Учеба АСБ 2 курс / detali_mashin_kursovaya
.pdfА.Е.Шейнблит
Курсовое
проектирование
легалей
машин
Издание второе, переработанное и дополненное
РЕКОМЕНДОВАНО Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия
для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по техническим специальностям
Янтарный сказ
ББК 34.42 Я7 Ш39
УДК 621.81.001 63(07)
Р е ц е н з е н т ы :
канд. техн. наук, проф. М. П. Горин (Калининградский государственный технический университет); преподаватель В. П. Олофинская (Московский электромеханический техникум)
Шейнблит А. Е.
Ш 39 Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие. Изд-е 2-е, перераб. и дополн. — Калининград: Янтар. сказ. 2002. — 454 с: ил., черт. — Б. ц.
УДК 621.81.001 63(07) ББК 34.42 Я7
В пособии разработаны технические задания на проектирование; даны нормы, методы и правила расчета и конструирования механических передач и их деталей Материал излагается в последовательности стадий проектирования, предусмотр'^ ' ных ЕСКД" техническое предложение, эскизный проект, технический проехт, рг бочая документация. В пособии содержатся технические задания на курсовой прс ект, атлас конструкций бдноступенчатых редукторов, классификатор ЕСКД, кат^ лог стандартных изделий. Книга предназначена для студентов средних специальны учебных заведений; она может быть использована студентами вузов.
© А. Е. Шейнблит, 1991.
© Издательство «Высшая школа», 1991. © А. Е. Шейнблит, 1999.
© ФГУИПП «Янтарный сказ», 1999,
2002.
Комегам Калининградского технического ко.иеджа посвяи{аеп1ся
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебное пособие написано по примерной программе «Техничес кая механика» для средних специальных учебных заведений.
Курсовой проект по деталям машин является первой конструк торской работой, в результате которой студент приобретает навыки и знания правил, норм и методов конструирования. Выполнение проекта базируется на знаниях физико-математических и общетех нических дисциплин: математики, механики, сопротивления мате риалов, технологии металлов, машиностроительного черчения и др.
Пособие имеет целью научить студента основам конструкторско го дела на примере Проектирования деталей и механизмов общего на значения.
Воснову методики работы над проектом в четырех стадиях про ектирования (техническом предложении, эскизном, техническом проектах и рабочей документации) положено его деление на ряд последовательно решаемых задач. Это систематизирует работу над проектом; создается необходимая ритмичность его выполнения, ко торая обеспечивает своевременность как сдачи отдельных задач, так
изашиты проекта.
Вкаждой задаче дана последовательность ее выполнения и в большинстве задач приведены расчетные и графические примеры.
Впособии разработано 18 технических заданий на проектирова ние, приведены все необходимые материалы для расчетов и конст руирования в соответствии с этими заданиями, а также рекоменда ции по организации курсового проектирования. В то же время све дения о деталях машин, имеющиеся в учебной литературе, здесь не приводятся.
Вкниге нашли отражение новые тенденции в современном редукторостроении, совершенствованные методы расчета и констру ирования деталей машин, а также материалы, связанные с исполь зованием классификатора ЕСКД.
При подготовке рукописи настоящего пособия были учтены за мечания, высказанные по его первому изданию преподавателями, ведущими курсовое проектирование в средних специальных и выс ших учебных заведениях. В соответствии с этим определенный объем
материала пособия был существенно переработан и в ряде случаев дополнен.
Так, переработаны и дополнены методические и организацион ные рекомендации по выполнению курсового проекта, введена ста дия технического предложения и, что весьма важно, регламенти рован объем выполняемой проектной работы в зависимости от про филя специальности и количества часов по технической механике; усовершенствованы кинематические схемы технических заданий; разработана последовательность выполнения чертежа общего вида редуктора; упорядочен предварительный подбор и уточнен прове рочный расчет подшипников качения; пересмотрены расчетные при меры в некоторых задачах. Кроме того, изменен ряд рекомендаций по конструированию деталей редукторов, переработаны чертежи многих конструктивных узлов и деталей; обновлены ГОСТы. В ра бочем проекте приведены примеры поэтапной разработки рабочих чертежей деталей редуктора; дополнены классификатор ЕСКД и каталог.
Автор выражает большую благодарность канд. техн. наук М. П. Го рину и В. П. Олофинской за полезные советы и указания, сделан ные при рецензировании рукописи пособия, а также Г. А. Лопато, О. Н. Поспелову, Г. И. Ходоренко за помощь в ее подготовке к печати.
Замечания и предложения по совершенствованию пособия просьба направлять в адрес издательства «Янтарный сказ»: 236000, Калининград, ул. Карла Маркса, 18.
АВТОР
ВВЕДЕНИЕ
I. Общие сведения о проектировании и конструировании
Стадии проектирования. Создание машин, отвечающих потреб ностям народного хозяйства, должно предусматривать их наиболь ший экономический эффект и высокие тактико-технические и экс плуатационные показатели.
Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, ремон топригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуа тации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.
Пр о е к т и р о в а н и е — это разработка общей конструкции изделия.
К о н с т р у и р о в а н и е — это дальнейшая детальная разработ ка всех вопросов, связанных с воплощением принципиальной схе мы в реальную конструкцию.
Пр о е к т — это техническая документация, полученная в ре зультате проектирования и конструирования.
Техническая документация делится на исходную, проектную, рабочую.
К исходной документации относится т е х н и ч е с к о е |
з а д а |
н и е (код ТЗ, ГОСТ 15.001—73), которое устанавливает |
общие |
сведения о назначении создаваемого изделия, предъявляемых к нему эксплуатационных требованиях и его основных характеристиках: гео метрических, силовых, кинематических. Техническое задание рег ламентирует стадии разработки конструкторской документации и сроки выполнения этапов работ (см. табл. 0.1).
ГОСТ 2.103—68 устанавливает стадии разработки проектной и рабочей конструкторской документации на изделия всех отраслей промышленности с присвоением документам литеры соответству ющей стадии: техническое предложение (литера П); эскизный про ект (литера Э); технический проект (литера Т); рабочая документа ция (литера И — для разового изготовления одного или нескольких изделий). Здесь же регламентированы этапы работ на стадиях.
5
Т е х н и ч е с к о е п р е д л о ж е н и е (ГОСТ 2.118—73) содержит технико-экономическое обоснование целесообразности разработки изделия и уточняет требования к изделию, полученные на основании анализа технического задания и проработки вариан тов возможных технических решений изделия с учетом его конст руктивных и эксплуатационных особенностей.
Э с к и з н ы й п р о е к т (ГОСТ 2.119—73) — совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принци пиальные конструктивные решения, дающие обш;ие представления об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяюш;ие его основные параметры и габаритные размеры. Эскиз ный проект разрабатывается обычно в нескольких (или одном) ва риантах и сопровождается обстоятельным расчетным анализом, в результате которого выбирается вариант для последующей разра ботки в техническом проекте.
Т е х н и ч е с к и й п р о е к т (ГОСТ 2.120—73) охватывает подробную конструктивную разработку всех элементов оптималь ного эскизного варианта с внесением необходимых поправок и из менений, рекомендованных при утверждении эскизного проекта. Конструкторская документация технического проекта содержит окончательные технические решения о конструктивном устрой стве изделия и исходные данные для разработки рабочей докумен тации.
Р а б о ч а я д о к у м е н т а ц и я ( р а б о ч и й п р о е к т ) — заключительная стадия проектирования конструкторской докумен тации, необходимой для изготовления всех ненормализованных де талей (чертежей деталей, сборочных чертежей, спецификаций).
Виды изделий. ГОСТ 2.101—68 определяет изделие, как любой предмет или набор предметов производства, подлежащие изготов лению на предприятии. Устанавливаются следующие виды изде лий: деталь; сборочные единицы; комплексы; комплекты (при курсо вом проектировании рассматриваются детали и сборочные едини цы).
Д е т а л ь — это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных опе
раций (например, |
вал, зубчатое колесо, литой корпус и т.п.). |
С б о р о ч н а я |
е д и н и ц а — это изделие, составные части |
которого подлежат соединению между собой на предприятии-изго товителе сборочными операциями (например, автомобиль, станок, редуктор и т.п. или электромеханический привод к станку, к ле бедке и т.п.).
Изделия, в зависимости от наличия или отсутствия в них состав ных частей, делятся на: неспецифицированные (детали) — не имею щие составных частей; специфицированные (сборочные единицы) — состоящие из двух и более частей.
Виды и комплектность конструкторских документов. ГОСТ 2.102-- 68 относит к конструкторским документам графические и тексто вые документы, которые в отдельности или в совокупности опреде ляют состав и устройство изделия и содержат необходимые данные, для его разработки или изготовления.
Документы подразделяются на виды (даны в части их примене ния при курсовом проектировании):
Чертеж детали содержит изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля.
Сборочный чертеж содержит изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки и контроля.
Чертеж общего вида определяет конструкцию изделия, взаимо действие его основных составных частей и поясняет принцип рабо ты изделия.
Схема — документ, на котором показаны в виде условных изоб ражений или обозначений составные части изделия и связи между ними.
Спецификация определяет состав сборочной единицы.
Ведомость технического предложения, эскизного и технического проектов содержит перечень конструкторских документов, вошед ших, соответственно, в техническое предложение, эскизный и тех нический проекты.
Пояснительная записка соответствующей стадии проекта вклю чает описание устройства и принципа действия разрабатываемо го изделия, обоснование принятых при его разработке техничес ких решений, а также расчеты параметров, расчеты на прочность и пр.
Перечисленные конструкторские документы в зависимости от стадии разработки подразделяются на проектные, выполненные в техническом предложении, эскизном и техническом проектах; и рабочие, выполненные в рабочем проекте.
В числе проектных и рабочих документов основной конструк торский документ изделия в отдельности или в совокупности с дру гими записанными в нем конструкторскими документами полнос тью и однозначно определяет данное изделие и его состав.
За основные конструкторские документы принимают: для деталей чертеж детали; для сборочной единицы— спецификацию.
Остальные конструкторские документы, относящиеся ко всему изделию, являются неосновными (ГОСТ 2.113—75) и их обозначе ния записываются с определенным кодом, соответствующим их со держанию. Основные конструкторские документы в обозначении кода не имеют (см. 14.1, п. 4).
Ниже приводится комплект конструкторских документов, раз рабатываемых на стадиях при курсовом проектировании (см. 14.1, 14.2; табл. 14.1, 14.2).
Техническое предложение (литера \\):
титульный лист технического предложения; ведомость технического предложения (код ПТ); кинематическая схема привода (код КЗ*);
пояснительная записка технического предложения (код ПЗ).
Эскизный проект (литера Э):
титульный лист эскизного проекта; ведомость эскизного проекта (код ЭП); чертеж общего вида редуктора (код ВО);
пояснительная записка эскизного проекта (код ПЗ).
Технический проект (литера Т):
титульный лист технического проекта; ведомость технического проекта (код ТП); чертеж общего вида привода (код ВО);
пояснительная записка технического проекта (код ПЗ).
Рабочий проект, (литера Не титульный лист рабочего проекта;
спецификация сборочного чертежа редуктора; сборочный чертеж редуктора (код СБ); рабочие чертежи деталей редуктора.
Целевое назначение курсового проекта. Курсовой проект по дета лям машин является первой конструкторской работой студента, выполненной на основе знаний общеобразовательных, общетехни ческих и общеспециальных дисциплин. Здесь есть все: и анализ на значения и условий работы проектируемых деталей; и наиболее ра циональные конструктивные решения с учетом технологических, монтажных, эксплуатационных и экономических требований; и ки нематические расчеты; и определение сил, действующих на детали
иузлы; и расчеты конструкций на прочность; и выбор материалов;
ипроцесс сборки и разборки конструкций; и многое другое.
Таким образом достигаются основные цели этого проекта: овладеть техникой разработки конструкторских документов на
различных стадиях проектирования; приобрести навыки самостоятельного решения инженерно-техни
ческих задач и умения анализировать полученные результаты; научиться работать со стандартами, различной инженерной,
учебной и справочной литературой (каталогами, атласами. Клас сификатором ЕСКД);
уметь обоснованно защитить проект.
В результате приобретенные навыки и опыт проектирования машин и механизмов общего назначения (см. п. 4) станут базой для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам
идипломного проекта.
*По ГОСТу 2.701—84: К — схема кинематическая, 3 — принципиальная.
2. Организация курсового проектирования
Техническое задание на курсовой проект (ТЗ) определяет стадии и этапы (задачи) разработки конструкторской документации (см. табл 0,1), а также исходные данные на проектирование привода, состоя щего из двигателя, муфты, одноступенчатого редуктора и откры той передачи (см. п. 4).
Работа по выполнению проекта в четырех стадиях проектирова ния состоит из 14 последовательно решаемых задач. Содержание задач однотипно: условие (цепь) задачи; ход ее решения; таблич ный ответ. В конце каждой задачи дан анализ характерных оши бок, возможных в процессе ее выполнения; справочные материалы приводятся по ходу решения задачи.
Все задачи проекта по их содержанию и характеру выполнения делятся на три категории: расчетные (р), графические (г) и расчет- но-графические (рг). Бланк технического задания на курсовой про ект с выполнением всех четырех стадий (см.п.1) разрабатываемых конструкторских документов см. в табл. 0.1.
В то же время ГОСТ 103-68 устанавливает возможность выпол нения проекта в различных сочетаниях стадий проектирования в зависимости от сложности проектируемого изделия и требований про изводства. При учебном проектировании необходимый объем вы полняемой работы (стадий проектирования) определяет предметная (цикловая) комиссия, кафедра в зависимости от специальности и уровня подготовки специалиста, предусмотренного рабочим учеб ным планом (см. табл. 0.2).
Для студентов дневной и вечерней форм обучения номера заданий и вариантов определяет преподаватель.
Для студента-заочника номер технического задания (ТЗ) выпол няемого проекта устанавливается по сумме двух последних цифр его шифра, а вариант задания — по последней цифре шифра. Например, студент с шифром 6157 выбирает для проектирования задание 12, вариант 7; студент с шифром 2400 выбирает задание 10, вариант 10 и т. п. (см. Т31...Т318).
Самостоятельная работа над проектом определяет качественное и своевременное выполнение отдельных задач и проекта в целом. Ре комендуется следующий порядок ее выполнения:
в соответствии с содержанием задачи тщательно проработать те оретический материал по учебнику и конспекту;
осмыслить цель задачи и изучить последовательность ее выполне ния;
внимательно изучить характерные ошибки, возможные при реше нии задачи, которые приводятся в конце каждой задачи;
заготовить все необходимое для работы (тетрадь, карандаши, микрокалькулятор, миллиметровую, чертежную бумагу и т. п.);