Детали машин и основы компьютерного конструирования : рабочий проект как этап процесса конструирования

Москва  2019

МИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ИНСТИТУТ ЭКОТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА 
 
Кафедра инжиниринга технологического оборудования

А.А. Герасимова
И.Г. Морозова
М.Г. Наумова

ДЕТАЛИ МАШИН  
И ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОГО  
КОНСТРУИРОВАНИЯ

РАБОЧИЙ ПРОЕКТ КАК ЭТАП ПРОЦЕССА  
КОНСТРУИРОВАНИЯ

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 3400

УДК 621.81:004 
 
Г37

Р е ц е н з е н т 
д-р техн. наук, проф. Б.А. Романцев

Герасимова А.А.
Г37  
Детали машин и основы компьютерного конструирования : 
рабочий проект как этап процесса конструирования : учеб.-метод. пособие / А.А. Герасимова, И.Г. Морозова, М.Г. Наумова. – 
М. : Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 2019. – 55 с.
ISBN 978-5-907061-35-4

В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы разработки рабочих чертежей деталей приводных устройств металлургических машин, приведена методика их выполнения при подготовке курсового проекта.
Разработка рабочих чертежей деталей редуктора соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Механика», которая  по 
учебному плану  подготовки бакалавров читается в четвертом семестре.
Предназначено для студентов, обучающихся в бакалавриате и специалитете по направлениям подготовки 22.03.02 «Металлургия», 15.03.02 «Технологические машины и оборудование», 09.03.02 «Информационные системы и 
технологии», 21.05.04 «Горное дело».

УДК 621.81:004

 А.А. Герасимова,
И.Г. Морозова,
М.Г. Наумова, 2019
ISBN 978-5-907061-35-4
 НИТУ «МИСиС», 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ..............................................................................................4
1. Место и роль «рабочего проекта» в процессе конструирования ......5
2. Требования к рабочим чертежам .........................................................8
3. Качество поверхности деталей ..........................................................10
4. Предельные отклонения размеров, формы ирасположения 
поверхностей и осей с нанесением их на чертежах ............................12
4.1. Задание размеров............................................................................. 12
4.2. Термины и определения для установления единых  
понятий об отклонениях при оценке качества детали ....................... 16
4.3. Отклонения и допуски формы поверхностей  
и их обозначения на чертежах .............................................................. 17
4.4. Отклонения и допуски расположения поверхностей  
и их обозначения на чертежах .............................................................. 18
5. Обозначения на чертежах допусков расположения осей  
отверстий для крепежных деталей ........................................................23
6. Шероховатость поверхностей ............................................................25
6.1. Обозначение шероховатости поверхностей ................................. 25
6.2. Правила нанесения шероховатости поверхностей  
на чертежах ............................................................................................. 32
6.3. Измерение и контроль шероховатости поверхности .................. 37
7. Рабочие чертежи типовых деталей ....................................................39
7.1. Общие сведения .............................................................................. 39
7.2. Валы .................................................................................................. 39
7.3. Зубчатые колеса ............................................................................... 43
7.4. Крышки подшипников .................................................................... 45
7.5. Стаканы ............................................................................................ 47
7.6. Кольца, втулки ................................................................................. 48
Библиографический список ...................................................................49
Приложение 1. Чертеж тихоходного вала редуктора ............................. 50
Приложение 2. Чертеж вала-шестерни ................................................... 51
Приложение 3. Чертеж цилиндрического зубчатого колеса ................. 52
Приложение 4. Чертеж крышки подшипника ........................................ 53
Приложение 5. Чертеж стакана ................................................................ 54

ПРЕДИСЛОВИЕ

В учебном процессе наиболее сложным вопросом для студентов 
является переход от теоретической подготовки к реальному применению полученных знаний при решении конкретных инженерных задач.
Целью данного пособия является развитие у студентов навыков 
творческого мышления, технической эстетики и инженерной графики.
Студенты выполняют курсовой проект, в состав графической части которого входит разработка рабочих чертежей 3–5 деталей сборочной единицы привода металлургической машины. Такими сборочными единицами могут быть закрытая зубчатая передача (редуктор), 
открытая передача (цепная, ременная, зубчатая), муфты и др.
При выполнении курсового проекта (работы) по дисциплине «Механика» в четвертом семестре, согласно учебному плану, студент последовательно осваивает этапы проектирования от выбора схемы 
механизма через многовариантность проектных решений до его воплощения в рабочих чертежах; приобщаясь к инженерному творчеству, осваивая предшествующий опыт, учится предвидеть новые идеи 
в создании машин, надежных и долговечных, экономичных в изготовлении и эксплуатации, удобных и безопасных в обслуживании.
В данном пособии подробно рассмотрены вопросы разработки рабочих чертежей деталей привода металлургических машин в соответствии с ЕСКД и ГОСТами, приведены справочные таблицы, данные 
для которых заимствованы из различных научно-технических источников и систематизированы в удобную для пользователей форму. Они 
помогут студентам при выполнении графической части курсового 
проекта (работы).

1. МЕСТО И РОЛЬ «РАБОЧЕГО ПРОЕКТА» 
В ПРОЦЕССЕ КОНСТРУИРОВАНИЯ

Главная задача конструирования – это создание машин, отвечающих 
потребностям человечества, дающих наибольший экономический эффект и обладающих наиболее высокими технико-экономическими и эксплуатационными показателями. Основными показателями являются: 
 – производительность;
 – прочность;
 – надежность;
 – экономичность;
 – энергоэффективность;
 – долговечность;
 – степень автоматизации;
 – простота и безопасность обслуживания;
 – удобство управления;
 – ремонтопригодность;
 – техническая эстетика;
 – конструктивная преемственность. 
Улучшение этих показателей являются основным направлением, в 
котором работают конструкторы при модернизации существующего 
оборудования или создании нового взамен устаревшего.
Ниже представлены основные этапы конструирования серийного 
технологического оборудования. В случае проектирования единичного оборудования опускаются последние этапы, посвященные промышленным испытаниям,  разработке серийной технологической документации, и при этом предъявляются повышенные требования к 
разработке рабочего проекта и изготовлению опытного образца. 

1-й этап. Составление технического задания
Один из самых важных этапов, поскольку должен ответить на основополагающие вопросы, касающиеся необходимых значений эксплуатационных показателей, ориентировочной стоимости изделия 
и, что немаловажно, сроков выполнения проекта. Может включать в 
себя задачи, представленные ниже.
1. Определение назначения изделия и области его применения. 
2. Расчет производительности (в определенных единицах). 
3. Определение условий и режимов работы. 
4. Установка требований к точности. 
5. Задание предполагаемой долговечности. 

6. Определение ориентировочных габаритных размеров и массы. 
7. Задание объема выпуска изделий. 
8. Определение ориентировочных затрат труда и стоимости изделий. 
9. Установка срока выполнения проекта. 
10.  Определение необходимости специальных требований. 
При выполнении учебного проекта необходимые исходные данные 
по пунктам 1, 3, 4, 5, 6, 9 и 10 задает руководитель проекта.

2-й этап. Разработка эскизного проекта 
Поскольку конечный вид создаваемого объекта зависит от множества взаимозависимых параметров, то процесс конструирования складывается из рядапоследовательных приближений: вначале это эскизный проект, далее – технический и рабочий. При разработке эскизного 
проекта схемы расчетные формулы берут упрощеными, а расчет  проводят инвариантный с выбором по возможности лучшего  решения. 
Этот этап может включать в себя задачи, представленные ниже.
1. Составление принципиальной схемы изделия и выполнение 
структурного анализа. 
2. Кинематическое исследование и составление кинематической 
схемы. 
3. Силовое исследование механизмов.
4. Определение величин, направлений и точек приложения сил. 
5. Определение формы и размеров деталей. 
6. Выбор материала деталей и видов термообработки. 
При выполнении учебного проекта  принципиальную схему изделия задает руководитель проекта.

3-й этап. Разработка технического проекта
Это разработка проекта во втором приближении, следующая за эскизным проектом. Может включать в себя задачи, представленные ниже.
1. Отработка общих видов узлов и механизмов. 
2. Выполнение уточненных и проверочных расчетов. 
3. Корректировка предварительно намеченных размеров. 
4. Назначение допусков и посадок на сочлененные размеры.
5. Составление спецификаций и технических требований. 
6. Изготовление макетов и моделей отдельных узлов в натуральную величину и в уменьшенном масштабе. 

4-й этап. Разработка рабочего проекта
Это завершающий вариант проекта, следующий за техническим 
проектом. Может включать в себя задачи, представленные ниже.