МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ВОДНОГО

ГОСПОДАРСТВА ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

КАФЕДРА ТЕПЛОЕНЕРГЕТИКИ ТА

МАШИНОЗНАВСТВА

034 – 138

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсового проекту з дисципліни

«Теорія механізмів і машин та деталі машин» для

студентів за напрямом підготовки

6.050301 «Гірництво»

денної та заочної форми навчання

Рекомендовано

методичною комісією

за напрямом підготовки

6.050301 «Гірництво»

протокол №2

від 17.11.2010 р

РІВНЕ - 2011

Методичні вказівки до виконанння курсового проекту з дисципліни «Теорія механізмів і машин та деталі машин» для

студентів за напрямом підготовки 6.050301 «Гірництво»

денної та заочної форми навчання»/ Ніколайчук В.М. – Рівне:

НУВГП, 2011- 14 с.

Упорядник :

В.М. Ніколайчук, к.т.н., доцент, кафедра теплоенергетики та

машинознавства.

Відповідальний за випуск В.І.Лозбін, д.т.н., професор, завідувач

кафедри теплоенергетики та машинознавства.

З М І С Т

Вступ……………………………………………………………3

1. Зміст і порядок виконання курсового

проекту………………………………………………………….3

2. Приклад виконання розрахункової частини………………………………………………………….7

Література……………………………………………………...14

©Ніколайчук В.М., 2011

©НУВГП2011

2

Вступ

Курсове проектування з дисципліни «Теорія механізмів і машин та деталі машин» дає можливість глибоко закріпити

теоретичні знання та застосувати їх на практиці при рішенні інженерних задач.

Виконання курсового проекту із дисципліни «Теорія

механізмів і машин та деталі машин» вимагає від студента

відповідної підготовки з математики, інженерної графіки,

матеріалознавства , теоретичної механіки та інших дисциплін.

Робота над курсовим проектом дозволяє студентам набути

навичок та досвіду для виконання курсових проектів по

спеціальних дисциплінах, дипломного проекту, а також в

майбутній практичній діяльності. Долучаючись до інженерної

творчості, студент вчиться правильно і самостійно

використовувати діючі стандарти, норми, довідники, періодичну

технічну літературу, вирішувати деякі питання економіки,

технології виготовлення та експлуатації машин .

Методичні вказівки для виконання курсового проекту із дисципліни « Теорія механізмів і машин та деталі машин»

призначені для студенів напряму підготовки 6.050301

«Гірництво» і відповідають класифікаційній характеристиці гірничого інженера .

1. Зміст і порядок виконання курсового проекту

Курсовий проект складається з розрахункової та графічної частини.

Розрахункова частина виконується у вигляді розрахунково -

пояснювальної записки на аркушах формату А4 /ГОСТ 2. 301-81/ і зшивається в зошит. На всіх листках виконуються надписи

/ГОСТ 2. 104-73/ .

Рекомендуються такі назва і порядок викладення розділів

розрахунково-пояснювальної записки:

Титульний аркуш.

3

Зміст.

Завдання на проектування.

Вступ /обґрунтування проектування/.

1. Кінематичний та силовий розрахунки привода.

1.1. Вихідна кінематична схема привода і дані для його

розрахунку.

1.2. Вибір двигуна.

1.3. Загальне передаточне число привода і розбивка його по

ступенях.

1.4. Силові і кінематичні параметри привода /зводяться в

таблицю і являється вихідними даними для всіх наступних

розрахунків/ .

2. Розрахунок передачі гнучким зв'язком /пасової, ланцюгової/ . 2.1. Кінематична схема передачі і вихідні дані для її розрахунку.

2.2. Розрахунок геометричних розмірів.

2.3. Розрахунок паса або ланцюга.

2.4. Розрахунок шківів або зірочок.

З. Розрахунок редуктора /передач зачепленням зубчастих,

черв’ячних/.

3.1. Кінематична схема передачі і вихідні дані для її розрахунку.

3.2. Вибір матеріалів і визначення геометричних розмірів.

3.3. Перевірочні розрахунки передачі. 3.4. Визначення сил.

3.5. Таблиця основних параметрів редуктора.

4. Умовний розрахунок валів привода.

5. Визначення конструктивних розмірів зубчастих коліс,

шківів, зірочок /встановлюють спосіб виготовлення шестерні і вала - заодно або роздільно/.

6. Визначення конструктивних розмірів корпусу і кришки

редуктора.

7. Перша ескізна компоновка редуктора /виконується на

міліметровому папері в масштабі по ГОСТ 2.102-68/.

4

8. Вибір шпонок та ЇХ перевірочний розрахунок /результати

розрахунку зводять в таблицю/.

9. Схема сил, які діють на вали привода /вихідна кінематична

схема привода по п.1.1, на якій додатково позначені: - опори валів латинськими буквами;

- точки прикладення сил;

- сили, діючі в передачах;

- просторова система координат.

10. Уточнений розрахунок валів редуктора.

10.1. Розрахункова схема вала /вибирається з розд. 9/.

10.2. Визначення реакцій.

10.3. Побудова епюр згинаючих і крутних моментів.

10.4. Визначення коефіцієнтів запасу міцності. 11. Розрахунок підшипників кочення по динамічній

вантажопідйомності . 12. Обгрунтування необхідності теплового розрахунку

черв’ячного редуктора, тепловий розрахунок.

13. Вибір і розрахунок муфти.

14. Вибір посадок зубчастих коліс, шківів, зірочок,

підшипників, муфт.

15. Вибір і обгрунтування способу змащення зубчастих коліс,

зірочок, підшипнииків.

16. Порядок зборки і розборки редуктора.

17. Техніка безпеки при експлуатації привода.

18.Література.

Графічна частина курсового проекту включає складальне

креслення редуктора і його деталювання.

Складальне креслення редуктора виконується на аркуші формату А1, а деталювання - А3 /ГОСТ 2.301-81/. На кожному

кресленні виконують надпис у відповідності з ГОСТ 2. 104-73. Графічне

оформлення креслень повинно відповідати таким вимогам:

• додержання існуючих стандартів;

• масштаби зображень на кресленнях вибирають по ГОСТ

2.302-68;

5

• креслярські пророблення конструкції повинні бути

достатньо повними і містити необхідне число видів з перерізами, розрізами і виносками;

Складальне креслення повинно містити:

• зображення редуктора в трьох проекціях, яке дає

уявлення про розміщення і взаємний зв’язок його

деталей;

• розміри габаритні, наставні, приєднувальні, посадочні, а

також інші параметри і вимоги, які повинні бути виконані за даним кресленням;

• номери позицій деталей редуктора;

• технічну характеристику і технічні вимоги.

До складального креслення виконується специфікація на

окремих аркушах формату А4 відповідно до ГОСТ 2.108-68 з основними надписами /ГОСТ 2.104-73/. Листи специфікації прикладаються до розрахунково-пояснювальної записки.

Робочі креслення деталей редуктора, які виконує студент, як

правило, відрізняються технологією виготовлення: вал, зубчасте

колесо, черв’як, черв’ячне колесо, корпусні деталі. При

виконанні робочих креслень потрібно звернути увагу на

достатню кількість проекцій, перерізів і розрізів, простановку

розмірів, їх відхилень, шорсткості поверхонь, марку матеріалів,

тобто всі дані, які необхідні для виготовлення і контролю деталі. Більш детальні пояснення до змісту і порядку виконання

курсового проекту можна знайти в методичних вказівках та

літературі [1…8].

Особливу увагу потрібно приділити кінематичному і силовому розрахункам привода, так як їх результати є вихідними

даними для наступних задач проектування - розрахунку передач

та їх деталей.

6

2. Приклад виконання розрахункової частини

2.1. Кінематичний і силовий розрахунки привода

2.1.1. Вихідна кінематична схема привода і дані для його

розрахунку.

Рис.2.1. Схема привода ланцюгового конвеєра

7

Таблиця 2.1.

Вихідні дані для кінематичного і силового розрахунків привода

Назва параметрів Позначення

в формулах

Одиниця

виміру

Величина

параметрів

Сила

Швидкість

Крок ланцюга

Число зубців

Режим роботи

Число змін

Тип муфти

Ft

V

Pt

Z

Л

Tз

-

Кн.

м/с

мм

шт.

-

-

-

40

1,3

250

8

легкий

1

по вибору

На схемі /рис. 2.1/ нумеруємо вали привода /арабськими

цифрами - 1,2,3,4/, починаючи з вала двигуна. Позначаємо

напрямки обертання валів привода за умови забезпечення

робочого циклу машини.

2.1.2.. Вибір двигуна .

2.1.2.1. Визначаємо потрібну потужність двигуна :

де N4 - потужність на приводному валу ланцюгового конвеєра,

кВт ;

çàãη - загальний к.к.д привода.

VFN t4 ⋅= ,

де tF - сила на приводних зірочках ланцюгового конвеєра кН;

V - швидкість ланцюга конвеєра, м/с.

8

,çàã

41ï.äâ

η

ΝΝΝ ==

5432

21çàã ηηηηηη ⋅⋅⋅⋅=

де для даної схеми привода маємо:

η1 – к.к.д клинопасової передачі; η2 – к.к.д пари підшипників кочення;

η3 – к.к.д зубчастої циліндричної косозубої передачі; η4 – к.к.д муфти;

η5 – к.к.д пари підшипників ковзання.

Значення к.к.д можна взяти з літератури. [2,3,4,7,8].

1.2.2. Визначаємо кутову швидкість обертання приводного вала

ланцюгового конвеєра

,

2

10004 D

V⋅=ω

де D - діаметр приводних зірочок ланцюгового конвеєра, мм

,160

sinz

PD t

o=

де tP - крок ланцюга конвеєра, мм;

z - число зубців приводної зірочки конвеєра.

Орієнтована кутова швидкість вала двигуна

: ,41. pçàãpîðäâ u⋅== ωωω

де pçàãu - рекомендоване загальне передаточне число, яке можна

реалізувати в приводі

9

,21 pppçàã uuu ⋅=

де для данoї схеми привода маємо :

up1 - рекомендоване передаточне число клинопасової передачі ;

up2 - рекомендоване передаточне число зубчастої циліндричної

косозубої передачі.

Значення рекомендованих передаточних чисел приведені в

літературі [2,3,4,7,8].

2.1.2.3. По Nдв.п і ω дв.ор вибираємо двигун таким чином, щоб:

Nдв.пасп≥ Nдв.п

ωдв.пасп≤ωдв.п

де Nдв.пасп і ωдв.пасп- відповідно паспортна потужність і кутова

швидкість вала двигуна.

Технічні характеристики електродвигунів вибираються з

довідкової літератури.[2…8].

У зв’язку із тим, що в довідковій літературі приводиться не

кутова швидкість, а частота обертання валів електродвигунів, то

слід виконати перехід від ω до n.

π

ω30=n

10

Для вибраного двигуна записують його марку, паспортні

характеристики і геометричні розміри.

2.1.3. Загальне передаточне число і розбивка його по ступенях .

2.1.3.1. Визначається дійсне загальне передаточне число привода

при вибраному двигуні

.u4

1

4

.ïàñï.äâ.çàã.ä

ω

ω

ω

ω==

2.1.3.2.. Виконуємо розбивку uд.заг. - по ступенях

.21.. ääçàãä uuu ⋅=

Рекомендується для зубчастих /черв’ячних/ передач приймати

22 ðä uu = , тоді

.2

..

1

ä

çàãää

u

uu =

2.1.4. Силові кінематичні параметри привода

2.1.4.1. Визначаємо потужність на валах :

,.ï.äâ1 ΝΝ =

,121

ηΝΝ ⋅=

,3223 ηηΝΝ ⋅⋅=

1η … 3

η - визначена раніше /див. розд. 1.2.1/ .

11

2.1.4.2. Визначаємо кутові швидкості валів :

,

,

2

2

3

1

1

2

.,.1

ä

ä

ïàñïäâ

u

ωω

ω

ωω

ωω

=

=

=

4ω - визначена раніше /див.розд. 1.2.2/ .

2.1.4.3. Визначаємо крутні моменти на валах, Н м:

.1000

,1000

,1000

,1000

4

44

3

33

2

22

1

11

ω

ΝΜ

ω

ΝΜ

ω

ΝΜ

ω

ΝΜ

⋅=

⋅=

⋅=

⋅=

Результати розрахунків зводимо у табл. 2.2.

12

Таблиця 2.2

Результати кінематичного і силового розрахунків привода

Параметри N, кВт.

ñ

ðàä,ω

М, Нм uд uд.заг № вала

1 N1 ω1 M1 uд1

uд.заг 2 N2 ω2 M2

3 N3 ω3 M3 uд2

4 N4 ω4 M4 1

Результати табл. 2.2 є вихідними даними для всіх наступних

розрахунків передач і деталей привода.

Виконання наступних розділів курсового проекта викладені в

методичних та навчальних посібниках [1,2,3,4,6,7,8].

13

Література

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя .

В 3 т. – м.: Машиностроение , 1979. Т1 – 728 с.; Т2 – 559 с.; Т3

- 557 с.

2. Киркач Н.Ф. , Баласанян Р.А. Расчет и проектирование

деталей машин . – Х: Основа, 1991. – 275 с.

3. Кузьмин А.В., Чернин И.М. , Козинцов Б.С.Расчеты деталей

машин: Справ. Пособие.- Мн.: Выш.шк., 1986. – 400 с.

4. Малащенко В.О., Янків В.В. Деталі машин. Курсове

проектування : Навчальний посібник – Львів : «Новий світ –

2000», 2004. – 232 с.

5. Павлище В.Т. Основи конструювання та розрахунок деталей

машин. - Львів : Афіша, 2003. – 560 с.

6. Пастушенко С.І. Гольдшмінт О.В., Ярошенко В.Ф. Курсове

проектування деталей машин. Навчальний посібник. – К. :

Аграрна освіта, 2003. – 291 с.

7. Проектирование механических передач /С.А.Чернавский,

Г.И.Ицкович, В.А.Киселев и др.. – М.: Машиностроение, 1976.

– 608с.

8. Стрілець В.М., Шинкаренко І.Т., Похильчук І.О. Практикум з курсу «Деталі машин» . Навч.посібник. – Рівне :

НУВГП, 2007. – 192 с.

14