Проектирование механизмов штамповочной машины

Курсовик ТММ - копия.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Юго-Западный государственный университет» Кафедра теоретической механики и мехатроники
по дисциплине «Теория механизмов и машин»
на тему: «Проектирование механизмов штамповочной машины»
Специальность Технология машиностроения
Председатель комиссии
Проектирование рычажного механизма
2.Кинематический анализ
2.1.Определение скоростей
2.2.Определение ускорений
3.Силовой анализ механизма
3.1.Подготовка к силовому анализу
3.2.Силовой анализ 1 структурной группы;
3.3.Силовой анализ 2 структурной группы;
3.4.Силовой анализ начального механизма;
Проектирование планетарного механизма
1.Синтез планетарного механизма
2.Определение передаточного отношения графоаналитическим
Проектирование кулачкового механизма
1.Определение минимального радиуса и эксцентриситета кулачка
2.Построение профиля кулачка методом обращенного движения
Создание современной машины требует от конструктора всестороннего анализа ее проекта. Конструкция должна удовлетворять многочисленным требованиям которые находятся в противоречии. Из допустимого множества решений конструктор выбирает компромиссное решение с определенным набором параметров. Из числовых показателей эффективности решения называемых критериями качества по которым следует оценивать конструкцию обычно выделяют главные критерии. В настоящее время расчеты выполняют на ЭВМ что позволяет оценить конструкцию по многим критериям качества и найти максимум показателя эффективности.
Единой системой конструкторской документации (ЕСКД) установлено пять стадий разработки документации на изделия всех отраслей промышленности: техническое задание техническое предложение эскизный проект технический проект и разработка рабочей документации. Многовариантный характер инженерных решений в процессе конструирования машины требует достаточной детальной разработки методов расчета и реализации оптимальных решений.
В конструкторской подготовке инженеров особое место отводится вопросам технологичности проектируемых машин. Конструктивные решения должны подчиняться требованиям рациональных технологических процессов изготовления и сборки обеспечения минимума производственных затрат при заданных параметрах. Основная цель курсового проектирования - привить навыки использования общих методов проектирования и исследования механизмов для создания конкретных машин и приборов разнообразного назначения. Студент должен научиться выполнять расчеты с использованием ЭВМ применяя как аналитические так и графические методы решения инженерных задач на разных этапах подготовки конструкторской документации.
Строим планы положений механизма. За исполнительное звено принимаем звено 5 ход которого по условию равен 190мм а по построению получается равным 275мм. Для всех положений механизма принимаем масштаб плана скоростей:
Определяем длины звеньев:
LO1A=O1A×Ml=4430×=0.306м
2 Кинематический анализ
2.1 Определение скоростей
Угловую скорость звена 1 вычисляем по формуле:
Выбираем произвольно полюс скоростей PV и откладываем отрезок PVa изображающий скорость точки А.
Далее рассчитываем скорости точек всех звеньев и составляем уравнения скоростей:
Скорость точки А2 подчеркиваем сплошной чертой так как она известна и по направлению и по величине а скорости точеки А2А3 только по направлению. Выбираем масштаб плана скоростей:
Vc3=Vc4=PvC3*Mv=32.45*0.0228=0.74
Vc5=Pvc5*Mv=12.11*0.0228=0.28
Va2a3=a2a3*Mv=84.36*0.0228=1.92
Ve=Pve*Mv=16.22*0.0228=0.37
Vc4c5=c3c5*Mv=34.14*0.0228=0.78
w3=Va3lo2a=1.10.447=2.46(1c)
2.2 Определение ускорений
Определение ускорений точек и угловых ускорений звеньев методом плана ускорений. Строим план ускорений для расчетного первого положения механизма.
Выбираем произвольно полюс ускорений PVa.
Рассчитываем масштаб плана ускорений:
Запишем уравнение для расчета ускорения точки ak:
Ak=2Va2a3*w3=2*1.92*2.46=9.45
a1k = akMa = 59.01мм
Pan = aA3 Ma = 22.617мм
=Pna3*Ma=26.97*0.1196=3.23
ak=2vc3c5*w5=2*0.78*1.34=2.0904
Ac5 = w5^2 * lO3C=0.478
Paf = ac5 Ma = 14 мм
Ac5 = Pac5 * Ma = 5.6
Ae = Pae * Ma = 1.37
As3 = Pas3 * Ma = 1.612
3 Силовой анализ механизма
3.1 Подготовка к силовому анализу
Определяем массу всех звеньев:
Определяем силу тяжести всех звеньев механизма:
Рассчитываем силы инерции:
Рабочую нагрузку определяем из графика:
3.2 Силовой анализ 1-й структурной группы
Выделяем 1-ю структурную группу состоящую из звеньев 5 и 4. Показываем все действующие не нее силы: силу полезной нагрузки Pn силы тяжести силу инерции силу реакции. Неизвестную реакцию раскладываем на нормальную и тангенциальную составляющие.
Составим уравнение равновесия:
Неизвестные реакции R65 и R34 найдем из плана сил.
Для этого сначала найдем R65 рассмотрев равновесие звена 4 относительно точки D:
Остальные реакции найдем из плана сил
Рассчитаем масштаб плана сил для первой структурной группы:
3.3 Силовой анализ второй структурной группы
Составим уравнение равновесия:
В уравнении три неизвестные реакции поэтому система статически неопределима. Составим уравнения равновесия:
3.4 Силовой анализ начального механизма
Строим уравнение равновесия:
Уравновешивающую силу находим из уравнения моментов относительно точки которое имеет вид:
Строим план сил в масштабе
Проектирование планетарной передачи
1 Определение передаточного отношения аналитическим способом
Вычисляем величину по формуле:
Для расчета выбираем редуктор Давида. При неподвижном солнечном колесе 1 с числом зубьев и ведущем водиле H передаточное отношение определится по формуле:
Определим передаточное отношение при найденных числах зубьев:
Определим отклонение от заданного передаточного отношения:
Данное значение погрешности не превышает 3% что является допустимым.
2 Определение передаточного отношения планетарной передачи графо- аналитическим методом
В основу метода графического определения передаточного отношения планетарной передачи положен треугольный закон распределения окружных скоростей точек вращающегося звена. Если известна скорость какой-либо точки звена вращающегося относительно неподвижного шарнира с угловой скоростью то скорости остальных точек звена определяются прямой соединяющей точку неподвижного шарнира и конец вектора скорости данной точки. Условие сборки состоит в том чтобы зубья всех сателлитов одновременно вошли при сборке во впадины и солнечного колеса и корончатого колеса.
Определяются делительные диаметры колес передачи d=mz из расчета что все колеса имеют одинаковый модуль (m=4) и нарезаны без смещения:
Выбираем значение масштаба:
Проводим вспомогательную вертикаль на которую будем проектировать точки центров колеса и сателлитов а также точки контакта. Задаем произвольной величиной скорости точки являющейся осью вращения сателлита и одновременно принадлежащей водилу Н. Проводим линию распределения скоростей для точек водила которая пройдет через точку и конец вектора VH. Тогда линия распределения скоростей сателлита 3 и 2 пройдут через конец вектора VH и точку Р'3 в результате чего получим след Р'2. Теперь проведя из точки через точку Р'2 прямую получим эпюру распределения скоростей .
Построенные линии и распределения скоростей для солнечного колеса и водила соответственно определяют величины углов и для ведущего и ведомого звеньев. Тогда величина передаточного соотношения может быть определена отношениями:
Определим величину погрешности:
1. Определение минимального начального радиуса и эксцентриситета кулачка
Строим по данным из распечатки графики зависимости перемещения толкателя аналога скоростей и аналога ускорений от угла поворота кулачка.
Масштабы построений:
Для определения величины минимального радиуса кулачка строим вспомогательную диаграмму путем сложения диаграмм перемещения и аналога скоростей исключая общий переменный параметр для этих диаграмм - угол поворота кулачка. С целью обеспечения одного и того же масштаба вспомогательную прямую проводим под углом 45° к оси абсцисс. К вспомогательной диаграмме проводим под углом [а]=30° (максимальный угол давления) касательные точка их пересечения и будет центром вращения кулачка.
Определяем величины:
-минимального радиуса кулачка
Сравниваем полученные значения со значениями из таблицы и находим погрешности:
Полученные погрешности составляют меньше 5% что допустимо.
2. Построение профиля кулачка методом обращенного движения
Построение профиля кулачка ведем методом обращенного движения. Выбираем масштаб построения и проводим окружность минимального радиуса . Окружность минимального радиуса разбиваем на дуги пропорциональные фазовым углам φ0 φ1 φ2 φ21 а углы делим на части в соответствии с делением по оси абсцисс диаграммы перемещения толкателя. На лучах откладываем начиная от окружности минимального радиуса отрезки соответствующие перемещениям толкателя. Соединяем полученные точки плавной кривой и получаем центровой профиль кулачка.
Определяем радиус ролика толкателя .
Проводим серию окружностей радиуса
по этому профилю. Рабочий профиль кулачка получаем как огибающую этого семейства окружностей.
Для каждого положения находим величину угла давления. Строим график зависимости угла давления от угла поворота.
Масштаб построения:
При проектировании рычажного механизма мы научились определять длину звеньев а также скорости и ускорения характерных точек и звеньев механизма; рассмотрели силовой анализ и определили реакции в кинематических парах уравновешивающую силу и уравновешивающий момент на главном валу соковыжималки.
При проектировании планетарного механизма 2 способами определили передаточное отношение: аналитическим и графическим.
При проектировании кулачкового механизма по заданным табличным данным построили кинематические диаграммы толкателя нашли эксцентриситет определили минимальный радиус кулачка положение его центра вращения относительно оси толкателя построили теоретический и практический профили кулачка.
Теория механизмов и машин. Под ред. В.А.Гавриленко.- М.: Высш. шк.
Юдин В.А. Барсов Г.А. Чупин Ю.Н. Сборник задач по теории
механизмов и машин. М.: Высш. шк. 1982.
Проектирование планетарных зубчатых механизмов: Методические
рекомендации к курсовому проектированию по теории механизмов и машин Курск
гос. техн. ун-т; Сост. Б.В.Лушников. Курск 2001. 22 с.
Проектирование кулачкового механизма с прямолинейно движущимся
роликовым толкателем с применением ЭВМ: Методические рекомендации к
курсовому проектированию по теории механизмов и машин Курск гос. техн. ун-т;
Сост. Б.В.Лушников. Курск 1997. 29 с.

Лист 1 - Проектирование рычажного механизма.cdw

План ускорений для расчетного положения механизма
План сил для первой структурной группы
Курсовой проект по ТММ
Анализ первой структурной группы
Анализ второй структурной группы
Анализ третьей структурной группы
План скоростей для расчетного положения механизма
План сил для третьей структурной группы

Лист 3 (Кулачковый).cdw

кулачкового механизма
Курсовой проект по ТММ
Определение минимального радиуса и эксцентриситета кулачка

Лист2 (Планетарная).cdw

Синтез и анализ планитарного механизма
Курсовой проект по ТММ