Курсовой проект по дисциплине: «Теория механизмов и машин» Механизмы строгального станка Студент группы 08-сапр - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 02. 03 Теория механизмов... 1 171.13kb.
Курсовой проект по дисциплине: «Теория автоматического управления»... 1 184.23kb.
Теория механизмов и машин 16 563.07kb.
Примерная программа дисциплины теория механизмов и машин 1 326.36kb.
2638 Задания к контрольной работе по дисциплине «теория механизмов... 1 384.6kb.
Учебно-методической документацией за 2011/2012 учебный год по дисциплине... 1 31.83kb.
Структурный и кинематический анализ 1 267.19kb.
Рабочая учебная программа по дисциплине теория машин и механизмов 1 173.19kb.
Рабочая учебная программа по дисциплине теория машин и механизмов 1 173.31kb.
Рабочая программа По дисциплине «Теория механизмов и машин» По направлению 1 194.22kb.
Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 02. 02 Теория механизмов... 1 185.85kb.
Эмоциональный интеллект: проблемы теории, измерения и применения... 3 349.17kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Курсовой проект по дисциплине: «Теория механизмов и машин» Механизмы строгального - страница №1/1


Кафедра «Детали машин»
Курсовой проект ПО ДИСЦИПЛИНЕ:
«Теория механизмов и машин»
Механизмы строгального станка

Студент группы 08-САПР

_____________Карпенко М.С.
Преподаватель

______________Швыряев М.В.

Брянск 2010

Оглавление


1.1. Синтез механизма 6

1.2. Структурный анализ механизма 6

1.3. Построение схемы положений механизма 7

1.4. Построение планов скоростей 7

1.5. Приведение сил сопротивления 9

1.6. Приведение масс 11

1.7. Построение графиков работ сил сопротивления и движущих сил 13

1.8. Определение момента инерции маховика и закона движения звена приведения по Н.И. Мерцалову 14

1.9. Выбор электродвигателя 16

1.10. Конструирование маховика 17

1.11. Построение плана ускорений 18

2.1 Расчет параметров и синтез цилиндрической передачи 20

2.2 Определение качественных показателей зацепления 22

2.3. Синтез планетарного редуктора 23




Аннотация

Курсовая работа состоит из двух разделов.

В первом разделе приведен кинематический и динамический анализмеханизма, выбран электродвигатель и определены размеры маховика.

Во втором разделе сделан синтез зубчатой передачи и построена кинематическая схема редуктора.

Графическая часть работы состоит из двух листов формата А1.

Введение


Пиломатериалы, или заготовки, поступающие после раскроя в дальнейшую обработку, почти всегда имеют риски дефекты поверхности, легко устранимые при строгании. Наряду с устранением дефектов часто необходимо получить точно выверенную (базовую) поверхность, чтобы, ориентируясь на нее, можно было выверить и остальные поверхности и иметь детали правильной формы. Для этих целей служит строгальный станок – устройство для обработки строгальными резцами горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностей с прямолинейными образующими. Различают поперечно-строгальные и продольно-строгальные станки.

Главное движение строгального станка – прямолинейное возвратно-поступательное. У поперечно-строгального станка оно сообщается резцу, закрепленному в суппорте, у продольно-строгального станка - столу, на котором устанавливается изделие. Резание производится во время рабочего хода, затем следует холостой ход (с более высокой скоростью), при котором резец (или изделие) возвращается в первоначальное положение. Скорость главного движения остается постоянной у всех продольно-строгальных станков и поперечно-строгальных станков с гидравлическим приводом и меняется (от нуля до максимальной и вновь до нуля) у поперечно-строгальных станков с приводом от кулисно-кривошипного механизма. В конце каждого холостого хода осуществляется движение подачи (в поперечном направлении относительно направления главного движения). У поперечно-строгальных станков оно сообщается столу и закрепленному на нём изделию. На поперечно-строгальных станках обрабатывают мелкие и средние изделия. Из-за холостого хода невыгодно использование строгальных станков в крупносерийном и массовом производстве, где они заменяются фрезерными, протяжными, шлифовальными станками.

Деталь правильной формы получается в том случае, если в процессе обработки на

строгальном станке она занимает определенное положение по отношению к режущему инструменту и направляющим (столу, линейке), при этом точность детали зависит от того, насколько выверены пласть и кромка, прилегающие к установочным устройствам (линейке). Обычно в результате строгания образуются гладкие и профильные поверхности. Для строгания применяют фуговальные, рейсмусовые и четырехсторонние строгальные станки.

В истории развития сыграли большую роль Робертс Ричард, английский изобретатель, и Несмит Джеймс, английский машиностроитель. Робертс Ричард прошёл путь от рабочего в каменном карьере до создателя станков. В 1816-17 на средства компаньона основал машиностроительный завод. Построил продольно-строгальный станок (1817).

Несмит Джеймс – организатор и владелец машиностроительного предприятия в Манчестере (с 1834). Создал поперечно-строгальный и фрезерный станки для обработки граней гаек. В 1843 приезжал в Петербург, затем поставлял в Россию паровые молоты и станки. Опубликовал труд, в котором обобщил опыт конструирования станков (1841). В России, начиная с 1870 года, Московский станкостроительный завод "Красный пролетарий" стал производить строгальные станки.

1. Динамическое исследование механизма


1.1. Синтез механизма
Обозначаем на чертеже неподвижные точки A и С на расстоянии LАС = 50 мм друг от друга. Определяем крайние положения механизма, проводим окружность радиуса СD=125 мм (т.к. Н = 2*CD, Н=250мм), из точки C восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с этой окружностью, таким образом находя положение точки B. Соединяем полученную точку с точкой А, определяем длину кривошипа AB=130,62 мм. DE = CD * 3 = 375 мм. Таким образом, в результате синтеза механизма определены все его линейные параметры.

1.2. Структурный анализ механизма


Точки звеньев механизма движутся в плоскостях, параллельных одной плоскости, поэтому механизм можно считать плоским. Так как все звенья входят не менее чем в две кинематические пары, то кинематическая цепь механизма является замкнутой. Механизм состоит из стойки – звено “0” и звеньев 1, 2, 3, 4, 5, а также 6 вращательных и 1 поступательной пар: n = 5 . Число высших пар равно нулю, поэтому исполнительный механизм относится к рычажным.

Плоский рычажный механизм можно представить состоящим из начальных звеньев, стойки, структурных групп нулевой подвижности (групп Асура), звеньев и кинематических пар, вносящих в плоскую схему механизма подвижности и избыточные связи.

Разобьём механизм на группы Ассура:





+

+

То есть механизм может быть собран путем последовательного присоединения к начальному звену и стойке двух групп Ассура.



Число степеней свободы рычажного механизма W=1, так как в механизме есть одно начальное звено.

Число местных подвижностей WM равно нулю как и число qп избыточных связей в плоской схеме механизма, так как их нет в группах Ассура и в первичном механизме, а кинематическая цепь станка состоит только из групп Ассура и первичного механизма. Механизм относится к механизмам второго класса, так как наивысший класс групп Ассура равен двум.

По формуле П.Л. Чебышева для плоского механизма подсчитываем его степень подвижности:





1.3. Построение схемы положений механизма
После определения размеров механизма выбираем масштабный коэффициент длины μlАВ =0,002 м/мм

В выбранном масштабе строим все положения механизма. Приняв крайнее правое положение ползуна (Е0) за начальное, разбиваем траекторию перемещения точки В кривошипа на 12 равных частей. Затем изображаем все остальные звенья механизма в положениях, соответствующих указанным положениям кривошипа.


1.4. Построение планов скоростей

Приняв произвольную точку “p” за полюс построения, откладываем перпендикулярно к АВ в сторону вращения кривошипа, по , отрезок .

Так как угловая скорость кривошипа величина известная, то строим планы возможных скоростей для каждого положения механизма в одном и том же масштабе (рассчитаем для 11 положения):

Скорость точки B3, лежащей на вилке и имеющей в данном положении те же координаты, что и B1 равна:

Скорость перпендикулярно кривошипу AB и направлено в сторону вращения звена (1). Скорость параллельна кулисе BС. Скорость перпендикулярна кулисе BС. Откуда, проводя через точку b1 прямую параллельную кулисе и через точку р прямую перпендикулярную ей, находим b3.
Скорость точки D:

Скорость перпендикулярно СD и направлено в сторону вращения звена (3). Скорость параллельна оси Х-Х, а скорость перпендикулярна DE. Откуда пересечением горизонтали, проведённой через р, и прямой, перпендикулярной DE, проведённой через d, находим скорость .

Абсолютные и относительные скорости точек можно определить следующим образом:




Для нахождения скоростей центров тяжести звеньев, используем метод пропорционального деления векторов соответствующих относительных скоростей на плане возможных скоростей.
Скорости точек S3, S4 и S5:




1.5. Приведение сил сопротивления


Приведение сил выполняется из условия равенства мощности приведенного момента сумме мощностей всех сил и пар сил, действующих в машинном агрегате. Приведенный момент сил сопротивления определяется для каждого положения механизма по формуле:




-сила производственного сопротивления.

Результаты расчета сводятся в таблицу.


Положение



1

3,049955

2

5,723481

3

4,286797

4

-0,12051

5

-3,09553

6

-17,0126

7

-41,302

8

-56,834

9

-67,7686

10

-73,6082

11

-72,04

12, 0

-63,1242

1.6. Приведение масс
Представим в виде суммы двух слагаемых:

где - приведенный момент инерции звеньев, связанных с кривошипом постоянным передаточным отношением; - приведенным момент инерции остальных звеньев.
Приведение масс выполняется из условия равенства кинетической энергии звена приведения сумме кинетических энергий звеньев механизма. Поэтому подсчитывается для каждого положения механизма по формуле:

Отношения скоростей вычисляем, используя построенные ранее планы возможных скоростей. Результаты заносим в таблицу.


Положения





1

0,075489

10,82516

2

0,238883

34,25579

3

0,478004

68,54574

4

0,285284

40,90973

5

0,133224

19,10434

6

0,085961

12,32679

7

0,074871

10,73651

8

0,080045

11,47841

9

0,091697

13,14935

10

0,104529

14,98942

11

0,112523

16,13576

12, 0

0,118233

16,95462

1.7. Построение графиков работ сил сопротивления и движущих сил


Наш механизм работает в установившемся режиме, при котором угловая скорость кривошипа есть периодическая функция его угла поворота, а среднее значение угловой скорости не изменяется. Для изучения установившегося движения, достаточно рассмотреть его динамический цикл, равный одному обороту кривошипа . Определяем работу приведенного момента при повороте звена приведения на угол :

Для этого сначала изображаем на чертеже график . Масштабные коэффициенты принимаем равными:





В конце цикла . Для упрощения графического решения и экономии места на чертеже график строим перевернутым относительно оси абсцисс, т.е. отрицательные значения ,
взятые из ранее полученной таблицы, откладываем в области положительных значений ординат, а положительные в области отрицательных значений.

График получаем путем графического интегрирования построенного графика при этом масштабный коэффициент полученного графика будет равен:



Построим теперь график изменения работы приведенного момента движущий сил. Т. к. в начале и конце цикла установившегося движения, угловая скорость звена приведения одинакова, то приращение кинетической энергии в этих точках равна нулю, что означает равенство по модулю работ и . График должен пройти через начало и конец графика , построенного за один цикл. Введем допущение, что вращающий момент электродвигателя и, соответственно, приведенный момент движущих сил есть величины постоянные. Тогда график представляет собой линейную зависимость. Учитывая это, получим график , соединив начало и конец графика отрезком прямой. Значение получим, выполнив графическое дифференцирование графика .

.

1.8. Определение момента инерции маховика и закона движения звена приведения по Н.И. Мерцалову


Для синтеза маховика по методу Мерцалова вычисляется кинетическая энергия звеньев.

Выбираем масштабные коэффициенты:



,

.

Находим их отношение: . Умножив значения Jпр. на полученное число и разделив на , получим значения для .

Результаты расчета для каждого положения механизма заносим в таблицу.


Зависимость имеет такой же вид, так как .

Далее строится зависимость , путем сложения с учетом знаков графиков . Затем из графика вычитается график Полученная кривая  - есть зависимость приращения кинетической энергии звеньев механизма, связанных с кривошипом постоянным передаточным соотношением.

На построенной кривой находим максимум и минимум. Разность между ними позволяет вычислить наибольший размах изменения кинетической энергии: .

Приведенный момент инерции звеньев связанных с кривошипом постоянным передаточным отношением находим по формуле:


Закон изменения угловой скорости звена приведения при установившемся движении машинного агрегата совпадает с законом изменения . Масштабное значение коэффициента угловой скорости рассчитывается по формуле:


.
Начало координатных осей графика определяется ординатой:

.
1.9. Выбор электродвигателя


Выбираем электродвигатель 4А80A6У3




1.10. Конструирование маховика




- момент инерции ротора.

Момент инерции маховика

Принимаем ,

где и - соответственно отношение ширины и высоты обода к его среднему диаметру;



- плотность материала маховика.

Масса обода

Масса маховика

1.11. Построение плана ускорений


Ускорение точки B10 кривошипа AB:



;

,

||=|| = 7,61

Ускорение точки b3 определяем, рассматривая ее движение относительно точки С:

,



Найдём = . Зная направления и , находим ускорение точки Е пересечением горизонтали, проведённой через полюс, и прямой, перпендикулярной DE, проведённой через конец вектора .

Тогда:


Для нахождения ускорений центров тяжести звеньев, используем метод пропорционального деления векторов соответствующих относительных скоростей на плане возможных скоростей.


2. Синтез передач



2.1 Расчет параметров и синтез цилиндрической передачи
Исходные данные:

число зубьев шестерни: Z1 = 13,

число зубьев колеса: Z2 = 19,

модуль: m = 4 мм,

коэффициент смещения режущего инструмента на шестерне: X1 = 0,2353,

коэффициент смещения режущего инструмента на колесе: X2 = 0,33.




  • Параметры рейки:




  • Передаточное число:

u = Z2/Z1 = 1,46154

  • Шаг по делительной окружности:



  • Угол зацепления:



  • Делительное межосевое расстояние:

мм.

  • Межосевое расстояние:




  • Коэффициент воспринимаемого смещения:



  • Коэффициент уравнительного смещения:

y = (X1 + X2) – y = 0,05563.

  • Основной шаг по линии зацепления:



  • Шаг по начальной окружности:



  • Делительные диаметры:



  • Основные диаметры:



  • Диаметры начальных окружностей:



  • Диаметры впадин:



  • Диаметры вершин зубьев:




  • Толщины зубьев по делительной окружности:



  • Высота головки зуба:


2.2 Определение качественных показателей зацепления


  • Толщина зубьев по основной окружности:



  • Толщина зубьев по окружности вершин:



При этом должно выполняться условие:



=1.5..2 мм

Условие выполняется.



  • Коэффициент торцового перекрытия:


Условие выполняется.
2.3. Синтез планетарного редуктора
Общее передаточное отношение привода:

Передаточное отношение планетарного редуктора:



Принимаем , допускаемое отклонение передаточного числа: ± 5%.

Выбираем схему редуктора – редуктор Джемса (схема А), для которого наилучшим является:

Составим генеральное уравнение:



где k = 3 - число сателлитов,

С – любое целое число.

Принимаем: Z1 = 20, Z2 = 43, Z3 = 106

Проверяем условие соседства:

Условие выполняется.

Уточнение действительного передаточного отношения редуктора:

Отклонение от теоретического значения:




Условие соблюдается.

Приложение

Длины векторов скорости:




pb1, pb2

pb3

pd

pe, ps5

ps3

ps4

de

0,05

0,04642

0,04642

0

0,03481

0,01856

0,04642

0,05

0,05273

0,06478

0,04378

0,04857

0,05022

0,05634

0,05

0,05017

0,07339

0,07718

0,05504

0,07444

0,01744

0,05

0,05109

0,07048

0,0476

0,05313

0,0593

0,0409

0,05

0,05346

0,06025

0,01229

0,04518

0,03792

0,05777

0,05

0,05363

0,04901

0,00744

0,03675

0,03022

0,04789

0,05

0,05224

0,04097

0,0187

0,03059

0,02973

0,03257

0,05

0,05078

0,03593

0,02684

0,02694

0,0313

0,01772

0,05

0,05003

0,03393

0,03251

0,02545

0,03332

0,00375

0,05

0,0499

0,03427

0,03613

0,0257

0,03469

0,00994

0,05

0,05138

0,03774

0,03597

0,0283

0,03505

0,02432

0,05

0,05295

0,04408

0,03235

0,03305

0,03438

0,04093

Значения углов центров тяжести звеньев, их косинусов, разностей работы и кинетических энергий:




α3

α4

cos α3

cos α4

*Aдв-Aсс

ТII

TI

45

0

0,707

1

0

10,82516

-10,8252

13,48

48,33

0,973

0,665

25,2

34,25579

-9,05579

32,1

82,22

0,847

0,135

50,76

68,54574

-17,7857

72,45

113,26

0,302

-0,395

74,18

40,90973

33,27027

107,11

155,27

-0,294

-0,908

95,2

19,10434

76,09566

184,1

161,29

-0,0997

-0,947

111,76

12,32679

99,43321

173,4

130,1

-0,993

-0,644

114,84

10,73651

104,1035

163,7

108,57

-0,959

-0,318

105,66

11,47841

94,18159

174,1

93,38

-0,995

-0,059

85,78

13,14935

72,63065

119,3

80,37

-0,489

0,167

60,16

14,98942

45,17058

96,33

66,19

-0,11

0,404

33,06

16,13576

16,92424

72,27

46,57

0,305

0,687

8,86

16,95462

-8,09462





Не бывает перемены приемов мусического искусства без изменений в самых важных государственных установлениях. Платон
ещё >>