Общие определения и рекомендации
Григорий Васильевич Лепеш
Основы конструирования И проектирования
Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов экономических специальностей высших учебных заведений
Санкт-Петербург Утверждены на заседании кафедры, протокол №2 от 27.02.2001 г.
Утверждены Методическим Советом, протокол №1 от 02.03.2001 г.
Основы конструирования и проектирования. Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов экономических специальностей высших учебных заведений. – СПб.: Изд-во СПб ГАСЭ, 2003. – 39 с.
Методические указания предназначены для выполнения курсовой работы студентами экономических специальностей высших учебных заведений по специальности «Основы конструирования и проектирования». Они включают задание на проектирование, основные этапы проектирования, а также пример конструирования типовой детали привода – вала редуктора. Все расчеты, выполненные в курсовой работе, базируются на теоретических курсах: сопротивления материалов, теоретической механики, теории механизмов и машин, технологии металлов, деталей машин, инженерной графики и др. Методические указания содержат все основные материалы, необходимые для выполнения студентами курсовой работы. Эта курсовая работа является первой самостоятельной конструкторской работой студентов и предназначена для получения базовых знаний в области проектирования и конструирования, необходимых в системе экономической подготовки будущих специалистов. В курсовой работе студенты проектируют вал редуктора по заданной схеме механизма и его ресурсу. При выполнении курсовой работы необходимо провести основные проектировочные и проверочные расчеты и выполнить чертеж заданного для конструирования вала на одном листе стандартного формата А2-А4. результаты расчетов оформляются в виде расчетно-пояснительной записки в порядке, изложенном в рассмотренном примере.
Составитель: д-р тех. наук, старший научный сотрудник Г.В. Лепеш
Рецензент: канд. Тех. наук, старший научный сотрудник Г.М. Левкин
1. Общие определения и рекомендации. 4 2. Задание на курсовую работу. 5 3. Исходные данные. 6 4. Расчет силовых и кинематических характеристик привода. 8 4.1. Определение мощности на приводном валу. 8 4.2. Выбор электродвигателя. 13 4.3. Кинематический расчет привода. 14 5. Расчет параметров зубчатых колес. 16 5.1. Определение механических свойств материалов. 16 5.2. Расчет параметров передачи. 18 6. Конструирование валов редуктора. 20 6.1. Расчет диаметров валов. 20 6.2. Расчет шпоночных соединений. 22 6.3. Расчет зубчатой муфты.. 24 6.4. Разработка чертежа вала редуктора. 25 7. Проверочный расчет быстроходного вала. 27 7.1. Определение реакций опор. 27 7.2. Расчет статической прочности вала. 30 7.3. Уточненный расчет прочности вала. 32 Список литературы.. 36
Проектирование машин, механизмов и их узлов заключается в конструктивной разработке общего расположения и выборе формы отдельных деталей. Основными требованиями, представляемыми к объектам проектирования, принимают: прочность, долговечность, экономическую целесообразность и безопасность в обслуживании. Причем требование экономической целесообразности, определяемое стоимостью затрат как на проектирование так и на изготовление и эксплуатацию, ставиться на одно из первых мест. Стоимость объекта определяется стоимостью материалов, изготовления и обработки отдельных деталей, а также его массой и габаритами, определяющими стоимость транспортировки, складских и производственных площадей. С целью снижения стоимости деталей для их изготовления применяют наиболее дешевые материалы. Например, при изготовлении деталей машин целесообразно применять пластмассы вместо цветных и черных металлов. Вместе с тем снижение стоимости может быть достигнуто, если основные детали машины изготовить из более прочного, хотя и более дорогого материала. Например, применение высокопрочных легированных сталей для изготовления деталей часто приводит к значительному уменьшению их размеров, что приводит к уменьшению размеров всей конструкции, в том числе и ее дорогостоящих корпусных деталей, а следовательно к снижению полной стоимости конструкции. Стоимость обработки деталей определяет выбор способа получения заготовок и технологических маршрутов обработки деталей в рамках определенного производства. Для снижения стоимости обработки руководствуются выбором наиболее простых формообразующих поверхностей деталей, например цилиндрических и конических, унификацией и применением стандартных деталей, а также использованием прогрессивных методов изготовления, таких как сварка, холодная и горячая штамповка, литье в кокиль и центробежное литье и др. Габариты и масса в значительной степени определяются кинематической схемой и компоновкой основных узлов и деталей. Одним из наиболее эффективных средств экономики машиностроительных материалов является использование точных методов расчета деталей машин, позволяющих брать для последних минимальные запасы прочности. рациональное и грамотное использование расчетных методов, положенных в основу проектирования деталей машин, приносит существенный экономический эффект как на стадиях проектирования, так и в процессе производства и при эксплуатации машин. Расчеты деталей на прочность, жесткость и устойчивость производят в основном по формулам сопротивления материалов. Причем в последние десятилетия для этих целей используют численные методы, например метод конечных элементов, реализованные в пакетах компьютерных программ. Применение численных методов повышает точность расчетов качественных характеристик машин, следовательно влияет на эффективность их проектирования, производства и эксплуатации. В условиях рыночной экономики при отсутствии плана экономического развития экономическая целесообразность проектирования и производства машин обосновывается бизнес-планами, которые определяют эффективность проекта на основании стоимости работ, анализа рынка, условий конкуренции, прибыли, инвестиций, факторов внешней среды и др. При этом оценка стоимости работ требует достаточной конструкторской подготовки от специалистов, проводящих экономическую экспертизу проектов. Практикой машиностроения установлен ряд конструктивных положений общего характера, которых рекомендуется придерживаться при проектировании машин и их деталей. Основы проектирования деталей машин изложены в рекомендуемой учебной и справочной литературе [1-3], которую необходимо использовать на этапах выполнения курсовой работы.
|
