Синтез механизмов

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вятский государственный технический университет

Факультет автоматизации машиностроения

Кафедра основ конструирования машин

СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ

Пояснительная записка

Курсовая работа

ТПЖА. 301000. 065 ПЗ

Разработал студент гр. ТМ-21_____________________________/Харин А.М./

Консультант _____________________________/Подлевских Л.Д./

Работа защищена с оценкой "___________________" "___"___________ 2000 г.

2000 г.

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вятский государственный технический университет

Факультет автоматизации машиностроения

Кафедра основ конструирования машин

СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ

Пояснительная записка

Курсовая работа

ТПЖА. 301000. 065 ПЗ

Разработал студент гр. ТМ-21_____________________________/Харин А.М./

Консультант _____________________________/Подлевских Л.Д./

Работа защищена с оценкой "___________________" "___"___________ 2000 г.

2000 г.

Введение:

Развитие современной науки и техники неразрывно связано с созданием новых машин, повышающих производительность и облегчающих труд человека, а также обеспечивающих средства исследования законов природы.

Курсовая работа является первой самостоятельной работой, направленной на конкретном решение задач в области конструирования машин. Она позволяет закрепить основные положения теории машин и общие методы кинематического и динамического анализа и синтеза механизмов.

Исходные данные

4

O3

O1

O1oooooooo O1

Дано:



Раздел 1: Синтез рычажного механизма.

Определение недостающих размеров.

Наибольший размах коромысла , т.о. угол max

Угол , находиться через придаточное отношение, т.о.

max=max/i34=140*45/7=900

Определим длину l1, которая находиться из прямоугольного треугольника и будет равна l1=sin140*lO1O2=sin140*425=103 мм

1.2 Определяем угловые скорости и линейные скорости с помощью метода замкнутого контура, для этого строим векторный контур:

0X:

0Y:

Значения угловых и линейных скоростей 12 положений механизма сведены в таблицу 1.

Определение приведенного момента инерции.

Пусть ведущее звено обладает Jп (момент инерции) относительно оси его вращения, который заменяет все моменты инерции звеньев и называется приведенным моментом инерции. Под которым понимают условный момент инерции, которым должно обладать звено приведения относительно оси его вращения, чтобы кинетическая энергия этого звена в каждом рассматриваемом положении механизма была равна сумме кинетических энергий всех его звеньев. Из этого равенства определяем приведенный момент инерции ведущего звена:

здесь:

Определение момента сил сопротивления.

В общем случае формула момента сил сопротивления имеет вид:

где: n - количество подвижных звеньев

Si - любая точка i-го звена, к которой приложена сила сопротивления Fi

Vs - скорость точки Si

угловая скорость ведущего звена

(Fi;Vs) - угол между векторами Fi, Vs

Т.О. в нашем случае уравнение примет вид: причём сила F - это производственная сила и она будет действовать при рабочем ходе квантователя (при движение вверх).

- движение вверх

- движение вниз

- движение

вверх

- движение

вниз

Построение графика работ сил полезного сопротивления и работы движущих сил.

Построение графика АП.С=АП.С() численно проинтегрировав МП по формуле:

В связи равенства Ад=АП.С в конце и считая Мд=const, т.о. определяем момент движущих сил по формуле:

Построение графика кинетических энергий.

Кинетическая энергия механизма будет находиться из разности.

Строим функции Т1 и Т2:

Из графиков кинетических энергий определяем углы max и min, по углам max и min из графика приведённого момента инерции определяем JП и JП.

Определение момента инерции маховика.

Момент инерции маховика будет определяться по формуле:

где:

Tmax=34Дж Tmin= -7,375Дж max=600 min=3000 JП=0,11кгм2 JП=0,01кгм2

Раздел 2: Киностатический анализ рычажного механизма.

2.1 Для одного положения механизма при рабочем ходе построить план скоростей и ускорений. Определить ускорения центров масс звеньев и их угловые ускорения.

2.1.1 Определение скоростей (построение плана скоростей).

Необходимые данные: А3О2=339,73 мм; О1А2=103 мм; О1О2=425 мм; О2S3=280 мм; О3F=100 мм; СО3=13,16 мм; О2В=84,57 мм; СВ=35,57 мм; рад/с; .



2.1.2 Построение плана ускорений.

С помощью плана ускорений и масштабного коэффициента находим ускорения .

Определение ускорения точки С:

Определяем ускорение центра масс:

2.2 Определяем инерционную нагрузку звеньев.

2.3 Для выбранного положения механизма вычерчивываем в масштабе структурные группы с изображением с изображением приложенных к звеньям сил.

W=3*n-2*p5-p4=12-2*5-1=1 n=4; p5=5; p4=1

Заменяем пару 4-го класса на две 5-го класса:

W=3*n-2*p5=3*5-2*7=1 n=5; p5=7

Группа II (5;4)

W=3*n-2*p5=3*2-2*3=0

Группа II (2;3)

W=3*n-2*p5=3*2-2*3=0

Группа I (0;1)

W=3*n-2*p5=3-2=1

I (5;4)- II (2;3)- III (0;1)

2.4 Определить реакции во всех парах механизма.

2.4.1 Рассмотрим систему состоящую из 4 и 5 звена. К ним приложены силы:

Для определения R54 составим уравнение моментов относительно точки О3:

Неизвестные реакции находим с помощью плана сил (лист 2).

2.4.2 Рассмотрим группу состоящую из звена 2 и 3. К ним приложены силы:

Для определения R21 составим уравнение моментов относительно точки О2:

Неизвестные реакции находим с помощью плана сил (лист 2).

2.4.3 Рассмотрим группу состоящую из звена 0 и 1. К ним приложены силы:

Для определения Fу составим уравнение моментов относительно точки О1:

Неизвестные реакции находим с помощью плана сил (лист 2).

2.5 Построить рычаг Жуковского.

Используя, правило Жуковского и записав моменты относительно полюса, получим:

Раздел 3:Эвольвентное зацепление

Z1 =16, Z2 =25- числа зубьев колёс

m = 5 мм- модуль зацепления

h*a = 1- коэффициент высоты головки зуба

h*l = 2- коэффициент граничной высоты зуба

с* = 0,25- коэффициент радиального зазора

200- угол профиля исходного контура

x1= 0,45- коэффициент смещения шестерни

x2= 0,4- коэффициент смещения колеса

Наименование параметра	Обозначение	Расчётная формула
Коэффициент суммы смещений	X 	X X1+X2
Угол зацепления	 w =250	>
Межосевое расстояние	a w =106,28 мм

Расчёт зубчатых колёс

Наименование параметра	Обозначение	Расчётная формула
Делительный диаметр Шестерни Колеса	d1= 80 мм d2= 125 мм
Передаточное число	i= 1,5625
Начальный диаметр Шестерни Колеса	dW1= 83 мм dW2= 130 мм
Коэффициент воспринимаего смещения	y= 0,755	a= 102,5
Коэффициент уравнительного смещения	y= 0,095
Диаметр вершин зубьев Шестерни Колеса	dA1= 93,6 мм dA2= 138 мм
Диаметр впадин Шестерни Колеса	df1= 72 мм df2= 116,5 мм
Диаметр основной окружности Шестерни Колеса	dB1= 75,2 мм dB2= 117,46 мм
Шаг	p= 15,7
Толщина зуба по делит.окружности Шестерни Колеса	S1= 9,49 мм S2= 9,31 мм

Проверка качества зацепления

Подрезание отсутствует, если коэффициент смещения Х больше велечины Xmin определяется по формуле:

т.е. должны выполняться условия:

Проверка отсутствия интерференции.

Интерференция зубьев состоит в том , что при рассмотрении теоретической картины зацепления часть пространства оказывается занятой двумя взаимодействующими зубьями.

Интерференция отсутствует если:

pp- радиус кривизны активного профиля зуба в нижней точке

pl- радиус кривизны профиля зуба в граничной точке

где и - определяются так:

Проверка коэффициента перекрытия

Коэффициент торцевого перекрытия называют отношение угла торцевого перекрытия , зубчатого колеса и его угловому числу :

Вычисление коэффициента перекрытия осуществляется по формуле:

Величена коэффициента перекрытия  должна быть больше 1,2

Проверка заострения зубьев

Толщина зубьев S на окружности вершин должна удовлетворять условию: . При однородной структуре материала зубьев , а при поверхностном технологическом упрочнение . Толщина зубьев по окружности вершин определяется по формуле:

Заключение:

В результате выполнения данной курсовой работы мы закрепим и обобщим знания и навыки, полученные при изучении дисциплины, научились применять на практике теорию курса (кинематику, динамику, синтез эвольвентного зацепления), методы для исследования различных кинематических схем, механизмов и машин различных типов.

Литература:

Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин.-М.; Наука, 1988.

Зиновьев В.А. Курс теории механизмов и машин.-М.; Наука, 1972.

Теория механизмов и машин: Учебник для втузов / Под ред. К.В.Фролова.-М.; Высшая школа, 1987.