Курсовая По Тмм Механизмы Поперечно Строгального Станка
Курсовая По Тмм Механизмы Поперечно Строгального Станка
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Министерство образования и науки
Украины
Восточно-украинский национальный
университет им. В. Даля
Технологический институт г.
Северодонецка
В ходе выполнения данного курсового проекта выполняется расчет механизма
строгального станка.
структурный и кинематический анализы главного механизма;
кинематический анализ сложного зубчатого механизма;
кинетостатический анализ главного зубчатого механизма;
динамический анализ механизма и подбор маховика.
При выполнении вышеуказанных разделов использовались следующие понятия и
методы:
Курсовой проект состоит из пояснительной записки, включающей в себя пять
рисунков и девять таблиц, а также четырех чертежей формата А1 и одного чертежа
формата А2. Теоретические сведения в записке излагаются в том объеме, который
необходим для расчетов и уяснения свойств и структурных особенностей механизма.
В записке излагаются вопросы, не нашедшие в графической части проекта.
Содержание вопросов всех разделов записки излагается в определенной системе, их
взаимосвязи с вопросами структуры, кинематики и динамики механизмов.
. Структурный
и кинематический анализ главного механизма
.2 Построение
плана положений механизма
.5 Построение
кинематических диаграмм
.6 Сравнение
результатов кинематического анализа выполненного графическим и
графоаналитическим методами
.2 Построение
графика движения толкателя
.
Кинематический анализ сложного зубчатого механизма
.1
Определение радиусов начальных окружностей колес
.2
Определение передаточного отношения сложного
.3
Определение передаточного отношения графически
.5 Синтез
неравносмещённого эвольвентного зацепления
4.1
Определение действующих сил, сил и моментов инерции
.2 Силовой
анализ главного механизма (на рабочем ходу) без учета сил трения
.3
Определение уравновешивающей силы с помощью рычага Жуковского (на рабочем ходу)
.4 Силовой
анализ главного механизма (на холостом ходу) без учета сил трения
.5
Определение уравновешивающей силы с помощью
рычага
Жуковского (на холостом ходу)
.6 Силовой
анализ главного механизма (на рабочем ходу) с учетом сил трения
4.7 Силовой
анализ главного механизма (на холостом ходу) с учетом сил трения
5
Динамический анализ механизма. Подбор маховика
.1 Основные
задачи динамического анализа
.2
Определение приведённого момента сил сопротивления для всего кинематического
цикла главного механизма
.3
Определение работы сил сопротивления и работы движущих сил
.4
Определение изменения приращённой кинетической энергии механизма
.5
Определение приведённого момента инерции
5.7
Определение угловой скорости после установки маховика
Предмет «Теория механизмов и машин» занимается изучением строения,
кинематикой и динамикой механизмов, а также их анализом и синтезом.
Проблемы и задачи предмета сводятся к исследованию структурных
кинематических и динамических свойств механизмов. ТММ также работает над
проектированием механизмов с заданными структурными, кинематическими и
динамическими свойствами для осуществления требуемых движений, то есть синтез
механизмов.
Данный курсовой проект содержит анализ механизма строгального станка.
Проект помогает найти комплексное решение конкретной инженерной задачи по
исследованию и расчету вышеуказанного механизма.
При решении задач проектирования механизма необходимо учитывать
структурные, метрические, кинематические и динамические условия, обеспечивающие
воспроизведение проектируемым механизмом заданного закона движения. Так,
например, в механизме для прерывистости хода главного механизма, который
совершает вращательное движение, используется кулачковый механизм.
Наиболее ответственным этапом в проектировании машины является разработка
структурной и кинематической схемы механизма, которые в значительной степени
определяют конструкцию отдельных узлов и деталей, а также эксплуатационные
качества машины.
При исследовании механизма уделено значительное внимание аналитическим и
графическим способам, методам подбора заданному передаточному отношению числа
зубьев рядового соединения колес и планетарного соосного редуктора.
Определить порядок и методы кинематического исследования дает возможность
структурный анализ механизма. Анализ позволяет решить задачу кинетостатического
расчета в последовательности, обратной порядку кинематического исследования, то
есть начиная расчет с последней ассуровой группы и заканчивая ведущим
механизмом.
С помощью кинетостатического расчета определяются реакции в
кинематических парах, уравновешивающий момент или уравновешивающую силу на
ведущем звене и усилия, действующие на отдельные звенья механизма. А это
необходимо при расчете звеньев на прочность и определение их рациональных
конструктивных форм.
Проект заканчивается определением момента инерции, подбором маховика, его
геометрических размеров.
1. Структурный и кинематический анализ главного механизма
Рис. 1.1 Механизм строгального станка с кулисой, которая качается
1.1 Структурный анализ главного механизма
Определил степень подвижности механизма, состоящего из шести звеньев:
где:
n- количество звеньев; -
количество низших пар; - количество высших пар.
Структурная
схема наглядно показывает, что механизм состоит из начального механизма и двух
групп Ассура второго класса:
1.2 Построение планов положений механизма
На
листе формата А1 провожу горизонтальный отрезок произвольной длины,
перпендикулярно ему изображаю ось. Задаю масштаб, в котором буду изображать
план положений, равный . На вертикальной оси изображаю окружность радиусом с центром . Из т. по вертикальной оси вниз откладываю отрезок . Провожу дугу радиусом . Из т. провожу касательную к окружности . Точка касания будет т. .
Разбиваю окружность на 12 равных частей. Через каждую из т. соединяю дугу с т. , на пересечении получаю т. . От наивысшей точки дуги , на расстоянии ,
расположен ползун 5. Вертикальными отрезками соединяю т. с ползуном 5. В местах пересечения ползуна 5 будут
находиться т. . Таким образом, получил 12 положений точки .
1.3 Построение планов скоростей механизма
Планы скоростей строил по векторным уравнениям, которые составил отдельно
для каждой группы Ассура в порядке присоединения их к ведущему звену.
· Скорость т. первого и второго звена нашел из уравнения:
Отметил
полюс , из него перпендикулярно провел отрезок направленный
в сторону угловой скорости .
Определил масштабный коэффициент :
· Чтоб найти
скорость применил теорему о сложном движении:
На
плане скоростей из полюса провел вектор а из т. вектор . На
пересечении векторов расположена т. .
· Скорость нашел из теоремы подобия:
· Чтоб найти
скорость применил теорему о сложном движении:
На
плане скоростей из полюса провел прямую , а через
т. вертикальную прямую. На пересечении расположена т. .
По
такому алгоритму нашел все необходимые величины для остальных положений
механизма. Полученные данные свел в Таблицу 1.1.
1.4 Построение планов ускорений механизма
· Ускорение т.
первого и второго звена нашел из уравнения:
Угловая
скорость звена 1 постоянна, поэтому тангенциальная составляющая ускорения отсутствует, значит . Из полюса провел вектор известный по величине и по направлению. Определяю
масштабный коэффициент:
· Чтоб найти
ускорение применил теорему о сложном движении:
Ускорение
Кориолиса направляю в сторону угловой скорости под
углом к вектору переносной скорости .
Вектор
переносного ускорения направляю параллельно .
Начертив
на плане ускорений вектора неизвестные
по величине, но известные по направлению, нашел положение т. .
Соединив
на плане ускорений т. с т. , нашел
ускорение т. третьего звена:
· Ускорение нашел из теоремы подобия:
· Чтоб найти
ускорение применил теорему о сложном движении:
На
плане ускорений из полюса провел прямую , а через
т. вертикальную прямую. На пересечении расположена т. .
Построив
векторные уравнение, получил такие значения:
По
такому алгоритму нашел все необходимые величины для остальных положений
механизма. Полученные данные свел в Таблицу 1.2.
Диаграммы
построил для 12 положений механизма, которые изобразил на плане положений.
Полный оборот кривошипа соответствует одному кинематическому циклу.
Масштаб
перемещений равен масштабу плана положений механизма , потому что отрезки, изображающие перемещение,
перенес с плана без изменений.
где - отрезок (мм) по оси ,
изображающий полный оборот кривошипа (2π).
· Масштаб
времени диаграммы равен:
где T - период одного оборота кривошипа, который определил
по формуле:
· Построение кривых V=f(φ) и а=f(φ)
выполнил способом
графического дифференцирования (методом хорд). При этом масштабные коэффициенты
диаграмм определил по формулам:
где
Н и Н 1 - полюсные расстояния диаграмм соответственно, мм.
· Далее
построил диаграмму угловых перемещений кулисы 3. Угловое перемещение измерял в
градусах, отсчитывая его от нулевого положения в т. .
Масштабный
коэффициент представил в ,
воспользовавшись для перевода из градусов в радианы известной формулой: 1 рад =
,
Так
как , то достаточно было выполнить графическое
дифференцирование предыдущей диаграммы, используя при этом метод хорд.
Масштабный
коэффициент μ ω определил по формуле:
где
Н 2 - полюсное расстояние диаграммы, мм.
1.6 Сравнение результатов кинематического анализа
Полученные двумя способами данные свел в Таблицу 1.3. Погрешность
равняется разнице двух результатов, раздельной на наибольшее значение из двух
результатов, умножив полученные значения на 100%, определил погрешность.
1. Схема кулачкового механизма (рис. 2.1).
Рисунок 2.1 - Схема кулачкового механизма
2. Закон движения тарельчатого толкателя (рис.2.2) определяется
графиком
Вращение
кулачка направлено против часовой стрелки
Эксцентриситет
е = (0…6) мм, принимаю е = 0 мм
Коэффициенты
С 1 = 0,40; С 3 = 0,35; С 4 = 0,65; С 6 =
0,35.
Рисунок
2.2- Закон движения тарельчатого толкателя
Определяю промежуточные фазовые углы
Так как все фазы проходят за один оборот кулачка, то сумма углов всех фаз
равна 360 0 (2π)
Основная
задача синтеза кулачкового механизма - это создание профиля кулачка таким
образом, чтобы этот профиль отвечал:
. Чтобы угол давления был достаточным, но не превышал
максимально-допустимого значения (профилирование кулачка)
Движение толкателя, которое соответствует одному обороту кулачка, имеет
четыре фазы:
1. Фаза удаления толкателя (φ у ).
На протяжении этой фазы толкатель поднимается на величину размаха [S]. Эта фаза проходит за время
поворота t у кулачка на угол φ у .
2. Фаза верхнего стояния толкателя (φ в.с. ).
На протяжении этой фазы толкатель находится в покое в верхнем положении.
Эта фаза происходит за время поворота t в.с. на угол φ в.с.
3. Фаза приближения толкателя (φ п ).
На протяжении этой фазы толкатель возвращается в начальное положение. Эта
фаза происходит за время поворота кулачка на угол φ п .
4. Фаза нижнего стояния (φ н.с. ).
На протяжении этой фазы толкатель находится в покое в нижнем положении.
Эта фаза происходит за время t н.с. поворота кулачка на угол φ н.с.
Построение графика движения толкателя
Изображаем график движения толкателя таким образом, чтобы высота первой
фигуры равнялась а 1 = 50 мм, а площади всех четырех фигур были
одинаковыми. Другие площади определяем из условия равности площадей.
Определяю высоту второй, третьей и четвертой фигур
Построение кинематических диаграмм движения толкателя методом графического
интегрирования
Метод
графического интегрирования - это метод, обратный методу графического
дифференцирования. Методом графического интегрирования проинтегрируем график
аналога ускорения и найдем графики измерения аналога скорости и перемещение толкателя.
При
интегрировании назначаем полюсное расстояние так, чтобы масштабные коэффициенты
всех графиков были одинаковыми.
Определяю масштабный коэффициент угла поворота кулачка
Определяю
полюсное расстояние графика аналога ускорения и графика аналога скорости
Преобразую
значения фазовых углов из градусов в миллиметры:
Графическое
интегрирование графика аналога ускорения
выполняю
в такой последовательности.
Разбиваю
каждую фигуру графика аналога ускорения на равные участки 0-1, 1-2, 2-3 и т.д.
Из каждой середины участка фигуры провожу горизонтальные отрезки до пересечения
с графиком аналога ускорения, потом из этой точки пересечения провожу
перпендикуляр на ось графика , а из
этой точки пересечения с осью графика провожу прямую в полюс H, получаю
соответствующие лучи. Под графиком аналога ускорения провожу оси координат графика изменения аналога
скорости и разбиваю ось φ на участки, равные соответствующим участкам графика аналога ускорения .
Параллельно
лучу H0′′ провожу из начал координат графика
аналога скорости прямую и веду ее до пересечения с линией, выходящей из точки 1
и параллельной оси . Далее провожу из полученной точки 1′ графика
аналога скорости линию, параллельную лучу H1′′ графика
аналога ускорения , до пересечения с линией, выходящей из точки 2 и
параллельной оси и т. д. Таким образом интегрирую все четыре фигуры.
Под
графиком аналога скорости провожу оси координат графика перемещения и разбиваю ось φ на участки, равные соответствующим участкам графика аналога скорости . Интегрирую график аналога скорости аналогично графику аналога ускорения .
В
результате получаю график аналога перемещения . Видно,
что последовательность построения при графическом интегрировании противоположна
построению при графическом дифференцированию по методу хорд.
После
интегрирования и получения графика перемещения толкателя определяю его масштабный коэффициент удаления и
приближения. Для этого принимаю линейное перемещение S = 25 мм.
Определяю
масштабные коэффициенты для всех графиков
Определение минимального радиуса кулачка.
Так как кулачковый механизм с тарельчатым толкателем, значит, минимальный
радиус кулачка определяю из условия выпуклости профиля:
где
b - наибольшая отрицательная координата.
Измеряю
значения перемещений и аналога ускорения, умножаю на соответствующий масштабный
коэффициент и заношу в таблицу (на чертеже).
Чтобы
определить минимальный радиус кулачка, строю график:
Профилирование кулачкового механизма с тарельчатым (плоским)
поступательно движущимся толкателем
Построение профиля кулачка ведется в такой последовательности:
На графике перемещения углы удаления φ у и приближения φ п разделены на соответствующее количество равных
частей. Углы стояния толкателя φ в.с и φ н.с. не делятся, так как профиль кулачка
в пределах этих углов очерчивается дугами окружностей постоянного радиуса.
Значения перемещений толкателя, соответствующее различным углам φ
беру из таблицы.
Провожу
окружность с центром в точке О радиусом и через
эту точку провожу направление движения толкателя 0-0. Через точку пересечения
этой прямой с окружностью провожу к ней перпендикуляр. Этот перпендикуляр -
начальное положение плоскости толкателя.
В
направлении, противоположном вращению кулачка, от линии 0-0 откладываю в
соответствии с графиком перемещения толкателя углы φ i (φ у , φ в.с. , φ п , φ н.с. и все
промежуточные). Через точку О провожу лучи 0-1, 0-2, 0-3 и т.д., которые
являются относительными положениями линии движения толкателя, соответствующее
различным углам поворота кулачка.
Вдоль
этих лучей от окружности радиусом откладываю
соответствующие перемещения толкателя (отрезки 1-1′, 2-2′, 3-3′,
…), взятые из таблицы (на чертеже). Через полученные точки 1′, 2′,
3′, и т.д. провожу перпендикуляры к соответствующим лучам. Эти
перпендикуляры являются относительными положениями плоскости толкателя.
Строю
огибающую к относительным положениям плоскости толкателя. Это и будет профиль
кулачка.
структурный кинематический зубчатый станок
z 1
= 10; z 2 = 15; z 2’ = 14; z 3
= 56; z 3’ = 17; z 4 = 49; z 4’ = 14; z 5 = 28; z 5` = 26;
m = 5
мм; ω 6 = ω кривошипа = 7 рад/с.
.1 Определение радиусов начальных окружностей колёс
3.2 Определение передаточного отношения сложного зубчатого механизма
аналитическим способом
где
- передаточное отношение от колеса 1 к колесу 2;
-
передаточное отношение от колеса 2’ к колесу 3;
-
передаточное отношение от колеса 3’ к колесу 4;
-
передаточное отношение от колеса 4’ к колесу 5;
-
передаточное отношение от колеса 5’ к водилу 6` при неподвижном колесе 7.
Передаточное
отношение определяю по
формуле Виллиса
3.3 Построение картины распределения скоростей и плана угловых скоростей.
Определения передаточного отношения графическим способом
Вычерчиваю кинематическую схему в масштабе
Определяю
линейную скорость водила 6`
где
ω 6` -
угловая скорость водила 6`, рад/с;
Выбираю
масштаб μ v
для построения картины распределения скоростей
где
- отрезок, изображающий скорость , мм;
Черчу
линию распределения скоростей, на которую наношу все центры колёс О i и все полюсы зацепления Р i .
Из точки P 12
откладываю отрезок равный 60 мм. Соединив P` 12
с центром О 1 , получу отрезок [P` 12
О 1 ], который покажет картину распределения скоростей по колесу 1.
Далее соединяем P` 12 с центром O 2 и продлеваем до пересечения с полюсом P 2`3 , тем самым получаем точку P` 2`3 .
Из нее ведем прямую в центр O 33` и
продлеваем до пересечения с полюсом P 3`4 , получив точку P` 3`4 .
Из нее ведем прямую в центр O 44` . На
отрезок [P` 3`4 O 44` ] наносим полюс P` 4`5
и из него ведем прямую в центр O 55` .
Продлеваем отрезок [P` 4`5 O 55` ] до полюса P 5`6 . Из точки P` 5`6 ведем прямую в
полюс P 67 .
Наносим на отрезок [P` 5`6 P 67 ] центр О 6 . Из полученной точки O` 6
ведем прямую в центр O 6` .
Полученный отрезок [O` 6 O 6` ] покажет картину распределения скоростей по водилу
6`.
Для
построения плана угловых скоростей продлеваю линию распределения скоростей и на
продолжении линии откладываю полюсное расстояние [OН], равное 15
мм.
до
пересечения с горизонтальной осью, проведённой через точку 0.
Отрезки
[О1], [О2], [02’], [О3], [03’], [О4], [04’], [О6] в масштабе µ ω изображают соответственно угловые скорости ω 1 , ω 2 , ω 2’ , ω 3 , ω 3’ , ω 4 , ω 4’ , ω 6
где
µ v - масштаб картины распределения скоростей, (м/с)/мм;
[OН] -
полюсное расстояние, мм; [OН] = 15 мм
µ l
- масштаб изображения кинематической схемы механизма
Значения
количества зубьев и угловых скоростей всех колес заношу в таблицу 3.1
Значения количества зубьев и угловых скоростей колес
Определяю передаточное отношение сложного зубчатого механизма графически
Тогда
передаточное отношение механизма
.5
Синтез неравносмещённого эвольвентного зацепления
.5.1
Выбираем пару 4`-5 зубчатых колёс с внешним зацеплением, у которых i 4`5 = 2 и с числом зубьев z 4` =14, z 5 =28.
.5.2
Так как передаточное отношение равно 2, то по [3, с.66, табл.4] определяем
коэффициенты относительного смещения ξ 1 и ξ 2
.5.3
Определяем угол зацепления α по [3,
с.49, рис.2.6]
Находим
по номограмме [3, с.49, рис.26] против числа 29,45 значение угла α:
3.5.4
Определяем коэффициент обратного смещения ψ по [3, с.64, табл.3] , и угол
рейки; α о = 20º
.5.6
Определяем размеры зацепления по формулам [3, с.46, табл.11].
f о - коэффициент высоты зуба рейки; f о = 1;
С о ` - коэффициент радиального зазора; С о `
= 0,25
где
m - модуль зацепления, мм; m = 5 мм.
Механизм строгального станка . Курсовая работа (т). Другое.
Механизм поперечно - строгального станка
Поперечно - строгальный станок | Курсовая работа - бесплатно
Курсовой проект по ТММ . Механизм поперечно - строгального ..
курсовой по тмм поперечно - строгального станка
Небольшое Сочинение Про Олимпийские Игры
Реферат На Тему Информационные Войны
Предупреждение Правонарушений Несовершеннолетних Овд Диссертация
Борис Васильев Собрание Сочинений Купить
Остеохондроз Дипломная Работа