Прикладная механика: курсовые работы с решением

Оглавление:

Введение

К оглавлению…

Курсовой проект по прикладной механике является первой самостоятельной работой студентов по расчету и конструированию механического привода к рабочей машине.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Предмет прикладная механика

Из-за отсутствия навыков проектирования в процессе выполнения проекта возникает много вопросов, например: по определению последовательности исполнения задания, по выбору материалов и способов термообработки для деталей передач, обеспечению технологичности конструкции, выполнению условий сборки (разборки) и смазки передач и подшипников, использованию стандартов на расчет и конструирование и т. д. С необходимостью выполнения многовариантных расчетов и многократных проработок конструкций с целыо получения рационального решения студенты сталкиваются впервые. Для сокращения времени разработки проекта и его выполнения на достаточно высоком инженерном уровне предназначено настоящее пособие, которое представляет собой свод единых требований к организации процесса проектирования, пояснительной записке, чертежам и защите проектов. Эти требования не подавляют инициативу студентов, а способствуют повышению эффективности их самостоятельной работы, поскольку придают строгую направленность производимым ими действиям, освобождают от выполнения лишней работы, предупреждают многие ошибки и промахи.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задачи прикладной механики

Задание на курсовое проектирование

К оглавлению…

1.1. Исходные данные к проекту

Исходными данными к проекту являются схема разрабатываемого устройства, значения частоты вращения и мощности на выходном валу привода (рис. 1.1).

Курсовая работа по прикладной механике с решением

Если проектируемое устройство является приводом цепного или ленточного конвейера, то известны величины окружной скорости и силы на звездочке или барабане конвейера. Кроме того, могут быть заданы синхронная частота вращения вала электродвигателя, полный срок службы привода в годах Курсовая работа по прикладной механике с решением, суточный Курсовая работа по прикладной механике с решением и годовой Курсовая работа по прикладной механике с решением коэффициенты использования привода, объемы выпуска, направление вращения выходного вала и другие дополнительные данные.

Схема приводного устройства выполняется по ГОСТ 2.703-68 и ГОСТ 2.770-68.

1.2. Содержание расчетно-пояснительной записки

Записка должна содержать следующие разделы:

  • Назначение, описание устройства и работы привода.
  • Выбор элекгродвигателя, кинематический и силовой расчеты привода.
  • Расчет передач.
  • Предварительный расчет диаметров валов.
  • Подбор и проверочный расчет (если необходимо) муфг.
  • Предварительный выбор подшипников.
  • Разработка компоновочной схемы.
  • Подбор подшипников качения но долговечности.
  • Подбор и проверочный расчет шпоночных и (или) шлицевых соединений.
  • Назначение квалитетов точности, шероховатостей поверхностей, отклонений формы и взаимного расположения поверхностей (выполняются на стадии расчета и конструирования каждой детали).
  • Расчет валов на выносливость (основной расчет).
  • Выбор способа смазки для передач и подшипников.
  • Определение размеров корпуса редуктора и его элементов.
  • Описание сборки редуктора.
  • Список используемой литературы.
  • Спецификации.

1.3. Перечень графического материала

В курсовом проекте необходимо разработать общий вид редуктора (привода) с разрезом по осям валов и рабочие чертежи деталей.

Пояснительная записка

К оглавлению…

3.1. Общие положения

Для всех видов расчетов, расчетных схем, проработок конструкции, записей материалов из справочной литературы и стандартов, сообщаемых руководителем проектирования на групповых консультациях, должна использоваться общая тетрадь, в которой заполняется одна сторона листа. Вторая сторона листа используется для записей рекомендаций преподавателя, возможных вариантов расчета, выписок из литературных источников, изменений, исправлений и дополнений. В конце тетради записываются использованные литературные источники, на которые имеются ссылки в тексте пояснительной записки.

Такой метод работы дает возможность систематизировать материалы, необходимые для расчета и разработки конструкции, оформления пояснительной записки на заключительном этапе. Он позволяет руководителю проектирования контролировать ход расчетов и выполнение своих рекомендаций.

При составлении списка литературы необходимо выполнять следующие требования:

1) в список литературы включаются все использованные источники в порядке появления ссылок в тексте пояснительной записки;

2) для каждого используемого источника указывается номер, под которым на него имеется ссылка в тексте пояснительной записки, и полное его наименование: для книг — фамилия и инициалы автора (авторов), заглавие, место издания, издательство и год издания; для статей из периодических изданий — фамилия и инициалы автора (авторов), заглавие статьи, название издания, например журнала, год выпуска, том, номер выпуска, страницы, на которых помещена статья; для стандартов и технических условий — обозначение и наименование.

Расчеты должны выполняться в строгой методической последовательности: выписываются расчетные формулы со ссылкой на литературные источники, затем в уравнения подставляются цифровые величины, записывается результат (точность вычислений — три знака после занятой) с указанием размерности, далее производится округление расчетной величины до конструктивно целесообразного или стандартного значения (если есть необходимость).

Для всех величин, подставляемых в расчетные уравнения, должны быть указаны их наименования, размерность и литературный источник, из которого они заимствованы.

Размеры и конструктивные элементы деталей, материалы и их термообработка, смазочные материалы и т. д. — все должно быть обосновано соответствующими расчетами, ссылками на литературу и стандарты. Без обоснования ничего приниматься не должно.

При определении сил, изгибающих моментов, проверке на прочность шпоночных соединений, расчете валов, подборе муфг и подшипников, определении размеров элементов деталей и т. д. обязательно должны вычерчиваться рисунки, расчетные схемы и эскизы разрабатываемых деталей.

Пояснительная записка оформляется на бланках формата А4. На рис. 3.1 показаны образцы основной надписи графических и текстовых конструкторских документов, на рис. 3.2 и 3.3 — образцы оформления титульного листа курсового проекта и пояснительной записки.

Курсовая работа по прикладной механике с решением
Курсовая работа по прикладной механике с решением
Курсовая работа по прикладной механике с решением

3.2. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

В данном разделе необходимо определить: общий КПД и общее передаточное отношение привода, передаточные отношения передач, частоты вращения, вращающие моменты и мощности на каждом из валов привода, подобрать электродвигатель, а также вычертить в произвольном масштабе схему проектируемого устройства.

Двигатель выбирается по требуемой мощности и частоте вращения. Значения КПД и рекомендуемые передаточные числа отдельных звеньев кинематической цени назначаются но табл. 3.1 и 3.2 [2].

Курсовая работа по прикладной механике с решением
Курсовая работа по прикладной механике с решением

Технические данные асинхронных электродвигателей единой серии 4 А в закрытом обдуваемом исполнении приведены в табл. 3.3 [2].

Курсовая работа по прикладной механике с решением

Диаметры возрастают с увеличением номера двигателя соответственно. Например, для двигателей с номинальной мощностью Курсовая работа по прикладной механике с решением = 0,75 кВт, тип 71А2 диаметр вала ротора Курсовая работа по прикладной механике с решением = 19 мм, тип 80А6 — Курсовая работа по прикладной механике с решением = 22 мм, тип 90LA8 — Курсовая работа по прикладной механике с решением = 24 мм.

Следует иметь в виду, что мощность двигателя по каталогу, как правило, не совпадает со значением, рассчитываемым но техническому заданию и необходимым для привода проектируемого устройства. Расчет деталей и передач привода производится по требуемой мощности. Двигатель может работать с перегрузкой или недогрузкой. Недогрузка понижает cos (р и КПД. Перегрузка допускается не более 5-8 % [2].

3.3. Расчет передач

3.3.1. Ременные передачи

В зависимости от тина выбранной или заданной ременной передачи (плоская или клиноременная, зубчатыми или поликлиновыми ремнями) исходные данные будут отличаться. Например, для расчета передач плоским ремнем необходимо знать передаваемую передачей мощность, частоты вращения валов ведущего и ведомого шкивов, угол наклона передачи к горизонту, тип электродвигателя, способ натяжения ремня, условия работы, режим работы (число смен) и др.

В результате расчета определяются тип и размеры ремня, которые согласуются со стандартами: ГОСТ 2.3831-79 — для ремней прорезиненных; ГОСТ 1284.1-89 — для ремней клиновых; ОСТ 38.05114-76 для ремней зубчатых; РТМЗ8-40528-74 — для ремней поликлиновых. Основные размеры шкивов плоскоременных передач согласуются с ГОСТ 17383-80, клиноременных передач — с ГОСТ 20898-88, передач поликлиновыми и зубчатыми ремнями — с вышеупомянутыми стандартами. Эскиз ведомого шкива с расчетными размерами изображается в пояснительной записке (рис. 3.4).

Курсовая работа по прикладной механике с решением

Эскиз необходим при разработке компоновочной схемы привода и рабочего чертежа шкива.

3.3.2. Цепные передачи

Типовые исходные данные для расчета: мощность на ведущей звездочке, передаточное число передачи, предельная частота вращения ведущей звёздочки, наклон межосевой линии к горизонту, способ смазки и натяжения цепи, условия работы, характер передаваемой нагрузки, режим работы (число смен). Для определения оптимального значения шага цепи необходимо иметь несколько вариантов расчетов для значений шагов, близких к расчетной величине. Рациональней считается передача, в которой используется цепь с меньшим шагом [4, 5]. Для уменьшения радиальных габаритов можно использовать многорядные цени с малыми шагами. Принятые размеры роликовой цепи согласуются с ГОСТ 13568-97 (ИСО 606-94), зубчатой цепи — с ГОСТ 13552-81.

Размеры профиля зубьев звездочки в диаметральном и осевом сечении определяются в соответствии с ГОСТ 591-69. Профиль изображается в пояснительной записке.

Осевые размеры необходимы для построения компоновочной схемы и разработки рабочего чертежа звездочки.

Курсовая работа по прикладной механике с решением

3.3.3. Зубчатые передачи

Важным этапом при проектировании и расчете зубчатых передач является подбор материала зубчатых колес и способа их термообработки. Необходимую твердость колес и соответствующий вариант термической обработки выбирают в зависимости от вида, условий эксплуатации и требований к габаритам передачи (табл. 3.4, [1]).

Для редукторов, к размерам которых не предъявляют особых требований, на практике применяют следующие марки сталей и варианты термической обработки колес [2]:

I (стали 45, 40Х, 40ХН и др.) — термическая обработка колеса улучшение, твердость 235-262 НВ; термическая обработка шестерни улучшение, твердость 262-302 НВ;

II (стали 40Х, 40ХН, 35 ХМ и др.) — термическая обработка колеса

  • улучшение, твердость 269-302 НВ; термическая обработка шестерни
  • улучшение и закалка ТВЧ, твердость поверхности определяется маркой стали 45-53 HRC (табл. 3.4);

III (стали 40Х, 40ХН, 35 ХМ и др.) термическая обработка колеса и шестерни — улучшение с последующей закалкой токами высокой частоты (ТВЧ). Твердость поверхности зубьев 45-53 HRC;

IV — термическая обработка колеса — улучшение с последующей закалкой ТВЧ, твердость поверхности определяется маркой стали (40Х, 40ХН, 35 ХМ и др.) 45-53 HRC (табл. 3.4), термическая обработка шестерни — улучшение, цементация и закалка, применяемые стали 20Х, 20ХН2М, 18ХГТ, 25ХГМ, твердость поверхности зубьев после термообработки 56-63 HRC;

V (стали 20Х, 20ХН2М, 18ХГТ, 25ХГМ и др.) — термическая обработка колеса и шестерни — улучшение, цементация и закалка, твердость поверхности зубьев после термообработки 56-63 HRC.

Кроме цементации для повышения поверхностной твердости применяют нитроцементацию и азотирование. Чем выше твердость поверхности, тем выше допускаемые напряжения передачи и меньше ее массогабаригные параметры.

Для лучшей приработки зубьев и равномерного их изнашивания, а также для выравнивания срока службы шестерни по отношению к колесу для прямозубых передач рекомендуется твердость рабочих поверхностей зубьев шестерни увеличивать по сравнению с колесом на 20-50 единиц НВ. Для косозубых и шевронных передач, а также для конических передач с круговыми зубьями отличие в значениях твердостей должно составлять 20-80 единиц НВ [4].

Курсовая работа по прикладной механике с решением

Назначение материала и вид термической обработки зубчатых колес обосновываются в пояснительной записке.

В курсовом проекте, как правило, предварительно выполняют проектировочные расчеты, из которых определяют геометрические параметры передачи, а затем — проверочные расчеты по различным критериям работоспособности. Для проектных расчетов закрытых передач кроме уже известных кинематических и силовых параметров необходимо выбрать коэффициенты Курсовая работа по прикладной механике с решением или Курсовая работа по прикладной механике с решением.

Коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния Курсовая работа по прикладной механике с решением принимают из ряда стандартных чисел: 0,1; 0,125; 0,16; 0,2; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8 в зависимости от положения колес относительно опор [2, 4]:

  • при симметричном расположении Курсовая работа по прикладной механике с решением = 0,315-0,4;
  • при несимметричном расположении Курсовая работа по прикладной механике с решением = 0,25-0,315;
  • при консольном расположении одного или обоих колес Курсовая работа по прикладной механике с решением = 0,2 — 0,25;
  • для шевронных передач \iha = 0,4-0,63;

-для открытых передач и коробок скоростей Курсовая работа по прикладной механике с решением = 0,1-0,2 (меньшее значение Курсовая работа по прикладной механике с решением принимается для передач с твердостью зубьев свыше 45 Курсовая работа по прикладной механике с решением).

Увеличение значения Курсовая работа по прикладной механике с решением позволяет уменьшить радиальные габариты и массу передачи, но требует повышенной жесткости и точности конструкции для обеспечения более равномерного распределения нагрузки по ширине венца колеса.

Коэффициент ширины колеса относительно диаметра шестерни

Курсовая работа по прикладной механике с решением

может быть ориентировочно определен по формуле

Курсовая работа по прикладной механике с решением

Знак «плюс» применяется для передач внешнего зацепления, а знак «минус» — для передач внутреннего зацепления.

После выбора материала и твердости зубчатых колес определяют допускаемые напряжения изгиба и контактные, величина которых оказывает влияние на массогеометрические параметры передачи.

Далее из условия контактной (для закрытых передач) или изгибной прочности (для открытых или тяжелонагруженых передач, имеющих колеса высокой твердости) рассчитываются геометрические парамет-

Определение допускаемых напряжений и расчет на прочность эвольвенгных зубчатых цилиндрических передач внешнего зацепления производится но ГОСТ 21354-87.

Примеры расчета цилиндрической косозубой и конической прямозубой передач приведены в разделах 5 и 6.

3.4. Проектировочный расчет валов

Различают расчеты валов на статическую и усталостную прочность, жесткость и колебания, причем расчеты на прочность и жесткость могут иметь как проектировочный, так и проверочный характер. При проектировочном расчете диаметры валов могут определяться исходя из условий прочности на совместное действие изгиба и кручения. На начальной стадии проектирования, когда нет данных о величине изгибающих моментов, производится предварительный расчет на статическую прочность по крутящему моменту:

Курсовая работа по прикладной механике с решением

где Курсовая работа по прикладной механике с решением — допускаемое напряжение кручения [1, 3-5].

При выборе материала валов и их термообработки необходимо исходить из конструкции вала (валы-шестерни, шлицевые валы с шейками под подшипники скольжения, резьбы и т. д.).

В пояснительной записке должен быть обоснован выбор материалов валов и способа их термообработки. Полученные значения диаметров используются для предварительного подбора подшипников качения и муфт, определения диаметров и длин ступиц колес, звездочек и шкивов. Осевые размеры деталей, установленных на валы, необходимы для разработки компоновочной схемы.

3.5. Подбор и проверочный расчет муфт

Тип муфты указывается в задании на курсовое проектирование. Размеры муфты принимаются но государственным или отраслевым стандартам в зависимости от расчетного вращающего момента Курсовая работа по прикладной механике с решением и диаметра вала под полумуфты Курсовая работа по прикладной механике с решением:

Курсовая работа по прикладной механике с решением

где Курсовая работа по прикладной механике с решением — номинальный момент, действующий на вал;

Курсовая работа по прикладной механике с решением — коэффициент режима работы (Курсовая работа по прикладной механике с решением = 1,1-1,4 при спокойной работе и небольших разгоняемых массах; Курсовая работа по прикладной механике с решением = 1,5-2,0 при переменной нагрузке и средних разгоняемых массах; Курсовая работа по прикладной механике с решением = 2,5-3,0 в случае ударных нагрузок и больших масс).

3.6. Предварительный выбор подшипников

Для разработки эскизного проекта необходимо знать осевые размеры деталей, в том числе подшипников, установленных на валы. Но точный подбор подшипников на этой стадии проектирования выполнить невозможно, гак как не известны реакции опор (радиальные нагрузки, действующие на подшипники). Поэтому производится ориентировочный подбор подшипников по предварительно определенным диаметрам цапф валов. Цапфой называется участок опоры вала. Выбор типа подшипника производится исходя из данных кинематического расчета и конструктивных особенностей привода. Так как каждый тип подшипника имеет несколько серий диаметров и ширин, предварительно задаются легкой или средней серией подшипников.

Размеры подшипников указаны в таблицах стандартов [1-5].

3.7. Эскизная компоновка привода

Эскизная компоновка привода или редуктора (общий вид) выполняется в соответствии с ГОСТ 2.119-73 на миллиметровой бумаге формата А1, карандашом, в масштабе 1:1. При эскизном проектировании определяют расположение деталей передач, расстояние между ними, ориентировочные размеры ступеней валов и предварительно выбранных подшипников. Для каждого вала выбирают схему установки подшипников: «враспор», «врастяжку», фиксированная опора — «плавающая» опора и определяют расстояние между опорными точками валов для расчета реакций (радиальных нагрузок на подшипники). Значения реакций необходимы для построения эпюр изгибающих моментов валов, а также для окончательного подбора подшипников но долговечности.

Эскизная компоновка должна содержать одну или две проекции привода (редуктора), где следует указать диаметры и длины участков валов, расстояния между опорными точками валов, размеры консолей, межосевые и конусные расстояния передач и т. д.

Следует отметить, что в результате предварительной компоновки деталей на валах получаются лишь ориентировочные расстояния между плоскостями действия сил по той причине, что размеры опор, муфт, зубчатых колес, регулировочных и крепежных элементов зависят от диаметра вала. Точно диаметр может быть определен по валентному моменту или при расчете вала на выносливость в опасных сечениях.

3.8. Проверочный расчет валов по эквивалентному моменту

Для выполнения расчета необходимо иметь эгнору эквивалентного момента по длине вала. Как известно из курса сопротивления материалов:

Курсовая работа по прикладной механике с решением

где Курсовая работа по прикладной механике с решением — суммарный изгибающий момент, действующий на вал;

Курсовая работа по прикладной механике с решением— крутящий момент вала.

Для построения эпюр необходимо знать значения всех внешних силовых факторов (активных и реактивных), оказывающих воздействие на вал. К активным силам относятся усилия в зацеплениях, муфтах, от шкивов ременных и звездочек цепных передач. Реактивными силами являются реакции в опорах (подшипниках).

Величина реакций определяется из условий равновесия вала. Для составления условия равновесия необходимо вычертить схему нагружения вала с изображением векторов действующих сил (рис.3.6), [1-6]. Обозначения сил: Курсовая работа по прикладной механике с решением — радиальная, Курсовая работа по прикладной механике с решением — осевая, Курсовая работа по прикладной механике с решением — окружная (обычно усилия в зацеплениях); Курсовая работа по прикладной механике с решением — реакции опор в точке Курсовая работа по прикладной механике с решением в горизонтальной и вертикальной плоскостях и точке Курсовая работа по прикладной механике с решением в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно, Курсовая работа по прикладной механике с решением нагрузка на валы от муфт и т. д.

В обозначениях усилий зубчатых зацеплений дополнительно применяют цифровые индексы. Первый индекс обозначает номер колеса, со стороны которого действует сила; второй — номер колеса, на которое действует сила (см. рис. 3.6).

По характеру построенных эпюр устанавливают положение

Курсовая работа по прикладной механике с решением

где Курсовая работа по прикладной механике с решением — предел выносливости материала вала при действии симметричного цикла нагружений.

Курсовая работа по прикладной механике с решением

3.9. Подбор подшипников качения но долговечности

Типовыми исходными данными для определения долговечности подшипника являются следующие параметры: величина и направление действия нагрузок (радиальной, осевой, комбинированной); характер нагрузки (постоянная, переменная, вибрационная, ударная); частота вращения колец (внутреннего или внешнего); заданный срок службы в часах; свойства окружающей среды: ее температура, влажность, запыленность; требования к подшипникам, предъявляемые конструкцией узла (необходимость самоустановки, возможность перемещения одной из опор вдоль оси вала); условия монтажа; способ регулирования натяга; диаметр цапфы.

В результате расчетов необходимо подобрать подшипники (принятого типа) такой долговечности Курсовая работа по прикладной механике с решением, которая бы незначительно отличалась от требуемого срока службы Курсовая работа по прикладной механике с решением, принятого в исходных данных. Желательно, чтобы Курсовая работа по прикладной механике с решением.

При подборе радиально-упорных шариковых или роликовых подшипников необходимо изображать схемы их нагружения (рис. 3.7), на которых подшипники следует нумеровать определенным образом.

Курсовая работа по прикладной механике с решением

Цифрой 2 обозначается подшипник, препятствующий перемещению вала под действием внешней осевой нагрузки Курсовая работа по прикладной механике с решением, возникающей в коническом, косозубом цилиндрическом или червячном зацеплениях. Курсовая работа по прикладной механике с решением — радиальные нагрузки на подшипник (реакции в опорах), Курсовая работа по прикладной механике с решением и Курсовая работа по прикладной механике с решением — собственные осевые составляющие радиально-упорных подшипников, Курсовая работа по прикладной механике с решением и Курсовая работа по прикладной механике с решением — суммарные осевые силы, действующие на подшипники. Расстояние между опорами 1 и 2 определяется величиной 1 между точками пересечения нормалей к осям тел качения с осью вала.

3.10. Подбор и проверочный расчет шпоночных и шлицевых соединений

3.10.1. Шпоночные соединения

Из всех типов шпоночных соединений самое большое распространение получили соединения призматическими шпонками (ГОСТ 23360-78). Основными геометрическими параметрами призматической шпонки являются: полная Курсовая работа по прикладной механике с решением и рабочая Курсовая работа по прикладной механике с решением длина, высота Курсовая работа по прикладной механике с решением, ширина Курсовая работа по прикладной механике с решением, глубина паза вала Курсовая работа по прикладной механике с решением (рис. 3.8). Значения величин Курсовая работа по прикладной механике с решением выбираются из таблиц стандарта в зависимости от величины диаметра вала Курсовая работа по прикладной механике с решением. Рабочая, а затем полная длина шпонки определяются из условия прочности на смятие. При этом величина допускаемого напряжения смятия зависит от марки

Курсовая работа по прикладной механике с решением

При наличии нескольких шпоночных соединений на валу целесообразно из технологических соображений применить шпонки одинаковых сечений и расположить их вдоль одной образующей вала. Подбор и проверочные расчеты нужно выполнить для соединения с меньшим диаметром вала и объяснить необходимость такого расчета.

3.10.2. Шлицевые соединения

Тип шлицевого соединения (прямобочное, эвольвентное, треугольное), способ центрирования (по наружному диаметру, но внутреннему диаметру, по боковым поверхностям), характер соединения (подвижное, неподвижное), характер передаваемой нагрузки (статическая или неременная), возможность реверсирования, способ термообработки вала и ступицы задаются с учетом особенностей функционального назначения и конструкции разрабатываемого узла. Следует отметить, что в настоящее время треугольные шлицевые соединения применяются очень редко: в основном вместо соединений с натягом.

Прямобочные и эвольвентные шлицевые соединения широко применяются во всех тинах машин. Рассчитывают эти соединения на смятие и износ.

3.11. Назначение квалитетов точности, посадок, шероховатостей поверхностей, отклонений формы и расположения поверхностей

Назначение вышеобозначенных параметров нужно производить на стадии расчета и конструирования каждой детали и сборочной единицы. Следует иметь в виду, что повышение квалигега точности, уменьшение допусков на отклонения формы и расположение поверхностей, необоснованное применение высокой точности обработки поверхностей являются основными причинами повышения себестоимости изготовления отдельных деталей и машины в целом. Поэтому расчет или выбор этих параметров по литературным источникам должен быть тщательно обоснован и изложен в пояснительной записке.

3.12. Проверочный расчет валов на выносливость

Расчет на выносливость является основным, поскольку валы выходят из строя главным образом из-за усталостного разрушения в местах наибольшей концентрации напряжений (галтели, канавки, резьба и т. д.). Расчет на выносливость производится после конструктивного оформления вала. Целью расчета является определение коэффициента запаса усталостной прочности в нескольких предположительно опасных сечениях и сравнение этого коэффициента с его допустимым значением. Для обеспечения усталостной прочности расчетная величина должна быть больше допускаемого значения.

Для выполнения расчета необходимо вычертить конструкцию вала и построить эпюры крутящего и суммарного изгибающего моментов (рис. 3.9).

Курсовая работа по прикладной механике с решением

Пример эпюр приведен в разделе 3.7 и просто переносятся на схему для данного вида расчета. В процессе работы необходимо тщательно изучить влияние на усталостную прочность валов наличия концентраторов напряжений различных типов, состояния поверхности и качества материала объекта, а также вида термообработки.

3.13. Выбор способа смазки для передач и подшипников

В разделе следует тщательно проанализировать, какой из возможных способов смазки передач, работающих в закрытых корпусах, наиболее целесообразен в данном случае. При этом необходимо иметь в виду, что наиболее надежной и дешевой является картерная (окунанием) смазка.

Если на основании всестороннего анализа принят циркуляционный способ смазки, то на чертежах общих видов следует изобразить все детали и устройства для подачи масла в зацепления [2, 6].

При разработке способа смазки зубчатых передач необходимо предусмотреть возможность смазки подшипников тем же маслом. Например, при циркуляционной смазке зубчатых колес масло к подшипникам часто подают по отдельным трубкам, при картерной смазке подшипники при определенных условиях могут смазываться брызгами масла. Одним из важнейших условий обеспечения такой смазки является окружная скорость колес (желательно больше 2,0-2,5 м/с). Если доступ масляных брызг к подшипникам качения затруднен, а применение насоса для подачи жидкой смазки невозможно или нецелесообразно, подшипники смазывают пластичной смазкой (тина ЛИТОЛ, ЦИАТИМ, СОЛИДОЛ и др.). В этом случае в конструкциях подшипниковых узлов предусматриваются мазеудерживающие кольца или применяются закрытые подшипники [1-3].

Сорт масла принимается по ГОСТ 20799-75 и записывается в спецификацию [2]. С учетом величины передаваемой мощности рассчитывается объем масляной ванны:

Курсовая работа по прикладной механике с решением

3.14. Определение размеров корпуса редуктора

В большинстве случаев редукторы выполняются с разъемными (по осям валов) корпусами.

В процессе проектирования необходимо установить размеры элементов корпуса: толщину стенки крышки и основания; ширину фланцев; число и размеры стяжных и фундаментных болтов, фиксирующих штифтов, приливов, ребер жесткости и других конструктивных элементов.

В пояснительной записке следует вычертить конструктивные элементы корпуса и проставить на них вычисленные или принятые по рекомендациям из литературных источников размеры. В соответствии с полученными величинами на общих видах вычерчивается корпус.

Требования к графической части проекта

К оглавлению…

4.1. Требования к сборочным чертежам

Объем курсового проекта обычно составляет два-четыре листа формата А1 по ГОСТ 2.301-68 и содержит:

а) изображение привода или редуктора в нескольких проекциях с разрезами, сечениями и текстовой частью, позволяющими понять особенности и принцип работы разработанного устройства;

б) рабочие чертежи деталей привода или редуктора; валы, зубчатые колеса, корпусные детали и др. (по указанию руководителя проекта).

На чертежах общего вида указываются:

а) габаритные размеры;

б) присоединительные размеры (диаметры и длины выступающих концов валов, размеры шпоночных пазов; расстояние от упорного буртика выходного конца вала до центра отверстия в опорном фланце корпуса; расстояния между осями крепежных болтов опорного фланца; от опорной плоскости фланца до плоскости разъема и др.);

в) сопрягаемые размеры с указанием посадок;

г) расчетные параметры (межосевые расстояния, числа зубьев колес, числа витков червяков, модули, углы наклона линии зубьев колес);

д) нижний и верхний уровни масла, измеряемые от осей колес, погруженных в масло.

В учебном проектировании допускается (но не желательно) упрощенное изображение резьбовых соединений, подшипников, уплотнений и т. д.

По возможности чертежи следует изображать в масштабе 1:1, так как в другом масштабе изделие воспринимается в несколько искаженном виде.

Требования к рабочим чертежам деталей

К оглавлению…

4.2.1. Корпусные детали

Общие требования к чертежам деталей регламентируются ГОСТ 2.107-68 и ГОСТ 2.109-73.

В соответствии с этими стандартами должны быть проставлены размеры с предельными отклонениями, сгруппированные но служебному назначению в следующем порядке:

а) размеры, устанавливающие габариты и форму собственно литой детали;

б) размеры, определяющие положение выбранных базовых плоскостей относительно литых плоскостей (конструкторские базы, которые в дальнейшем используются при простановке размеров для механической обработки корпуса);

в) размеры посадочных отверстий с отклонениями;

г) координаты центров посадочных отверстий от конструкторских и технологических баз, а при связи этих отверстий друг с другом -межосевое расстояние с отклонениями;

д) размеры и координаты крепежных отверстий;

е) опорные поверхности под крепежные детали должны выполняться по ГОСТ 11284-75 (размеры бобышек, ребер, стенок, опорных фланцев, проушин и т. д. должны соответствовать рекомендациям) [1-5];

ж) предельные отклонения формы и взаимного расположения поверхностей должны соответствовать ГОСТ 1643-72 (редукторы с цилиндрическими зубчатыми колесами), ГОСТ 1758-81 (редукторы с коническими колесами), ГОСТ 3675-81 (червячные редукторы) [1-5];

з) шероховатость поверхностей должна обозначаться в соответствии с ГОСТ 2.309-2003.

Поскольку большинство поверхностей корпусных деталей не обрабатывается, в правом верхнем углу ставится значок Курсовая работа по прикладной механике с решением

Шероховатость базовых поверхностей должна быть не ниже Курсовая работа по прикладной механике с решением 2,5.

Шероховатости остальных поверхностей можно выбрать но рекомендациям [1-5].

Над основной надписью следует поместить технические требования, причем заголовок «Технические требования» не пишется. Технические требования содержат:

1) сведения о геометрических размерах, не указанных на чертеже (например, литейные радиусы, формовочные уклоны);

2) сведения о термической обработке;

3) сведения о требованиях к качеству поверхностей и их отделке или указания о покрытиях по ГОСТ 2.310-68 (например, покрытие необработанных поверхностей: эмаль молотковая НЦ-221);

4) сведения о предельных отклонениях формы и взаимного расположения поверхностей, если они не указаны на чертеже условными обозначениями;

5) указания о допусках на свободные размеры;

6) дополнительные указания (например, * — размер для справок).

4.2.2. Детали передач

Современный уровень стандартизации позволяет в большинстве случаев выполнять конструкции деталей передач, используя стандартные элементы.

Форма этих элементов и способ простановки размеров на некоторые изделия регламентированы следующими стандартами:

ГОСТ 2.405-75 «Правила выполнения чертежей цилиндрических зубчатых колес»;

ГОСТ 2.404-75 «Правила выполнения чертежей зубчатых реек»; —

ГОСТ 2.405-75 «Правила выполнения чертежей конических зубчатых колес»;

ГОСТ 2.406-76 «Правила выполнения чертежей цилиндрических червяков и червячных колес»;

ГОСТ 2.407-75 «Правила выполнения чертежей червяков и колес глобоидных передач»;

  • ГОСТ 2.408-68 «Правила выполнения рабочих чертежей звездочек приводных роликовых и втулочных цепей»;

ГОСТ 2.409-74 «Правила выполнения чертежей зубчатых (шлицевых) соединений»;

ГОСТ 2.425-74 «Правила выполнения чертежей звездочек для зубчатых цепей»;

ГОСТ 2.401-68 «Пружины. Выполнение рабочих чертежей».

4.3. Составление спецификаций

Спецификация — перечень составных частей, входящих в разработанное изделие. Спецификацию составляют на отдельных листах на каждую сборочную единицу, комплекс или комплект в соответствии со стандартами. ГОСТ 2.106-96 устанавливает форму и порядок заполнения спецификаций. Спецификация состоит из следующих разделов: документация, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты. Наименование каждого раздела указывается в виде заголовка и подчеркивается тонкой сплошной линией.

Спецификацию необходимо составлять в такой последовательности:

а) документация (общие виды, схемы, пояснительная записка);

в) детали;

г) стандартные изделия (крепежные изделия, подшипники, крышки, уплотняющие средства и т. д.);

д) материалы (металлы, пластмассы, лаки, краски, химикаты, резиновые и керамические материалы).

ГОСТ 2.201-80 устанавливает единую обезличенную классификационную систему обозначения изделий и их конструкторских документов всех отраслей промышленности при разработке, изготовлении, эксплуатации и ремонте.

Код классификационной характеристики деталей и сборочных единиц определяется по классификатору ЕСКД, который представляет собой свод наименований изделий основного и вспомогательного производства всех отраслей народного хозяйства и является составной частью Единой системы классификации и кодирования технико-экономической информации (ЕСКК ТЭИ).

Готовые курсовые работы по прикладной механике

К оглавлению…

  1. Расчет привода с горизонтальным цилиндрическим косозубым редуктором
  2. Расчет привода с коническим прямозубым редуктором
  3. Расчет привода с червячным редуктором и цепной передачей
  4. Расчет привода с зубчато-ременной передачей
  5. Расчет привода с клиноременной передачей
  6. Расчет кулачковой предохранительной муфты
  7. Пример подбора и расчета кулачковой предохранительной муфты

Эти страницы вам помогут пригодиться: