Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра «Технология обработки материалов»

621.8 (075.8)

А953

В.В. Ахлюстина, Э.Р. Логунова

ДЕТАЛИ МАШИН

РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ

Учебное пособие

Челябинск

Издательство ЮУрГУ

2015

УДК621.81.001.2 (076.5)

А953

Одобрено

учебно-методической комиссией филиала в г. Кыштыме

Рецензенты:

А.В. Мильчаков, А.А. Комаров

Ахлюстина, В.В.

А953	Детали машин. Расчет механических передач: учебное пособие / В.В. Ахлюстина, Э.Р. Логунова. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2015. – 149 с.

В учебном пособии рассмотрены вопросы расчета и проектирования механических передач, валов, подшипников качения, муфт.

Учебное пособие предназначено для бакалавров очной, очно-заочной и заочной форм, обучающихся по направлению «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительного производства»151900, может быть использовано студентами немашиностроительных специальностей, изучающих дисциплину «Детали машин и основы конструирования»

УДК621.81.001.2 (076.5)

© Издательство ЮУрГУ, 2015

ВВЕДЕНИЕ

Курсовое проектирование является одним из важных этапов в подготовке бакалавра. Любое усовершенствование методов расчета и конструкции деталей машин, позволяющее уменьшить затраты материала, понизить стоимость производства, повысить долговечность, приносит большой экономический эффект, это основные требования к конструкции деталей машин.

Совершенство конструкции детали оценивают по ее надежности и экономичности. Под надежностью понимают свойство изделия сохранять во времени свою работоспособность. Экономичность определяют стоимостью материала, затратами на производство и эксплуатацию. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин: прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, виброустойчивость.

При конструировании деталей их работоспособность обеспечивают в основном выбором соот­ветствующего материала, рациональной конструктивной формой и расчетом размеров по одному или нескольким критериям. Прочность является главным критерием работоспособности большинства деталей. В курсе деталей машин общие методы расчетов на проч­ность рассматривают в приложении к конкретным деталям.

Погрешности приближенных расчетов существенно снижаются при использовании опыта проектирования и эксплуатации аналогичных конструкций. В результате обобщения предшествующего опыта выра­батывают нормы и рекомендации, например нормы допускаемых напряжений или коэффициентов запасов прочности, рекомендации по выбору материалов, расчетной нагрузки.

Курсовой проект по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» – это первая самостоятельная творческая работа, в которой студент получает опыт инженерных расчетов, проектирования конструкций и оформление документаций. Важной задачей курсового проектирования является приобретение студентами опыта работы со справочной и учебной литературой. Опыт, приобретенный при выполнении проекта по дисциплине «Детали машин и основы конструирования», поможет студентам при выполнении проектов по специальным дисциплинам, а также в процессе дипломного проектирования.

1. Основные этапы курсового проектирования

1. Получение технического задания на проект.

2. Выбор технической литературы, учебников по Деталям машин и атласов с конструкциями механизмов.

3. Изучение требований к содержанию и оформлению расчетно-пояснительной записки по стандарту.

4. Изучение требований к содержанию и оформлению графической части проекта.

5. Выполнение расчетов и оформление записки, согласно требованиям стандарта ЮУрГУ.

6. Конструирование редуктора, привода, их узлов и деталей с выполнением сборочных, рабочих чертежей и спецификаций,соответственно требованиям стандартов и ЕСКД.

В техническом задании перечислены основные требования: силовые, габаритные, экономические, эргономические и др., которые должны быть обеспечены при проектировании.

Задание на курсовой проект можно рассматривать как часть реального технического задания. Оно может, например, представлять собой кинематическую схему привода (включая схему редуктора) с исходными данными. Следует выполнить необходимые расчеты, выбрать наилучшие параметры схемы и разработать конструкторскую документацию (чертеж общего вида, чертежи сборочных единиц и деталей, пояснительную записку и др.), предназначенную для из­готовления привода.

При выполнении курсового проекта студент последовательно проходит от выбора схемы механизма через многовариантность проектных решений до его выполнения в рабочих чертежах, учится предвидеть новые идеи в создании приводов машин.

Исходные данные для выполнения задания:

1) составленная кинематическая схема (рис. 1, а – г);

2) F_t (H) – окружная сила на барабане ленточного или на звездочке цепного конвейера;

3) v (м/с) – скорость движения ленты или цепи;

4) D (мм) – диаметр барабана; или z_зв– число зубьев иp_зв (мм) – шаг тяговой звездочки;(рис. 1, д – ж): Тв (Нм) – вращающий момент и n_в (мин^–1) – частота вращения выходного вала редуктора.[2]

а)

б)

в)

г)

д)

е)

ж)

Рис. 1. Кинематические схемы приводов

а) и в) – приводы ленточного транспортера,

б) и г) – приводы цепного транспортера,

д),е) и ж) – приводы выходного вала редуктора.

2.Расчет привода исполнительного механизма

2.1. Расчет и выбор электродвигателя

2.1.1. Мощность, необходимая для работы исполнительного механизма определяется по формуле:

, кВт

Требуемая мощность электродвигателя

, кВт

2.1.2. Коэффициент полезного действия привода:

,

Типы передач и их КПД Таблица 1

Тип передачи
Зубчатая (с опорами, закрытая): цилиндрическая коническая Планетарная (закрытая): одноступенчатая двухступенчатая Волновая (закрытая) Червячная (закрытая) при передаточном числе: св. 30 св. 14 до 30 св. 8 до 14 Ременная (все типы) Цепная Муфта соединительная Подшипники качения (одна пара)	0,96...0,98 0,95...0,97 0,95...0,97 0,92...0,96 0,72...0,82 0,70...0,80 0,75...0,85 0,80...0,90 0,94…0,96 0,92....0,95 0,98 0,99

2.1.3. Частота вращения вала исполнительного механизма или вала барабана

,

где – диаметр барабана или делительный диаметр тяговой звездочки.

Делительный диаметр тяговой звездочки

=