Конструирование приборов

№ 1111

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Êàôåäðà ìàøèí è àãðåãàòîâ ìåòàëëóðãè÷åñêèõ
ïðåäïðèÿòèé 

Êîíñòðóèðîâàíèå ïðèáîðîâ

Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ê êóðñîâîìó
ïðîåêòèðîâàíèþ êèíåìàòè÷åñêèõ
ìåõàíèçìîâ

Ðåêîìåíäîâàíî ðåäàêöèîííî-èçäàòåëüñêèì
ñîâåòîì óíèâåðñèòåòà

Ìîñêâà  Èçäàòåëüñòâî «Ó×ÅÁÀ»
2007

 

УДК 621.8.032.2 
 
К64 

Р е ц е н з е н т  
канд. техн. наук, проф. В.А. Чередников 

С о с т а в и т е л и : А.Н. Веремеевич, С.А. Иванов, И.Г. Морозова, 
М.Г. Тихомирова  

 
Конструирование приборов: Метод. указания к курсовому 
К64  проектированию кинематических механизмов / Сост.: А.Н. Веремеевич, С.А. Иванов, И.Г. Морозова, М.Г. Тихомирова: 
Учеб. пособие. – М.: МИСиС, 2007. – 52 с. 

В пособии изложены цели и задачи курсового проекта по курсу «Конструирование приборов», рассмотрены содержание и объем курсового проекта, 
изложены требования по оформлению графической части и пояснительной 
записки проекта. Приведены вопросы для подготовки к защите курсового 
проекта и необходимые справочные данные для его выполнения. Объектом 
проектирования является  редукторный узел, в который входят зубчатый механизм с мелкомодульными цилиндрическими колесами, валы, подшипники, 
корпус, муфты, микроэлектродвигатель, т.е. распространенные механизмы и 
сборочные единицы приборных систем. В пособии имеются задания на проект и приведен пример их выполнения. 
Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 150701 
«Физико-химия процессов и материалов», 150702 «Физика металлов». 

© Государственный технологический  
университет «Московский институт 
стали и сплавов» (МИСиС), 2007 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

1 Цели и задачи курсового проекта ........................................................4 
2 Общее содержание проекта ..................................................................5 
3 Оформление пояснительной записки ..................................................6 
3.1 Общие указания ..............................................................................6 
3.2 Порядок оформления пояснительной записки.............................7 
4 Оформление чертежей курсового проекта........................................11 
4.1 Общие положения.........................................................................11 
4.2 Чертежи общего вида...................................................................11 
4.3 Рабочие чертежи деталей.............................................................12 
4.4 Требования ЕСКД, предъявляемые к чертежам общего 
вида и к рабочим чертежам ...............................................................13 
5 Пример расчета привода лентопротяжного механизма...................16 
5.1 Введение. Лентопротяжные механизмы.....................................16 
5.2 Расчет кинематических и энергосиловых параметров 
привода лентопротяжного механизма ..............................................19 
5.3 Расчет зубчатых колес на выносливость по напряжениям 
изгиба...................................................................................................23 
5.4 Проектный расчет валов. Выбор и проверочный расчет 
подшипников качения........................................................................25 
5.5 Расчет зубчатого механизма на точность...................................32 
6 Вопросы для подготовки к защите проекта ......................................35 
Приложения ............................................................................................37 
 

1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 

Целью курсового проекта по курсу «Конструирование приборов» 
(КП) является разработка конструкции кинематического зубчатого 
механизма приборной системы. Это может быть исполнительный 
механизм маломощной следящей системы, широко применяемой в 
различного рода механизмах дистанционного управления, редуктор 
лентопротяжного механизма и т.п. 
Выбор в качестве объекта проектирования мелкогабаритного мелкомодульного приборного редуктора объясняется тем, что именно 
зубчатые передачи имеют среди других механизмов наибольшее 
применение, а качество и надежность прибора часто определяются 
именно качеством и надежностью работы зубчатых передач. 
Основными задачами курсового проектирования являются приобретение студентами практических навыков самостоятельной творческой работы по следующим направлениям: 
- анализ исходных данных для проектирования; 
- использование справочной литературы, стандартов и других 
нормативных материалов; 
- разработка эффективных технических решений; 
- выполнение необходимых инженерных расчетов; 
- оформление проектной документации в соответствии с требованиями ЕСКД (единой системы конструкторской документации). 
Курсовой проект по курсу КП является, по существу, общеинженерным проектом, завершающим цикл общенаучных и общетехнических дисциплин, в нем используются и закрепляются знания, полученные студентами не только в рамках данного курса, но и в процессе изучения ряда предшествующих дисциплин таких, как теоретическая механика, сопротивление материалов, инженерная графика, физика и др. 
Знания и опыт, приобретенные студентами в процессе выполнения курсового проекта по КП, являются хорошей базой для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и дипломного 
проекта. 

2 ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА 

В курсовом проекте требуется разработать приводной узел лентопротяжного механизма, т.е. многоступенчатый редуктор (зубчатый 
механизм) с установленными на нем двигателем и муфтами, которые 
берутся как готовые изделия. В Приложении А даны варианты для 
курсового проектирования. В Приложении Б приведена форма бланка технического задания на курсовой проект. 
Расчетная часть проекта включает в себя: 
- выбор электродвигателя (Приложение В); 
- определение передаточных отношений; 
- выбор материалов и расчет зубчатых колес (Приложения Г и Д); 
- проектный расчет валов зубчатого механизма; 
- подбор и проверка подшипников качения (Приложение Е); 
- подбор муфт (Приложение Ж); 
- расчет зубчатого механизма на точность (Приложение И). 
Графическая часть проекта имеет общий объем 3 листа: 
- лист формата А1, содержащий чертеж общего вида привода и сборочный чертеж зубчатого механизма в виде двухуровневого разреза; 
- лист формата А3, содержащий рабочий чертеж зубчатого колеса 
(Приложение Л); 
- лист формата А3, содержащий рабочий чертеж вала зубчатого 
механизма (Приложение К). 
Пояснительная записка к проекту выполняется на листах формата 
А4. Записка должна содержать: 
- описание работы привода и его основных частей; 
- разделы, указанные в расчетной части; 
- таблицу допусков и посадок (Приложения М и Н); 
- заполненные бланки спецификации (Приложения П и Р). 

3 ОФОРМЛЕНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ 

3.1 Общие указания 

Текстовыми документами курсового проекта являются пояснительная записка (ПЗ) и спецификации, которые подшиваются в ПЗ 
как приложения. 
Текст ПЗ может быть выполнен черной, синей, фиолетовой пастой 
(чернилами) (один цвет по всей работе) на одной стороне стандартных листов формата А4 с соблюдением следующих размеров полей: 
правое 10 мм; верхнее, левое и нижнее 20 мм. Листы записки должны иметь сквозную нумерацию начиная с титульного листа и заканчивая приложениями; они должны быть собраны в файл либо подшиты в скоросшиватель. 
Текст ПЗ должен быть кратким и четким. 
Терминология и определения должны соответствовать установленным стандартам, а при их отсутствии – общепринятым в научнотехнической литературе. Текст излагают в безличной форме, например, «были получены», «были проведены». Сокращения слов в тексте и подписях не допускаются, кроме общепринятых, установленных ГОСТами. 
Условные буквенные обозначения параметров и математические 
знаки должны соответствовать обозначениям, установленным стандартами. В тексте перед обозначением какого-либо параметра следует 
давать его словесное пояснение, например: «... окружная сила Fz...». 
Расчетные формулы выносят в отдельную строку, располагая их 
по центру листа. Расшифровка символов и числовых коэффициентов, 
входящих в формулу, должна быть приведена непосредственно под 
формулой, причем первая строка должна начинаться со слова «где» 
без двоеточия после него. Затем в формулу подставляют численные 
значения величин и после этого, без промежуточных вычислений 
записывают окончательный результат с указанием размерности. 
Иллюстрации (схемы, эскизы и т.п.) выполняют карандашом с 
применением чертежных инструментов или с помощью компьютера 
и располагают последовательно по тексту ПЗ. Под каждой иллюстрацией должна быть подпись, состоящая из порядкового номера иллюстрации и ее наименования. Иллюстрации нумеруют арабскими 
цифрами, нумерация сквозная в пределах всей ПЗ. В ПЗ должны 
быть включены следующие иллюстрации: 

- схема проектируемого устройства; 
- эскиз электродвигателя с указанием основных размеров; 
- эскизы зубчатых колес (каждого в отдельности) с указанием их 
размеров; 
- эскиз зубчатых колес в зацеплении с указанием основных размеров; 
- эскиз муфты с указанием основных размеров; 
- расчетная схема выходного вала и эпюры изгибающих и крутящих моментов. 
Значения коэффициентов, механических характеристик материалов и других параметров выбираются из литературных источников 
со ссылкой на них. Ссылки на литературный источник оформляют 
следующим образом: в квадратных скобках указывают номер книги 
(по используемому списку источников) и далее номер страницы, например «... принимаем значение коэффициента YF = 3,75 [4, с. 16]». 
При этом номера ссылок должны располагаться в тексте в порядке 
возрастания. 
Основные значения параметров, их наименование, обозначение и 
порядок применения установлены ГОСТом. В курсовом проекте по КП 
рекомендуется применять следующие размерности: для усилий – Н, для 
моментов – Н·м, для напряжений – МПа, для линейных размеров – мм. 

3.2 Порядок оформления пояснительной записки 

Текст ПЗ курсового проекта по КП разбивают на разделы и пункты, которые нумеруют арабскими цифрами. Разделы имеют порядковые номера в пределах всей ПЗ, пункты – в пределах раздела. Каждый раздел ПЗ рекомендуется начинать с новой страницы. Заголовки 
разделов и пунктов должны быть по возможности краткими и отражать их содержание; при этом расстояние между текстом и заголовком должно быть не менее 10 мм. 
Оглавление должно быть приведено в начале ПЗ, сразу после титульного листа. В оглавлении перечисляют заголовки всех разделов 
и пунктов с указанием номера страницы, с которой они начинаются. 
Техническое задание на курсовой проект оформляют на специальном бланке, утвержденном кафедрой, в котором содержатся исходные данные, задача и сроки выполнения курсового проекта. Техническое задание должно быть подписано руководителем проекта 
(Приложение Б). 
Во введении дают краткое описание приборного устройства, для 
которого проектируют привод, излагают цели и задачи проекта, а 

также назначение проектируемого устройства. Кроме того, приводят 
эскиз привода, включающий кинематическую схему зубчатого механизма и описание работы привода. 
Расчетная часть включает решение следующих задач: 
- определение полезной мощности привода (Р); 
- предварительный выбор микроэлектродвигателя; 
- определение общего передаточного числа (i) и оптимального 
числа ступеней (а) зубчатого механизма минимальной массы и габаритов; 
- определение КПД привода (η); 
- определение потребной мощности привода (Pпотр); 
- окончательный выбор микроэлектродвигателя и его эскиз; 
- разбивка общего передаточного числа по ступеням; 
- определение числа зубьев колес; 
- определение кинематических и энергосиловых параметров по 
ступеням зубчатого механизма; 
- выбор материалов зубчатых колес; 
- определение геометрических параметров зубчатых колес; 
- проверочный расчет зубьев колес на прочность по напряжениям 
изгиба; 
- проектный расчет валов; построение эпюр изгибающих моментов от сил, действующих в вертикальной, горизонтальной плоскостях 
и в плоскости действия сил от муфты; 
- выбор подшипников и их проверка на статическую и динамическую грузоподъемность; 
- расчет зубчатого механизма на точность. 
В заключении следует сформулировать основные выводы по итогам проделанной работы. 
Список использованных источников приводят в конце ПЗ перед 
приложениями; в него включают все литературные источники, на 
которые имеются ссылки в тексте проекта. Список оформляют следующим образом: указывают порядковый номер источника; фамилии 
и инициалы авторов (если работа написана более чем тремя авторами в 
курсовом проекте допускается указывать ФИО только трех авторов, 
после чего следует «... и др.»); вид издания – учебник, учебное пособие 
и т.д.; место издания; издательство; год издания; число страниц. 
Приложения помещают в конце ПЗ после списка использованных 
источников. Каждое приложение начинают с новой страницы с указанием наверху посредине строки слова «Приложение» и его обозначение, например: «Приложение А», ниже – наименование приложения. 

В курсовом проекте по КП рекомендуется помещать в приложения следующие материалы: 
- сводную таблицу допусков и посадок; 
- рабочий чертеж вала-шестерни; 
- рабочий чертеж зубчатого колеса; 
- спецификации. 
Сводная таблица допусков и посадок оформляется на специальном бланке, форма которого утверждена кафедрой (Приложение Н), 
оформляется с использованием материала, приведенного в Приложении М, и включает следующие данные: 
- названия деталей; 
- буквенное обозначение посадок; 
- предельные отклонения валов и отверстий; 
- наибольшие и наименьшие значения натягов и зазоров; 
- графическое изображение полей допусков. 
В таблицу включают следующие посадки: 
- вал-колесо; 
- подшипник-вал; 
- подшипник-корпус; 
- стойка-корпус. 
Спецификация в курсовом проекте по КП оформляется на специальных бланках, форма которых приведена в Приложении П и состоит из четырех разделов: 
- Документация. 
- Сборочные единицы. 
- Детали. 
- Стандартные изделия. 
Наименование каждого раздела записывают в графу «Наименование»; снизу и сверху от заголовка должно быть оставлено по одной 
свободной строке. 
В разделе «Документация» записывают следующие сведения: 
- пояснительная записка; 
- чертеж общего вида. 
В разделе «Сборочные единицы» записывают: зубчатый механизм. 
В разделе «Детали» указывают сначала две детали, на которые 
имеются рабочие чертежи, а затем остальные детали: вал-шестерня, 
зубчатое колесо, вал, рама и т.п. 
В разделе «Стандартные изделия» запись проводят по однородным группам: электродвигатель, муфты, подшипники, крепежные 
детали. В пределах каждой группы изделия располагают в алфавит

ном порядке; в пределах каждого наименования вида изделий – в порядке обозначений стандартов (ГОСТов); в пределах каждого обозначения – в порядке возрастания основных параметров или размеров изделия. 
В графе «Формат» указывают форматы документов, например: Al, 
A4 и т.д. Если для детали не предусмотрен чертеж, в этой графе ставят «БЧ» (без чертежа), а при описании стандартных изделий эту 
графу не заполняют. 
В графе «Позиция» указывают порядковые номера составных частей приводного устройства. 

4 ОФОРМЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 

4.1 Общие положения 

Иллюстрации (чертежи, схемы, графики и т.д.) следует располагать непосредственно после текста, в котором они упоминаются 
впервые. 
Графическое оформление чертежей должно отвечать следующим 
основным требованиям, известным из курса инженерной графики. 
Все чертежи выполняют карандашом с помощью чертежных инструментов на листах, формата А1, A3 или А4. 
При выполнении чертежей необходимо соблюдать стандарты, касающиеся правил изображения видов, разрезов и сечений, условных 
изображений типовых деталей и их элементов (болтов, зубчатых колес и т.д.), начертания и толщины линий в зависимости от их назначения (контурные, размерные, основные и т.п.) и др. 
Каждый чертеж должен иметь стандартную основную надпись, 
которую размещают в правом нижнем углу чертежа. Для проекта по 
курсу КП рекомендуется следующая структура обозначения (шифра) 
чертежа, учитывающая номер задания, его вариант, а также разбивку 
изделия на сборочные единицы и детали, например: 
С01.В05.Р01.00, где С01 – номер схемы привода; В05 – номер варианта; Р01 – номер схемы зубчатого механизма; 00 – обозначение 
чертежей общего вида. 
Если зубчатому механизму на общем виде соответствует позиция 
3, то основная надпись на чертеже детали (например, вала-шестерни) 
имеет вид С04.В05.Р01.03.07, где дополнительные цифры 07 – номер 
позиции детали на разрезе зубчатого механизма. 

4.2 Чертежи общего вида 

Чертеж общего вида включает электродвигатель, муфту, зубчатый 
механизм и раму. Чертеж следует выполнять с упрощениями, предусмотренными ГОСТом. Допускается упрощенное изображение электродвигателя, муфты и закрытой передачи. Масштаб чертежа основного вида может быть следующим: 
масштаб уменьшения 1:1; 1:2; 1:2,5; 1:5; 
масштаб увеличения 2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1, в зависимости от размеров 
приводного устройства.