Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов направлений 150400, 150900, 220200, 230100 и специальностей 150401, 151001, 151002, 151003, 220301 всех форм обучения Тула 2007 г (стр. 3 из 11)
Методические подходы к решению некоторых вопросов выполнения проекта приведены в приложении Г.
3.2 Содержание разделов пояснительной записки
и указания по их составлению
3.2.1 Аннотация
Аннотация должна давать краткую характеристику выполненному курсовому проекту и излагать краткие сведения о его содержании, являющиеся вместе с тем достаточными для его оценки, т.е. в сжатой форме указываются наиболее важные вопросы, решенные в проекте, новшества и разработки, сделанные студентом в проекте, результаты модернизации (проектирования) узла.
Объём аннотации – до одной страницы.
3.2.2 Оглавление
В оглавлении последовательно перечисляют заголовки разделов, подразделов, пунктов и указывают номера страниц, на которых они помещены. Оглавление должно включать в себя все заголовки, имеющиеся в расчётно-пояснительной записке. Пример оформления оглавления дан в приложении Б.
3.2.3 Введение
Введение должно кратко характеризовать современное состояние технического вопроса, которому посвящен курсовой проект, а также цель проекта. Во введении следует чётко сформулировать, в чём заключается новизна и актуальность рассматриваемого в проекте вопроса, и обосновать по существу необходимость его выполнения.
Объём введения – 1÷2 страницы.
3.2.4 Устройство станка
В этом разделе даётся описание модернизируемого (разрабатываемого) станка: его назначение, технические характеристики, компоновка, движения и принцип работы, применяемый инструмент, виды выполняемых работ. Освещаются вопросы стружкоудаления, охлаждения инструмента и изделия, наличие ограждений и других конструктивных решений, обеспечивающих безопасную работу на станке.
Объём раздела – 2÷3 страницы.
3.2.5 Обоснование модернизации (разработки) узла станка
Разработанный станок должен иметь технико-экономические преимущества перед базовой моделью. Эти преимущества могут заключаться в более высокой производительности, уменьшении расхода электроэнергии, эксплутационных и ремонтных расходов, уменьшении массы станка, повышении степени унификации, автоматизации управления станком и его работой, обеспечении повышения точности, надёжности, долговечности и т.д. Целесообразность разработки узла станка может подтверждаться рациональным использованием конструкционных материалов, унифицированных и стандартных узлов и деталей, обеспечением технологичности деталей и конструкции в целом, удобством сборки, ремонта и эксплуатации.
В данном разделе в описательной форме даётся обоснование всего комплекса конструкторских решений, принятых в результате проведения технико-экономического анализа сравниваемых вариантов (кинематических схем привода, структурных сеток и диаграмм частот вращения, конструкций отдельных элементов, систем управления и т.п.).
Объём раздела – 1÷2 страницы.
3.2.6 Кинематический расчёт проектируемого привода
3.2.6.1 Кинематический расчёт выполняется графоаналитическим методом [10] и начинается с разработки кинематической схемы проектируемого привода.
Разработке подлежит кинематическая схема всего привода главного движения, начиная от электродвигателя и кончая шпинделем станка. При разработке кинематической схемы следует ориентироваться на конструкцию базовой модели, проанализировать её всесторонне и переработать в соответствии с заданием на проектирование.
Привод главного движения ступенчатого регулирования обычно содержит асинхронный электродвигатель (одно- или многоскоростной) и многоступенчатую коробку скоростей.
При разработке конструкции привода главного движения бесступенчатого регулирования для станков с ЧПУ ориентируются на использование электродвигателя постоянного тока или асинхронного электродвигателя с частотным регулированием и коробки переключений (скоростей, диапазонов) на малое число вариантов, применяемой с целью расширения диапазона частот вращения шпинделя с постоянной мощностью.
Разработанную кинематическую схему не следует считать окончательной до полного завершения расчётов и конструирования привода.
При оформлении пояснительной записки приводится в начале кинематического расчёта окончательно принятая кинематическая схема привода и конкретные обоснования её разработки. Это делается в обязательном порядке.
На схеме валы обозначаются римскими цифрами, начиная с вала электродвигателя, а шкивы и шестерни – буквами с индексами (d1, d2 – шкивы, Z1, Z2, … – зубчатые колёса).
Независимо от того, какой способ регулирования студенту задан, следует провести краткий сравнительный анализ двух вариантов привода – со ступенчатым и бесступенчатым регулированием – применительно к данным задания и станку, определённому в качестве базовой модели для объекта проектирования.
3.2.6.2 После разработки начального варианта кинематической схемы привода производится выбор электродвигателя конкретного типа [1, 4, 23 и др.], записываются его данные, включая частоту (частоты) вращения вала двигателя. Если заданием определено число вариантов коробки скоростей привода бесступенчатого регулирования, то двигатель подбирается с таким соотношением максимальной и номинальной частот вращения, чтобы заданный диапазон частот вращения шпинделя обеспечивался без значительных разрывов или перекрытий.
3.2.6.3 Выполняемые далее этапы кинематического расчёта зависят от заданного вида регулирования.
А. При разработке привода ступенчатого регулирования:
а) определяют знаменатель геометрического ряда частот вращения шпинделя j по исходным данным, выбирают его стандартное значение и по таблицам предпочтительных чисел (приложение В и [10]) – значения частот вращения шпинделя в заданном диапазоне Д от минимальной частоты
до максимальной 
;б) разрабатывают структуру привода: составляют структурную (в соответствии с принятой кинематической схемой) и развёрнутые структурные формулы, отражающие порядок переключения групповых передач, строят структурные сетки, анализируют их и выбирают оптимальный вариант. При выборе структурной сетки следует иметь в виду, что лучшим, как правило, будет вариант, когда в начале цепи находится основная группа, затем первая множительная и т.д., причём в качестве последней множительной группы должна быть принята группа с наименьшим числом передач;
в) строят диаграмму (график) частот вращения (ДЧВ) по принятому варианту структурной сетки, принимая передаточные отношения передач в пределах: 1/4÷2 – прямозубых, 1/4÷2,5 – косозубых, 1/4÷1 – ременных. При построении ДЧВ желательно, чтобы передаточные отношения передач линии редукции – цепи, снижающей частоту вращения электродвигателя до минимальной частоты вращения шпинделя, уменьшались тем интенсивнее, чем ближе передача к шпинделю (указанное не всегда удаётся применить к самой последней передаче – шпиндельной). Кроме того, следует иметь в виду: габариты и масса привода возрастают с увеличением расчётных крутящих (вращающих) моментов на промежуточных валах, а они увеличиваются при уменьшении частот вращения; с уменьшением скорости клиноремённой передачи количество ремней увеличивается. На ДЧВ, представляемой в расчётно-пояснительной записке, все валы обозначаются римскими цифрами в соответствии с обозначениями на кинематической схеме привода; проставляются проектные (взятые из таблиц предпочтительных чисел) частоты вращения валов; указываются передаточные отношения всех передач в буквенном виде. Например, Z7:Z8, где Z7 и Z8 – обозначения чисел зубьев соответственно ведущего и ведомого колёс изображённой на ДЧВ конкретной передачи;
г) корректируют исходный вариант кинематической схемы, если в неё были внесены какие-либо изменения, например, введены одиночные дополнительные передачи;
д) определяют по ДЧВ передаточные отношения всех передач привода;
е) определяют рабочие диаметры шкивов ременной передачи (при её наличии) и числа зубьев всех групповых и одиночных передач привода. Числа зубьев передач одной - двух групп следует определить каким-либо методом (наименьшего общего кратного, упрощенным [10] или иным), а остальных – рассчитать на ЭВМ [3] или подобрать по специальным таблицам;
ж) определяют действительные частоты вращения шпинделя и их отклонения от нормальных значений. Для расчёта действительных частот вращения шпинделя необходимо составить столько уравнений кинематического баланса в числовом виде (т.е. с записью в них рассчитанных чисел зубьев колёс и диаметров шкивов), сколько скоростей имеет шпиндель, и решить их.
Б. При разработке привода бесступенчатого регулирования следует ориентироваться на использование регулируемых двигателей постоянного тока (ДПТ). Они имеют двухзонное регулирование, т.е. могут развивать полную мощность (говорят: работают с постоянной мощностью) при частотах от номинальной nдв.н до максимальной nдв.max , а при частотах ниже номинальной величины полной мощности не развивают и работают с постоянным крутящим моментом. При этом ДПТ реально могут работать в станках с некоторой минимальной частоты nдв.min .
В каталогах электродвигателей величина nдв.min не указывается, поскольку она зависит не только от типа двигателя, но и от моментов сопротивления на его валу.
Диапазоны регулирования ДПТ в целом Ддв.= nдв.max /nдв.min и с постоянной мощностью Ддв.N= nдв.max/ nдв.н составляют весьма ограниченные величины, гораздо меньшие, чем это требуется в приводах универсальных станков. С целью обеспечения на шпинделе более значительных диапазонов регулирования – общего Д и с постоянной мощностью ДN – следует применить в приводе коробку скоростей (диапазонов). Для её проектирования можно воспользоваться методикой кинематического расчёта приводов ступенчатого регулирования, в соответствии с которой выполняют следующее [10]: