Проектирование и методика расчета привода ленточного конвейера для курсовой работы

Курсовой проект по деталям машин — это не просто набор расчетов, а первая полноценная конструкторская работа, требующая системного и вдумчивого подхода. Он представляет собой синтез знаний, полученных из теоретической механики, сопротивления материалов и других инженерных дисциплин. Основная цель — не просто выполнить последовательность вычислений, а создать проект гармоничной, надежной и экономически целесообразной конструкции.

В центре нашего внимания — привод ленточного конвейера, ключевой узел множества промышленных установок. Его задача — преобразовывать электрическую энергию в механическую работу по перемещению грузов. Стандартный привод включает в себя несколько основных компонентов:

• Электродвигатель — источник энергии.
• Редуктор — механизм для понижения частоты вращения и увеличения крутящего момента.
• Соединительные муфты — для передачи вращения между валами.
• Рама — несущая конструкция, на которой монтируются все узлы.

Результатом вашей работы должен стать комплект технической документации, доказывающий, что спроектированный узел отвечает всем требованиям прочности, долговечности и технологичности. Теперь, когда мы определили цели и задачи, можно приступать к первому и самому ответственному этапу — энергетическому расчету, который определит все последующие шаги.

Этап 1. Как определить требуемую мощность и выбрать электродвигатель

Любой расчет привода начинается с определения главного параметра — требуемой мощности. От этого выбора зависит вся дальнейшая компоновка и прочностные расчеты. Ошибка на данном этапе может привести либо к созданию неработоспособной конструкции, либо к неоправданному удорожанию и увеличению габаритов.

Расчет необходимой мощности двигателя — это комплексный процесс, учитывающий множество факторов эксплуатации конвейера. Формула для расчета включает в себя следующие ключевые переменные:

• Производительность конвейера (т/ч): какой объем груза необходимо перемещать.
• Скорость движения ленты (м/с): как быстро должен двигаться груз.
• Угол наклона конвейера: перемещается ли груз горизонтально или под углом, что требует дополнительной энергии.
• Коэффициенты трения: учитывают сопротивление движению в подшипниках, между лентой и роликами и т.д.
• Режим работы: наличие и частота пусков, реверсов и ударных нагрузок.

После проведения вычислений вы получите расчетное значение мощности. Следующий шаг — выбор стандартного электродвигателя из каталога. Ключевое правило: необходимо выбрать ближайший по значению стандартный двигатель с мощностью, равной или немного большей, чем расчетная. Это обеспечивает необходимый запас прочности и компенсирует потери в приводе. Помимо мощности, необходимо также подобрать двигатель с подходящей частотой вращения вала (синхронной), чтобы обеспечить требуемое передаточное число всей системы.

После выбора источника энергии — двигателя — необходимо определить, как передать и преобразовать его вращение. Это подводит нас к кинематическому расчету всей системы привода.

Этап 2. Проведение кинематического расчета и определение передаточных чисел

Кинематический расчет — это мост между двигателем и рабочим органом (приводным барабаном конвейера). Его главная задача — определить параметры, которые обеспечат нужную скорость движения ленты при заданной частоте вращения вала двигателя.

Центральным понятием здесь является передаточное число (u) — отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомого. Общее передаточное число привода рассчитывается по простой формуле, связывающей известную частоту вращения вала двигателя и требуемую (заданную в задании) частоту вращения приводного барабана конвейера.

Если в приводе используется только редуктор, то его передаточное число будет равно общему. Если же схема включает в себя, например, редуктор и открытую цепную или ременную передачу, общее передаточное число распределяется между ними. Рекомендуется большую часть передаточного отношения реализовывать в редукторе как в более надежном и герметичном узле.

Зная передаточные числа и КПД каждой ступени, можно рассчитать ключевые параметры для каждого вала в системе (вала двигателя, промежуточных валов редуктора, выходного вала):

1. Угловые скорости (частоты вращения).
2. Крутящие моменты.

Расчет крутящего момента на каждом последующем валу ведется с учетом мощности и потерь на трение (КПД) на предыдущих участках. Эти значения являются исходными данными для всех последующих прочностных расчетов. Мы определили основные кинематические и силовые параметры. Теперь нужно спроектировать ключевой узел, который их реализует — редуктор. Начнем с выбора материалов для его самых нагруженных элементов.

Этап 3. Обоснование выбора материалов для зубчатых колес редуктора

Долговечность и надежность редуктора напрямую зависят от материалов его зубчатых колес. Выбор материала — это всегда компромисс между прочностными характеристиками, технологичностью обработки и стоимостью. К материалам зубчатых колес предъявляются строгие, порой противоречивые требования:

• Высокая контактная прочность, чтобы противостоять выкрашиванию рабочих поверхностей зубьев.
• Высокая прочность на изгиб у основания зуба, чтобы избежать его поломки.
• Хорошая износостойкость для сохранения профиля зуба в течение длительного времени.
• Технологичность — материал должен хорошо поддаваться механической и термической обработке.

В курсовых проектах для приводов общего назначения чаще всего применяют углеродистые и легированные стали, такие как сталь 45 или сталь 40Х, с последующей термообработкой (улучшение, закалка). Важный аспект проектирования — обеспечение долговечности пары «шестерня-колесо». Для этого твердость зубьев шестерни (меньшего колеса) обычно назначают на 10-15% выше (или на 30-50 HB) твердости зубьев колеса. Так как шестерня совершает большее число циклов нагружения, этот прием позволяет обеспечить примерно одинаковый износ обоих элементов пары.

Когда материалы выбраны, мы можем перейти к самому сложному этапу — проектировочному расчету зубчатых передач, который определит их геометрию.

Этап 4. Проектировочный расчет зубчатых передач на контактную прочность

Проектировочный расчет — это основа геометрии будущего редуктора. Его главная цель — определить предварительные, но уже обоснованные размеры зубчатых колес, которые смогут передавать заданный крутящий момент в течение требуемого срока службы, не разрушаясь от контактных напряжений на поверхностях зубьев. Основными искомыми параметрами являются межосевое расстояние (a_w) и модуль зацепления (m).

Расчет ведется последовательно для каждой ступени редуктора, так как они работают в разных условиях нагрузки и скоростей.

Расчет быстроходной ступени

Быстроходная ступень передает меньший крутящий момент, но с большей скоростью. Расчет на контактную выносливость ведется по формуле, учитывающей крутящий момент на валу, передаточное число ступени, а также множество коэффициентов, отражающих свойства материалов, условия работы и геометрию зацепления. По результатам расчета определяется предварительное значение межосевого расстояния, которое затем округляется до стандартного значения.

Расчет тихоходной ступени

Тихоходная ступень работает при более низких скоростях, но передает значительно больший крутящий момент. Методика расчета аналогична, но используются значения момента и передаточного числа для этой ступени. После определения межосевого расстояния для обеих ступеней, для каждой из них вычисляется модуль зацепления — ключевой параметр, определяющий размеры зубьев.

Важно понимать, что на данном этапе мы провели именно проектировочный расчет. Он дал нам базовые размеры. Теперь эти размеры необходимо проверить по другим критериям прочности.

Мы определили предварительные размеры. Теперь необходимо провести проверку, выдержат ли спроектированные нами зубья изгибающие нагрузки.

Этап 5. Проверочный расчет зубьев на выносливость при изгибе

Если расчет на контактную прочность гарантирует, что рабочие поверхности зубьев не будут выкрашиваться, то проверочный расчет на изгиб должен подтвердить, что зуб не сломается у основания под действием нагрузки. Это критически важная проверка, так как поломка зуба обычно приводит к мгновенному выходу из строя всего редуктора.

Суть расчета заключается в сравнении расчетных напряжений изгиба, возникающих в самом опасном сечении у основания зуба, с допускаемыми напряжениями изгиба для выбранного материала. Условие прочности считается выполненным, если расчетные напряжения не превышают допускаемых.

Расчетная формула включает в себя окружную силу в зацеплении и ряд поправочных коэффициентов, каждый из которых имеет четкий физический смысл:

• Коэффициент формы зуба (Y_F): учитывает геометрию зуба, так как напряжение зависит от его толщины у основания.
• Коэффициент концентрации напряжений (Y_S): учитывает, что у основания зуба есть галтель, которая является концентратором напряжений.
• Коэффициенты, учитывающие распределение нагрузки по ширине венца и между зубьями.

Эта проверка проводится отдельно для шестерни и колеса каждой ступени редуктора. Если условие прочности не выполняется (обычно запас составляет 15-25%), необходимо вернуться к предыдущему этапу и скорректировать геометрию: увеличить модуль зацепления или ширину зубчатого венца. Геометрия и прочность зубчатых передач подтверждена. Теперь можно переходить к проектированию элементов, на которых эти колеса будут установлены, — валов редуктора.

Этап 6. Как сконструировать и рассчитать валы редуктора

Валы являются базовыми деталями редуктора, на которых размещаются зубчатые колеса и подшипниковые опоры. Их проектирование — это комплексная задача, включающая как конструкторскую проработку, так и серию прочностных расчетов.

Эскизная компоновка и конструктивная часть

Проектирование вала начинается с его эскизной компоновки. На этом этапе определяются длины участков вала (ступеней), исходя из ширины устанавливаемых на нем деталей (зубчатых колес, подшипников, муфт) и необходимых зазоров между ними. Определяются места посадочных поверхностей, форма галтелей и проточек.

Расчетная часть

После определения компоновки начинается расчетная часть, которая проводится для каждого вала (быстроходного, промежуточного и тихоходного) и включает следующие шаги:

1. Определение сил: На валы действуют окружные, радиальные и (в случае косозубых передач) осевые силы от зубчатых зацеплений. Эти силы определяются на предыдущих этапах.
2. Построение эпюр моментов: Вал рассматривается как балка на двух опорах. Для него строятся эпюры изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также эпюра крутящего момента.
3. Предварительный расчет: На основе суммарной эпюры изгибающих моментов и крутящего момента проводится предварительный расчет диаметров вала только по кручению, чтобы получить начальные значения для дальнейшей проверки.
4. Проверочный расчет: Это финальный и самый важный шаг. В опасных сечениях (обычно под зубчатыми колесами или в местах концентрации напряжений) вал проверяется на статическую прочность (по эквивалентному напряжению) и усталостную прочность (по коэффициенту запаса усталостной прочности). Расчет на выносливость является основным для валов, работающих в условиях длительных циклических нагрузок.

В результате этого этапа мы получаем полностью рассчитанную и конструктивно проработанную геометрию всех валов редуктора. Валы спроектированы. Следующий логический шаг — подобрать для них надежные опоры.

Этап 7. Методика подбора и проверки подшипников качения

Подшипники — это опоры валов, которые обеспечивают их вращение с минимальными потерями на трение. От правильности их выбора зависит долговечность и надежность всего редуктора. В приводах ленточных конвейеров, как правило, применяются подшипники качения.

Процесс подбора и проверки состоит из нескольких шагов:

1. Определение нагрузок: Радиальные нагрузки на подшипники — это реакции опор, которые были рассчитаны на предыдущем этапе при построении эпюр для валов. Осевые нагрузки возникают при использовании косозубых или конических передач.
2. Предварительный выбор типа подшипника: В зависимости от соотношения радиальной и осевой нагрузок выбирается тип подшипника (например, радиальный шариковый, радиально-упорный, конический роликовый).
3. Расчет требуемой динамической грузоподъемности: Основной критерий работоспособности подшипника — его долговечность, измеряемая в миллионах оборотов или часах работы. Зная требуемый ресурс (Lh) и действующие на подшипник нагрузки, по формуле рассчитывают требуемую базовую динамическую грузоподъемность (C).
4. Выбор подшипника по каталогу: По каталогу, на основе посадочного диаметра вала и рассчитанной грузоподъемности C, выбирается конкретный стандартный подшипник.
5. Проверочный расчет: Для выбранного подшипника выполняется обратный расчет — определяется его фактическая расчетная долговечность. Она должна быть не меньше требуемой по заданию.

Основные вращающиеся детали привода (колеса, валы, подшипники) рассчитаны и подобраны. Теперь нужно обеспечить надежную передачу крутящего момента между ними.

Этап 8. Расчет и выбор шпоночных соединений

Шпоночное соединение — самый распространенный способ фиксации зубчатых колес, муфт и шкивов на валах. Его основная задача — передача крутящего момента от вала к ступице детали (или наоборот), предотвращая их взаимное проворачивание.

Проектирование шпоночных соединений является стандартизированной процедурой:

1. Выбор стандартной шпонки: На основе диаметра вала в месте посадки детали, по ГОСТ подбираются геометрические размеры призматической шпонки (ширина, высота).
2. Проверочный расчет на смятие: После выбора размеров шпонки необходимо убедиться, что она выдержит передаваемый крутящий момент. Основным видом разрушения шпоночных соединений является смятие их боковых граней и стенок пазов вала и ступицы. Поэтому проводится проверочный расчет, в котором сравниваются расчетные напряжения смятия с допускаемыми напряжениями для материала вала или ступицы (выбирается наименее прочный).

Расчет на срез для шпонок, как правило, не проводят, так как их прочность на срез значительно выше, чем прочность на смятие. Если условие прочности на смятие выполнено, соединение считается надежным.

Этот расчет выполняется для всех шпоночных соединений в редукторе, особенно для наиболее нагруженных (например, на тихоходном валу). Все внутренние компоненты редуктора спроектированы. Теперь их нужно «упаковать» в корпус.

Этап 9. Основные принципы конструирования корпуса редуктора

Корпус редуктора — это не просто коробка, а сложная базовая деталь, выполняющая несколько важнейших функций:

• Базирование деталей: Корпус обеспечивает точное взаимное расположение валов и зубчатых колес, что является залогом правильной работы зацепления.
• Защита: Он защищает внутренние механизмы от пыли, грязи и влаги, а окружающую среду — от разбрызгивания масла.
• Система смазки: Корпус является масляной ванной для смазывания зацеплений и подшипников.
• Теплоотвод: Через стенки корпуса отводится тепло, выделяющееся при работе передач.

При конструировании корпуса необходимо продумать ряд элементов:

• Стенки и ребра жесткости: Толщина стенок выбирается конструктивно или по эмпирическим формулам. Ребра жесткости увеличивают прочность и жесткость корпуса без значительного увеличения веса.
• Фланцы: Обеспечивают герметичное соединение основания и крышки корпуса.
• Крышки подшипников: Закрывают подшипниковые узлы и служат для монтажа уплотнений.
• Смотровой люк: Необходим для контроля состояния зацепления и заливки масла.
• Пробки: В нижней части корпуса предусматривается пробка для слива отработанного масла, а в верхней — для отвода избыточного давления (сапун).

Грамотно спроектированный корпус — это залог долговечности и надежности всего редуктора. Мы завершили проектирование основного узла привода. Теперь необходимо выбрать остальные компоненты, соединяющие его с двигателем и конвейером.

Этап 10. Как правильно выбрать соединительные муфты

Муфты — это устройства для соединения валов и передачи крутящего момента. В приводе ленточного конвейера, как правило, устанавливаются две муфты: одна между валом электродвигателя и быстроходным валом редуктора, а вторая — между тихоходным валом редуктора и валом приводного барабана.

Назначение муфт не ограничивается только передачей момента. Они также выполняют ряд других важных функций:

• Компенсация несоосности: Идеально соосно установить два вала практически невозможно. Муфты (упругие, зубчатые) способны компенсировать небольшие радиальные, осевые и угловые смещения.
• Демпфирование: Упругие муфты со эластичными элементами сглаживают толчки и вибрации, что критически важно для долговечности двигателя и редуктора.
• Предохранение от перегрузок: Существуют специальные предохранительные муфты, которые разрушаются или проскальзывают при превышении допустимого момента, защищая привод от поломки.

Выбор муфты производится по каталогу. Исходными данными для выбора являются передаваемый крутящий момент (с учетом коэффициента режима работы) и диаметры соединяемых валов. Особое внимание при монтаже следует уделять обеспечению соосности валов, так как даже при наличии компенсирующей муфты большая несоосность приводит к повышенной вибрации и преждевременному износу подшипников.

Все компоненты привода спроектированы и выбраны. Переходим к важной части проекта — его графическому представлению.

Этап 11. Рекомендации по оформлению графической части проекта

Графическая часть — это «лицо» курсового проекта, демонстрирующее ваше умение не только считать, но и конструировать. Все чертежи должны быть выполнены в строгом соответствии со стандартами Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Обычно графическая часть проекта привода включает в себя:

1. Сборочный чертеж редуктора: Это главный конструкторский документ. Он должен содержать несколько видов (главный вид, вид сверху, разрезы), позволяющих полностью понять устройство редуктора. На чертеже наносятся габаритные, присоединительные и установочные размеры, номера позиций всех деталей согласно спецификации.
2. Сборочный чертеж привода: Показывает общую компоновку узлов: электродвигателя, редуктора, муфт, рамы. Его основная задача — показать взаимное расположение всех элементов привода.
3. Рабочие чертежи деталей: Как правило, выполняются чертежи 2-3 наиболее сложных и ответственных деталей. Чаще всего это вал-шестерня, зубчатое колесо или тихоходный вал. Рабочий чертеж должен содержать всю информацию, необходимую для изготовления детали: все размеры, допуски на размеры, посадки (например, H7/k6 для посадки подшипника), шероховатость поверхностей, технические требования.

Современное проектирование немыслимо без использования Систем автоматизированного проектирования (САПР), таких как КОМПАС-3D или AutoCAD. Они не только ускоряют процесс черчения, но и позволяют создавать 3D-модели, что значительно упрощает компоновку и анализ конструкции.

Графическая часть готова. Теперь необходимо сопроводить ее текстовым документом — пояснительной запиской.

Этап 12. Структура и содержание пояснительной записки

Пояснительная записка (ПЗ) — это документ, который систематизирует и объясняет все принятые в ходе проектирования решения. Она должна иметь четкую структуру и показывать логику вашей работы от постановки задачи до финальных выводов. Грамотно оформленная ПЗ — залог успешной защиты проекта.

Типовая структура пояснительной записки выглядит следующим образом:

1. Титульный лист и задание на проектирование.
2. Содержание.
3. Введение: Описывается назначение проектируемого привода, его актуальность и цели проекта.
4. Исходные данные для проектирования: Приводятся все данные из вашего варианта задания.
5. Энергетический и кинематический расчеты: Включает расчет требуемой мощности, выбор двигателя и определение передаточных чисел и параметров на всех валах.
6. Расчет зубчатых передач: Содержит обоснование выбора материалов, проектировочный расчет на контактную прочность и проверочный расчет на изгиб для обеих ступеней.
7. Проектирование и расчет валов: Эскизная компоновка и полные проверочные расчеты на статическую прочность и выносливость для всех валов.
8. Подбор и проверка подшипников: Расчет долговечности подшипников.
9. Выбор и проверка шпоночных соединений.
10. Выбор муфт.
11. Заключение: Краткие итоги проделанной работы.
12. Список использованной литературы.

Все расчеты должны сопровождаться краткими пояснениями, а формулы — расшифровкой всех входящих в них переменных. Таблицы и рисунки должны быть пронумерованы и иметь названия.

Основная техническая работа выполнена. Но современный инженер должен думать и об экономической целесообразности своих решений.

Этап 13. Проведение упрощенной экономической оценки проекта

Любое инженерное решение, в конечном счете, должно быть экономически оправданным. В рамках курсового проекта не требуется проводить глубокий экономический анализ, но выполнить упрощенную оценку стоимости необходимо. Это показывает ваше понимание того, что проектирование неразрывно связано с экономикой.

Упрощенная методика оценки может включать следующие шаги:

1. Расчет стоимости покупных изделий: Это наиболее простая часть. Вы находите в каталогах или прайс-листах производителей стоимость выбранных вами стандартных компонентов: электродвигателя, подшипников, муфт, уплотнений, крепежа.
2. Ориентировочный расчет стоимости изготовления оригинальных деталей: Эта оценка сложнее. Стоимость деталей, которые нужно изготовить (валы, зубчатые колеса, корпус), можно оценить на основе их массы и средней рыночной стоимости материала с учетом коэффициента на сложность обработки. Например, стоимость 1 кг обработанной стали 40Х будет выше, чем стоимость 1 кг серого чугуна для корпуса.

Сложив эти две составляющие, вы получите ориентировочную себестоимость привода. Этот расчет позволяет сравнить различные конструктивные варианты не только по техническим, но и по экономическим показателям, что является важным критерием при принятии инженерных решений.

Проект должен быть не только экономичным, но и безопасным.

Этап 14. Анализ вопросов безопасности и экологии

Проектирование любого механизма должно вестись с обязательным учетом требований безопасности для обслуживающего персонала и окружающей среды. Этот раздел в пояснительной записке демонстрирует вашу ответственность как инженера.

При анализе привода ленточного конвейера следует рассмотреть следующие потенциальные опасности и меры по их предотвращению:

• Вращающиеся части: Открытые участки валов и, особенно, соединительные муфты представляют серьезную опасность. Все они должны быть закрыты прочными защитными кожухами.
• Электрический ток: Электродвигатель и пусковая аппаратура являются источником опасности поражения током. Необходимо предусмотреть надежное заземление всех металлических частей, которые могут оказаться под напряжением.
• Шум и вибрация: Работающий привод является источником шума и вибрации. Для их снижения применяют точную балансировку вращающихся частей, косозубые передачи и виброизолирующие опоры под раму привода.
• Смазочные материалы: Необходимо предусмотреть меры, исключающие утечку масла из редуктора, так как это может привести к загрязнению окружающей среды.

Все принимаемые решения должны соответствовать действующим стандартам безопасности и нормам охраны труда. Все аспекты курсового проекта рассмотрены. Осталось подвести итоги проделанной работы.

Этап 15. Как сформулировать грамотное заключение к проекту

Заключение — это финальный аккорд вашей работы. Оно должно быть кратким, емким и четко отражать основные результаты, достигнутые в ходе проектирования. Не стоит пересказывать в нем весь ход расчетов — только главные выводы.

Рекомендуется строить заключение по следующей структуре:

1. Напоминание о задаче: Начните с фразы вроде: «В данном курсовом проекте был спроектирован привод ленточного конвейера в соответствии с техническим заданием».
2. Перечисление основных результатов: Укажите ключевые параметры спроектированного привода. Например: «В результате расчетов был подобран электродвигатель мощностью N кВт, спроектирован двухступенчатый цилиндрический редуктор с общим передаточным числом U. Основные параметры передач: межосевое расстояние a_w1 и a_w2, модули зацепления m1 и m2».
3. Общий вывод о соответствии требованиям: Завершите выводом о том, что проект соответствует ключевым инженерным критериям. Например: «Проведенные проверочные расчеты подтвердили, что спроектированная конструкция отвечает требованиям надежности, долговечности и технологичности, а предусмотренные меры обеспечивают ее безопасную эксплуатацию».

Такое заключение логически завершает вашу пояснительную записку и оставляет у проверяющего целостное впечатление о проделанной работе. Работа завершена, но для защиты проекта важно быть готовым к вопросам.

Этап 16. Подготовка к защите. Частые вопросы и как на них отвечать

Успешная защита проекта — это не только демонстрация чертежей и расчетов, но и умение аргументированно отвечать на вопросы комиссии. Подготовка к ответам на наиболее вероятные вопросы придаст вам уверенности.

Вот список типичных вопросов и рекомендации по ответам на них:

1. «Почему вы выбрали именно этот электродвигатель?»
   
   Ответ: «На основе тягового расчета была определена требуемая мощность привода X кВт. В соответствии с каталогом был выбран ближайший стандартный двигатель марки Y с мощностью Z кВт, что обеспечивает необходимый запас и соответствует требуемой частоте вращения для получения заданного передаточного числа».
2. «Чем обоснован выбор материалов для зубчатых колес?»
   
   Ответ: «Для изготовления колес была выбрана сталь 40Х с термообработкой (улучшение), так как она обеспечивает необходимое сочетание контактной прочности и прочности на изгиб при умеренной стоимости. Твердость шестерни назначена выше твердости колеса для обеспечения их равномерного износа».
3. «Как вы обеспечили смазку зацепления и подшипников?»
   
   Ответ: «В редукторе применяется картерная система смазки. Зубчатые колеса, погружаясь в масляную ванну в нижней части корпуса, разбрызгивают масло, создавая масляный туман, который смазывает все зацепления и подшипники».
4. «Какое сечение вала является наиболее опасным и почему?»
   
   Ответ: «Наиболее опасным сечением, например, для промежуточного вала является сечение под ступицей зубчатого колеса. В этом месте действуют максимальные изгибающий и крутящий моменты, а также присутствует концентрация напряжений из-за шпоночного паза».
5. «Как вы определили долговечность подшипников?»
   
   Ответ: «На основе реакций опор были определены радиальные и осевые нагрузки. Затем, по стандартной методике, был выполнен проверочный расчет, который показал, что расчетная долговечность выбранных подшипников составляет L часов, что превышает требуемый по заданию ресурс».

Теперь у студента есть не только готовый проект, но и стратегия его успешной защиты. В завершение приведем полезные справочные материалы.

Этап 17. Приложения и справочные материалы, которые вам понадобятся

Успешная работа над курсовым проектом невозможна без использования справочной литературы и стандартов. Чтобы не тратить время на поиск базовой информации, полезно иметь под рукой ключевые данные.

Вот список материалов, которые будут вам необходимы:

• ГОСТ 23360-78 «Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски»: основной документ для выбора размеров шпонок.
• Таблицы стандартных межосевых расстояний и модулей зацепления: для стандартизации геометрии редуктора.
• Рекомендуемые посадки для подшипников качения: для правильного указания допусков на чертежах валов и корпусов (например, поля допусков k6 для вала и H7 для отверстия в корпусе).
• Основные механические характеристики конструкционных сталей (предел текучести, предел прочности): для определения допускаемых напряжений.
• Каталоги подшипников качения: для выбора конкретных типоразмеров подшипников по их грузоподъемности.
• Формулы для определения геометрических параметров зубчатых колес (делительный, начальный диаметры, диаметры вершин и впадин).

Наличие этих данных в одном месте значительно ускорит и упростит процесс проектирования.

Этап 18. Словарь ключевых терминов для вашего проекта

Для уверенного владения материалом и успешной защиты проекта важно четко понимать основную терминологию. Ниже приведен краткий глоссарий ключевых понятий.

• Редуктор — механизм, преобразующий и передающий крутящий момент, состоящий из зубчатых или червячных передач, заключенный в отдельный закрытый корпус.
• Передаточное число — отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомого. Показывает, во сколько раз редуктор уменьшает скорость и увеличивает крутящий момент.
• Контактные напряжения — напряжения, возникающие на площадке контакта двух криволинейных поверхностей (например, зубьев) при их сжатии.
• Эпюра моментов — график, показывающий распределение изгибающих или крутящих моментов по длине вала.
• Ресурс подшипника (L10) — количество оборотов (или часов работы), которое 90% подшипников данной партии могут достичь до появления первых признаков усталостного выкрашивания.
• ЕСКД (Единая система конструкторской документации) — комплекс государственных стандартов, устанавливающих единые правила выполнения и оформления конструкторских документов.
• Посадка — характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки.

Список источников информации

1. Мальцев В.Н. Детали машин. Задания на курсовой проект и мето¬дические указания к выполнению общих расчетов- приводов для студентов очного и заочного обучения. Горький, ГИИВТ., 1988.
2. Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирова¬ние. Учебное пособие для машиностроительных ВУЗов. М., «Высшая школа», 1975.
3. Кузьмин А.В., Чернин И.М., Козинцев Б.С. Расчет деталей машин. Справочное пособие. Мн., «Высшая школа», 1986.
4. Зубчатые передачи. Справочник. Л., «Машиностроение», 1980.
5. Коршунов Ю.А., Гордлеева И.Ю., Гладунко Ю.И. Расчет валов зубчатых и червячных передач на ЭВМ. Методические указания к выпол¬нению курсового проекта ля студентов всех инженерных специальностей. Н.Новгород, ВГАВТ. 1994.