Методические рекомендации к выполнению курсового проекта по курсу "Детали машин" Разде л (стр. 1 из 8)

Методические указания содержат материал теоретического и справочного характера, необходимый для расчета зубчатых передач в процессе выполнения курсового проекта по курсам "Детали машин" и "Детали машин и основы конструирования". Расчеты цилиндрических зубчатых передач на прочность соответствуют рекомендациям ГОСТ 21354-87 [1] с отдельными незначительными упрощениями, допустимыми в учебном проекте [2].

Объем справочного материала, приведенного в пособии, ограничен и соответствует тематике заданий на курсовой проект по указанным выше курсам, принятой на кафедре конструкций машин РУДН. Дополнительный справочный материал, а также более подробное изложение вопросов, касающихся проектирования и расчета на прочность зубчатых передач, приводятся в литературе, список которой дан в конце пособия.

Размерность всех физических величин дана в Международной системе единиц (СИ). Материал в пособии изложен в той последовательности, в которой необходимо работать над курсовым проектом.

1. СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА

В процессе работы над курсовым проектом студент в соответствии с полученным заданием должен выполнить необходимые расчеты и спроектировать индивидуальный привод какой-либо машины. Привод включает в себя электродвигатель, редуктор, муфту для передачи вращающего момента от вала электродвигателя входному валу редуктора и плиту или раму для размещения электродвигателя и редуктора.

Расчетно-пояснительная записка, составляемая по результатам работы, должна содержать следующие разделы:

- выбор электродвигателя и кинематический расчет редуктора;

- выбор материалов зубчатых колес и определение допускаемых напряжений;

- проектировочный расчет зубчатых передач;

- проверочный расчет зубьев на выносливость по контактным и изгибным напряжениям;

- проверочный расчет зубьев на прочность при действии максимальной нагрузки;

- расчет реакций опор валов;

- выбор и расчет подшипников;

- расчет статической прочности одного из валов (по указанию консультанта);

- расчет вала на выносливость (усталостную прочность);

- расчет вала на жесткость (при необходимости);

- расчет используемых шпоночных и шлицевых соединений;

- расчет соединений с гарантированным натягом (если используются);

- выбор муфты;

- выбор сорта и расчет количества масла.

Графическая часть курсового проекта выполняется вручную или с использованием средств компьютерной графики и включает в себя:

- две проекции редуктора, как правило, в масштабе М 1:1, с необходимыми для полного представления о конструкции разрезами и видами (выполняются в зависимости от габаритов редуктора на одном или двух листах формата А1);

- общий вид привода, выполненный на одном листе формата А1;

- рабочие чертежи нескольких деталей (по указанию консультанта).

2. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Задание на проектирование включает:

- название (назначение) привода;

- кинематическую схему редуктора;

- мощность на выходном валу привода - Р_вых , кВт;

- частоту вращения выходного вала - n _вых , мин^-1;

- график (циклограмму) нагрузки или режим нагружения привода;

- срок службы редуктора - t, час (или L_h, лет);

- особые требования, включающие некоторые дополнительные условия (например, проектирование привода минимальной массы, минимальной ширины редуктора и т.п.).

В табл. 2.1 приводятся варианты кинематических схем редукторов, используемых на кафедре конструкций машин в заданиях на курсовое проектирование. Номера зубчатых передач, указанные на кинематических схемах, используются в дальнейшем при определении коэффициентов нагрузки.

Графики нагрузки, приведенные в табл. 2.1, характеризуют степень загруженности (класс нагружения) привода за время расчетного срока службы t. За номинальный вращающий момент Т_ном принимается максимальный из длительно действующих вращающих моментов, учитываемых при расчете зубчатой передачи.

Графики нагрузки не являются единственной характеристикой степени загруженности привода. Любой график нагрузки может быть с приемлемой точностью приведен к одному из шести типовых режимов нагружения по ГОСТ 21354-87 (см. рис. 2.1).

Рис.2.1

На рис. 2.1 обозначено:

N_i - число циклов нагружения зубчатой передачи при работе с моментами, равными или бóльшими Т_i;

N_S - суммарное число циклов нагружения за расчетный срок службы передачи.

Режимы нагружения могут быть указаны в задании номерами или наименованиями:

0 - постоянный;

1 - тяжелый;

2 - средний равновероятный;

3 – средний нормальный;

4 - легкий;

5 - особо легкий.

Таблица 2.1

№ схемы	Название привода и характеристика схемы редуктора	Кинематическая схема редуктора	График нагрузки
1	2	3	4
1.	Привод подъемной лебедки. Редуктор цилиндричский, двухступенчатый, выполненный по развернутой схеме.
П.	Привод механизма подъема груза крана. Редуктор цилиндрический двухступенчатый, двухпоточный с раздвоенной быстроходной ступенью. Выполнен по развернутой схеме.

Продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4
Ш	Привод механизма подъема груза крана. Редуктор цилиндрический двухступенчатый, двухпоточный с раздвоенной тихоходной ступенью. Выполнен по развернутой схеме.
IV	Привод механизма передвижения крана. Редуктор цилиндрический двухступенчатый, соосный.
V	Привод механизма передвижения крана. Редуктор цилиндрический двухступенчатый, соосный, двухпоточный.

Продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4
VI	Привод ленточного транспортера. Редуктор коническо-цилиндрический двухступенчатый.

Исходные данные на проектирование индивидуального привода выдаются студенту в виде шифра, представляющего собой группу чисел, первое из которых соответствует номеру схемы в табл. 2., второе представляет собой мощность на выходном валу редуктора в кВт, третье - частоту вращения выходного вала редуктора в мин^-1, четвертое число в шифре соответствует номеру типового режима нагружения (см. рис. 2.1 и пояснение к нему). В случае, если четвертое число в шифре отсутствует, то это означает, что степень загруженности привода задается графиком нагрузки в табл. 2.1, соответствующим номеру схемы редуктора (1-е число шифра). Если, например, в задании на проектирование указан шифр II - 6,5 - 75, то это значит (см. схему II в табл. 2.1), что необходимо спроектировать привод механизма подъема груза крана, включающий редуктор цилиндрический двухступенчатый двухпоточный с раздвоенной быстроходной ступенью, выполненный по развернутой схеме. Мощность редуктора на выходном валу P_вых = 6,5 кВт, частота вращения выходного вала редуктора n_вых = 75 мин^-1. Так как четвертое число в шифре отсутствует, то в качестве исходного данного принимается график нагрузки, соответствующий схеме II в табл. 2.1.

Если бы был задан шифр П-6,5-75-3, то это означало бы, что в задании, содержание которого изложено выше, вместо графика нагрузки задан средний нормальный типовой режим нагружения (кривая 3 на рис. 2.1).

3. ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЕДУКТОРА

Для индивидуальных приводов средней и малой мощности, не требующих регулировки частоты вращения, в общем машиностроении наиболее часто применяются трехфазные асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором (табл. 3.1).