует писать 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 расчете все время необходимо следить за однородностью формул.
При оформлении расчета записывают расчетную формулу и дают пояснение каждого параметра с указанием единиц измерения в той же последовательности, в какой они приведены в формуле. Первую строку пояснения начинают со слова «где» без двоеточия после него, например:
«Окружную скорость цапфы вычисляют по формуле:
где п – скорость вращения цапфы, п = 750 об/мин;
dв – диаметр цапфы, dв = 35 мм».
Каждое обозначение поясняют в записке один раз.
Затем подставляют в расчетную формулу числовые значения в том же порядке, в котором они приведены в формуле, и приводят окончательный результат вычислений, опуская промежуточные операции и сокращения:
| 6 |
Цифровой материал оформляется в виде таблиц, которые помещают после первого упоминания в тексте. Над правым верхним углом помещают слово Таблица с указанием ее порядкового номера, например: «Таблица 1». Таблицы нумеруют арабскими цифрами сквозной нумерации. Если в тексте только одна таблица, то номер ей не присваивают и слово Таблица не пишут. Название таблицы следует помещать над таблицей.
1.2.4. При выполнении чертежей масштаб, по возможности, должен быть выбран 1:1, при невозможности использования этого масштаба допускается меньший масштаб, выбираемый по ГОСТу.
Сборочный чертеж редуктора должен содержать в себе все данные, необходимые для сборки и монтажа редуктора. Этот чертеж выполняют с указанием габаритных, монтажных и присоединительных размеров. На чертеже редуктора должна быть приведена его техническая характеристика и технические требования по сборке, регулировке, испытаниям и т. д.
1.3. Защита курсового проекта
Выполненный курсовой проект представляется руководителю проекта для проверки, а все замечания исправляются студентом до защиты. Защита курсовых проектов проводится в присутствии преподавателей, сотрудников и студентов. На доклад студенту отводится 7–10 минут. 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. 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, рассмотреть сборку и регулировку узлов, обеспечение смазки трущихся деталей. При защите курсового проекта нужно давать четкие ответы на такие вопросы как определение действительных напряжений в различных сечениях вала, особенности расчета подшипников качения на динамическую грузоподъемность, обоснование выбора материала деталей, допусков и посадок, обоснование выбора принятых коэффициентов запаса прочности и многие другие.
Примерный перечень вопросов для защиты курсового проекта представлен далее.
