• RU
  • icon На проверке: 16
Меню

Проектирование рычажного механизма вытяжного пресса и кулачкового механизма

  • Добавлен: 24.01.2023
  • Размер: 296 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Проектирование рычажного механизма вытяжного пресса и кулачкового механизма

Состав проекта

icon
icon
icon ТММ №6 курсач.docx
icon Анализ механизма пресса вытяжного(14).cdw
icon Синтез кулачка(14).cdw

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon ТММ №6 курсач.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Уфимский государственный авиационный технический университет»
ФИЛИАЛ В ГОРОДЕ СТЕРЛИТАМАКЕ
КАФЕДРА ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫХ И
ОБЩЕПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИН
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
ВЫТЯЖНОГО ПРЕССА И КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине
ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
(обозначение документа)
Министерство образования и науки Российской Федерации
«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра естественно-научных
и общепрофессиональных дисциплин
на курсовую работу по дисциплине
«Теория механизмов и машин»
наименование дисциплины
СтудентГруппа КТОС-203-д
фамилия имя отчество№ акад. гр.
Тема курсовой работы
Проектирование рычажного механизма вытяжного пресса и кулачкового механизма
Основное содержание: Структурный кинематический и силовой анализ рычажного механизма и проектирование кулачкового механизма
Требования к оформлению:
1. Пояснительная записка должна быть оформлена в редакторе MSWord
в соответствии с требованиями ГОСТ2.105-95 ЕСКД ГОСТ19.701-90 ЕСПД ГОСТ Р 7.0.5-2008 СТО УГАТУ 016-2007
2. Графическая часть должна содержать:
Лист 1Кинематический и силовой анализ рычажного механизма методом планов (схема механизма в заданном положении план скоростей план ускорений схемы групп Ассура и планы сил к каждой группе Ассура рычаг Жуковского)
Лист 2 Проектирование кулачкового механизма (
Расширенное описание задания
на курсовую работу по дисциплине «Теория механизмов и машин»
Студент Никитин О.И.
Консультант Кирюхин А.Ю.
Тема: Проектирование рычажного механизма вытяжного пресса и кулачкового механизма
Основное содержание: Кинематический и силовой анализ рычажного механизма и проектирование кулачкового механизма
– для рычажного механизма вытяжного пресса
– для кулачкового механизма
Начальные условия к задаче по анализу плоского рычажного механизма.5
Структурный анализ рычажного механизма6
Кинематический анализ плоского рычажного механизма7
1 Построение плана скоростей7
2 Построение плана ускорений9
Силовой анализ механизма10
1 Силовой расчёт группы 4-511
2 Силовой расчёт 2-312
3 Силовой расчёт начального механизма13
4 Построение рычага Жуковского13
Начальные условия для задачи по синтезу кулачкового механизма.14
Расчётные зависимости для построения кинематических диаграмм.14
Определение основных размеров кулачкового механизма15
Построение профиля кулачка методом обращённого движения16
Начальные условия к задаче по анализу плоского рычажного механизма.
Рисунок 1 – Плоский рычажный механизм
- кривошип 2-шатун 3-кромысло 4-шатун 5-пользун 0-стойка.
Механизм вытяжного пресса имеет следующие параметры:
AB=010 (м); BC=045 (м); CD=030 (м); DE=044 (м); EF=011 (м);
m2 =13 (кг); m3 =14 (кг); m4=45 (кг); m5=42 (кг);
IS2=026 (кг·м2); IS3=028 (кг·м2); IS4=010 (кг·м2);
Необходимо провести структурный кинематический и силовой анализы данного механизма провести расчёт начального механизма.
Структурный анализ рычажного механизма
Степень подвижности механизма определим по формуле Чебышева:
где n - число подвижных звеньев механизма;
p5 - число кинематических пар 5 класса;
p4 - число кинематических пар 4 класса; получим
За начальное звено принимаем кривошип АВ так как для него задан закон движения.
Разбиваем механизм на структурные группы Ассура начиная со звена наиболее удаленного от ведущего по кинематической цепи. В нашем случае этим звеном является ползун 5. Отсоединяем структурную группу состоящую из 5 ползуна и 4 шатуна. Получаем структурную группу II класса 2 порядка 2 вида.
Рисунок 2 – Структурная группа 4-5
После того как отсоединили эту структурную группу у нас останется промежуточный механизм:
Рисунок 3 – Структурная группа 2-3
Его степень подвижности равна:
Значит мы правильно отсоединили структурную группу.
Теперь наиболее удаленным звеном от ведущего является коромысло 3. Отсоединяем коромысло 3 и шатун 2 и получаем структурную группу II класса 2 порядка 1 вида;
Остался начальный механизм I класса состоящая из стойки и ведущего звена которым является кривошип 1.
Рисунок 4 – Начальный механизм
Формула строения механизма в этом случае:
Таким образом данный механизм является механизмом второго класса.
Кинематический анализ плоского рычажного механизма
1 Построение плана скоростей
Кинематический анализ механизма выполняем для заданного положения механизма в порядке присоединения структурных групп.
Начальный механизм (01)
Вектор направлен из полюса плана скоростей p перпендикулярно кривошипу АВ в сторону его вращения. Длина вектора на плане принимаем: pb = 170 мм тогда:
Вектор направлен перпендикулярно ВC. Вектор направлен перпендикулярно СD.
В результате построения находим точку С - конец вектора .
Угловая скорость звена механизма определяется по параметрам относительной скорости любых двух точек принадлежащих этому звену.
Используя свойство пропорциональности определим скорость точки Е:
Вектор направлен перпендикулярно DЕ.
Вектор направлен перпендикулярно EF.
Угловая скорость звеньев:
2 Построение плана ускорений
Вектор направлен вдоль звена АВ от точки В к точке А.
Вектор тангенциального ускорения направлен параллельно вектору скорости с одноименным нижним индексам; его длина определяется построением. Вектор нормального ускорения направлен параллельно звену BC от точки C к точке B и имеет начало в точке b плана ускорений; его величина:
Угловое ускорение звена механизма определяется по параметрам тангенциальной составляющей относительного ускорения двух любых точек принадлежащих этому звену.
Вектор нормального ускорения направлен параллельно звену EF от точки F к точке B; его величина:
Угловое ускорение звеньев:
Силовой анализ механизма
Согласно принципу Даламбера инерционные силы и моменты дополняют систему сил действующих на звенья механизма до равновесной. Инерционные силы считаем приложенными в центрах масс звеньев и направленными противоположно их ускорениям. Инерционные моменты направляем противоположно угловым ускорениям соответствующих звеньев.
Величины инерционных нагрузок:
Сила тяжести определяется по известной формуле
Таким образом силы тяжести инерционные нагрузки сила производственного сопротивления и уравновешивающий момент образуют равновесную систему внешних сил которая является статически определимой. Реакции в кинематических парах вызываемые этими внешними нагрузками являются для данной системы внутренними нагрузками и определяются из силового расчета структурных групп.
Порядок силового расчета определяется формулой строения механизма. При этом за начальное принимают то звено к которому приложена неизвестная внешняя нагрузка. В данном случае известная нагрузка Рп.с. приложена к выходному звену механизма. Анализ групп проводим в порядке обратном их присоединению в формуле строения.
1 Силовой расчёт группы 4-5
Уравнение моментов сил действующих на группу относительно точки F:
где h – плечо силы находится по чертежу с учётом масштабного коэффициента.
Уравнение плана сил для группы 4-5:
Построением плана сил по уравнению определяются значения реакций и :
Уравнение плана сил действующих на звено 4:
Вектор величина и направление которого определяются построением плана сил по уравнению соединяет на плане конец вектора с началом вектора . В результате построения получаем
2 Силовой расчёт 2-3
Уравнение моментов сил действующих на звено 2 относительно точки С:
Уравнение моментов сил действующих на звено 3 относительно точки С:
Уравнение плана сил для группы 2-3:
Построением плана сил по уравнению определяются величины реакций и :
Уравнение плана сил для звена 2:
Построением плана сил по уравнению определяются направление и величина реакции :
3 Силовой расчёт начального механизма
Уравновешивающий момент сил действующий на звено 1 относительно точки А:
4 Построение рычага Жуковского
В основу метода Н. Е. Жуковского положен принцип возможных перемещений: для равновесной системы сил сумма мгновенных мощностей всех сил и моментов системы равна нулю. Реакции в кинематических парах в этом уравнении не участвуют т.к. без учета потерь на трение их суммарная мощность тождественно равна нулю. Все остальные силы приложим в соответствующих точках плана скоростей.
Теперь отложим расстояния равные полученным соотношениям от линий действий сил инерции и поместим на этом расстоянии противоположно направленные силы равные соответствующим силам инерции. Таким образом мы получили пары сил уравновешивающие соответствующие моменты инерции.
Составим уравнение моментов сил относительно точки р::
Отсюда найдём уравновешивающую силу:
Сравним значений уравновешивающего момента полученных различными методами
Значение уравновешивающего момента полученное методом планов сил .
Значение уравновешивающего момента полученное методом рычага Жуковского .
Сравним эти значения:
Начальные условия для задачи по синтезу кулачкового механизма.
Дано: l= 170 мм Max= 15 φУ= 60 φВВ= 80 φ0= 60 φНВ = 160 []= 30.
Требуется спроектировать кулачковый механизм наименьших размеров с поступательно движущимся роликовым толкателем.
Расчётные зависимости для построения кинематических диаграмм.
Для построения диаграммы аналога скоростей и ускорения:
Для построения кинематических диаграмм движения толкателя:
Определение основных размеров кулачкового механизма
Для определения наименьшего допустимого значения R0 необходимо вычертить диаграмму зависимости перемещения толкателя от его аналога скорости.
Рисунок 5 – Определение основных размеров кулачка
В результате данного построение определили размер радиуса кулачка.
Построение профиля кулачка методом обращённого движения
Проведем окружность радиусом Rm направление деления и нумерация положений противоположны заданному направлению вращения кулачка. Через полученные деления проведем радиальные прямые. Каждая из прямых показывает текущее положение толкателя в обращенном движении. На прямых от точек деления лежащих на окружности Rmin отложим отрезки равные ординатам диаграммы S для соответствующих положений. Через концы отрезков проводим линии под углом 90° к прямым и огибающая этих линий является профилем кулачка.
В кулачковых механизмах с роликовым толкателем (коромыслом) от радиуса ролика зависят размер действительного профиля кулачка контактные напряжения и следовательно прочность и долговечность конструкции.
Минимальный радиус кривизны профиля кулачка ρmin приближенно определяется как радиус вписанной окружности участка кулачка где кривизна его кажется наибольшей. На этом участке произвольно выбираются 3 точки и соединяют их. К серединам полученных хорд восстановим перпендикуляры точку пересечения которых примем за центр вписанной окружности.
При больших значениях ρmin радиус ролика уменьшают до конструктивно удобных размеров:
Следует выбирать радиус ролика удовлетворяющим требованиям:
Принимаем по ГОСТ 6633-69 радиус ролика равный 30 мм.
Далее вычерчиваем действительный профиль кулачка.
Акулич В. К. Курс проектирование теории механизмов и машин: Учеб. пособие для инж.-техн. спец. вузов.; Под ред. Г. Н. Девойно.—М.: Высш. шк. 1986. — 285 с: ил.
Силовой расчет механизмов: Учебное пособие. Под ред. Н.В. Фролова. Изд-во МВТУ 1991.
Стандарт организации система менеджмента качества. Графические и текстовые конструкторские документы общие требования к построению оформлению УГАТУ. - Уфа 2007. - 94с.

icon Анализ механизма пресса вытяжного(14).cdw

Анализ механизма пресса вытяжного(14).cdw
Кинематическая схема механизма вытяжного пресса
Расчётная схема группы 4-5
Расчётная схема начального механизма
Расчётная схема группы 2-3

icon Синтез кулачка(14).cdw

Синтез кулачка(14).cdw
Определение основных размеров кулачка
Построение профиля кулачка методом обращённого движения
Диаграмма аналога ускорений
Диаграмма аналога скоростей
Диаграмма перемещений толкателя
up Наверх