Проектирование и исследование механизмов пресса для изготовления огнеупорного кирпича Вариант 8-6

КР_по_TMM_Кожемяков А.Д._MOС-193_ПЗ.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В. Г. ШУХОВА
Кафедра: "Технологические комплексы машины и механизмы
РАСЧЕТНО – ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине: "Теория механизмов и машин
Тема: " Проектирование и исследование механизмов пресса для изготовления огнеупорного кирпича
студент группы МОС-193
Кожемяков Александр Дмитриевич
Принял: доцент канд. техн. наук
Шаталов Алексей Вячеславович
СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА6
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА9
1 Графический способ9
2 Графоаналитический способ.10
СИНТЕЗ ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ15
Цель и задачи курсовой работы:
Курсовая работа проводится для закрепления углубления и обобщения знаний полученных студентом при изучении курса теории механизмов и машин (ТММ). В процессе выполнения проекта студент приобретает навыки работы со справочной литературой государственными стандартами и знакомится с правилами оформления конструкторской документации. В курсовой проект по ТММ включены преимущественно задачи по анализу и синтезу комплекса наиболее распространенных механизмов (шарнирно-рычажных кулачковых зубчатых).
Описание работы механизма:
Коленно – рычажный пресс предназначен для производства огнеупорного кирпича путем воздействия на порошкообразную керамическую массу сил давления. Кинематические схемы механизмов пресса показаны на рис. 8 аб. Механизмы обеспечивают операции прессования загрузки материала и выталкивания кирпича. Механизм прессования представляет собой рычажный механизм ОАBO1С. Входное звено этого механизма кривошип 9 ОА выполнено в виде коленчатого вала 1 (рис. 8а). Вращательное движение кривошипу ОА передается от электродвигателя 6 (рис. 8б) через зубчатые колеса 7 8 9 10 (при этом числа зубьев колес 9' и 10' равны: Z9`=Z9 Z10`=Z10). Кулачковый механизм загрузки состоит из кулачка 12 и толкателя 13. Вращательное движение кулачку 12 передается от колеса 10 (Z11=Z10). Холостой ход толкателя 13 происходит под действием пружины 14. Механизм выталкивания кирпича на рис. 8 не показан. Пресс работает следующим образом. Порошкообразный материал поступает через трубу 15. Толкатель 13 кулачкового механизма нагрузки перемещает порцию материала в зону прессования. Прессование осуществляется при ходе
ползуна 5 вниз. При обратном ходе ползуна происходит выталкивание готового кирпича из формы и удаление его из зоны прессования.
П р и м е ч а н и я:
Координаты центров масс подвижных звеньев механизма прессования: OS1=06ОА AS2=04AB O1S3=ВS4=05O1B.
График закономерности изменения сил производственных сопротивлений Fс при рабочем ходе (вниз) ползуна 5 показан на рис. 8в. Ход ползуна SCmax определяется из плана положений рычажного механизма прессования.
Размер звеньев рычажного механизма м:
Частота вращения электродвигателя мин-1
Число зубьев колес 7 и 8:
Передаточное число зубчатой передачи 9-10
Модуль зубчатых колес 7 и 8 m мм
Масса звеньев рычажного механизма кг:
Момент инерции звеньев кгм 2 :
Максимальное усилие прессования FCmax
Коэффициент неравномерности вращения кривошипа
Ход толкателя кулачкового механизма h мм
Внеосность толкателя e мм
Фазовый угол поворота кулачка град.:
на фазе дальнего стояния д.с
на фазе приближения п
Допускаемый угол давления mах град
Закон изменения аналога ускорения толкателя:
СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
Рис.1 Схема механизма
Структурные группы Ассура:
Рис.2 Структурная группа из звеньев 4-5.
Рис.3 Структурная группа из звеньев 2-3.
Рис.4 Структурная группа из 0 и 1 звена (входное звено).
Структурная формула: (1)(2)
Число степеней подвижности механизма:
n = 5 (число подвижных звеньев механизма);
= 7 (число пар 5 класса кинематические пары OABS и C – вращательные кинематическая пара Е – поступательная)
= 0 (число пар 4 класса)
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
Кинематическое исследование механизма проводится с целью определения кинематических параметров механизма при заданном законе движения входного звена без учёта внешних сил и масс звеньев.
Начертим механизм в масштабе:
Отсчитывая от точки А0 разобьём траекторию движения точки А на 12 частей. В выбранном масштабе начиная от точки А0 построим 12 положений механизма для равностоящих положении кривошипа.
Построим кинематические диаграммы движения выходного звена механизма. Определим масштабы осей аналогов скорости ускорения и перемещения звена 5.
Графически продифференцировав S получим .
Графически продифференцировав получим.
Определение скорости и ускорения т.C в 4-ом положении ползуна.
2 Графоаналитический способ.
Частота оборотов кривошипа ОА.
Определим угловую скорость кривошипа:
Определим масштаб скорости на плане скоростей:
Для всех 12 положений построим планы скоростей
После построения из планов скоростей находим скорости точек т. В и т. С (для 4го положения механизма).
Определим угловые скорости звеньев механизма (для 4го положения механизма).
Определим скорости центров масс механизма (для 4го положения механизма).
Остальные расчеты кинематического анализа представим в виде таблицы 1.
Для положения механизма 4 построим план ускорения.
Определим масштаб на плане ускорений:
Построим план ускорений.
Для нахождения ускорения т.В:
Для нахождения ускорения т.С:
Построив в масштабе вектора ускорений определим ускорения точек механизма:
Ускорения центров масс всех звеньев механизма:
Определим угловые ускорения всех звеньев:
Определение погрешности определения скорости и ускорения т.С
(для 4го положения кривошипа):
СИНТЕЗ ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ
Задачей геометрического синтеза зубчатого зацепления является определение его размеров а также качественных характеристик зависящих от геометрии зацепления.
Колеса изготовляются по методу обкатки инструментом реечного типа который профилируется на основе исходного контура (ГОСТ 13755-81) .
Исходные данные зубчатых колес:
модуль зацепления m = 60 мм.
Так как ZC = Z1 + Z2 = 12 + 48 = 60 > 34.
Принимаем равносмещенное зацепление.
Для расчета размеров элементов зубчатого цилиндрического зацепления с прямыми зубьями используем расчеты приведенные в табл.1
Шаг по дел окружности
R1 основной окружности
R2 основной окружности
S1 зуба по делит окружности
S2 зуба по делит окружности
R1 окр впадин окружности
R2 окр впадин окружности
R1 начальной окружности
R2 начальной окружности
h3 глубина захода зубьев
R1 окружности выступов
R2 окружности выступов
Этих результатов достаточно для изображения зубчатого зацепления.
Профили зубьев вычерчиваем в следующей последовательности.
а) Строим начальные окружности.
б) Строим основные окружности и проводим касающуюся их прямую N1N2.
в) Строим эвольвенты которые описывает точка Р прямой N1N2 при перекатывании ее по основным окружностям.
г) Строим окружности выступов и впадин колес.
д) Проводим оси симметрии зубьев.
е) Вырезаем шаблон половины зуба для построения зубьев.
ж) Вычерчиваем профили ножек у основания зубьев.
з) Отмечаем участки теоретической и практической линии зацепления центры вращения колес и полюс зацепления.
Определяем коэффициент перекрытия.
Проверка коэффициента перекрытия:
Из чертежа: (аb)= 5286мм.