Механизм вытяжного пресса - Курсовой по ТММ

Содержание

Введение

Исходные данные для проектирования

1 Структурное и кинематическое исследование рычажного

механизма

1.1 Структурное исследование механизма

1.2 Построение планов положений

1.3 Построение планов скоростей

1.4 Построение планов ускорений

1.5 Годографы скоростей и ускорений центров масс звеньев

1.6 Кинематические диаграммы выходного звена механизма

1.6.1 Диаграмма перемещений

1.6.2 Диаграмма скорости

1.6.3 Диаграмма ускорения

1.7 Контроль точности построений

2 Силовой расчет рычажного механизма

2.1 Определение сил полезного сопротивления

2.3 Определение силы инерции звеньев

2.4 Определение реакций в кинематических парах механизма

2.4.1 Рабочий ход

2.4.2 Холостой ход

2.5 Силовой расчет входного звена

2.5.1 Рабочий ход

2.5.2 Холостой ход

2.6 Определение уравновешивающей силы по методу Н. Е. Жуковского

2.6.1 Рабочий ход

2.6.2 Холостой ход

2.7 Контроль точности построения

2.7.1 Рабочий ход

2.7.2 Холостой ход

3 Расчет маховика

3.1 Построение диаграммы сил полезных сопротивлений

3.3 Построение диаграмм работ приведенных сил сопротивлений

и движущих сил

3.4 Построение диаграммы кинетической энергии всей машины

3.5 Построение кинетической энергии звеньев механизма

3.6 Построение диаграммы кинетической энергии маховика

4 Расчет зубчатой передачи

4.1 Проектирование зубчатой передачи

4.1.1 Определение коэффициента смещения

4.1.2 Определяем размеры зацепления

4.2 Построение картины зацепления

4.3 Расчет удельных скольжений профилей зубьев

Список литературы

Введение

Теория механизмов и машин (ТММ) является одной из основных машиностроительных дисциплин. Она посвящена изучению общих методов исследования механизмов и машин и проектированию их схем.

К основным вопросам, которые изучает ТММ, относятся:

- изучение строения (структуры) механизмов;

- определение положений механизмов и траекторий, описываемых отдельными точками;

- определения скоростей и ускорений отдельных точек и ланок;

- анализ и проектирование разных механизмов (зубчатых, кулачковых, рычажных);

- определение разных сил (внешних, реакций, трений, инерции), действующих на звенья механизма;

- изучение энергетического баланса машин ( к.к.д. и тому подобное);

- изучение действительного закона движения машин под действием заданных сил;

- изучение способов регуляции скорости хода машины;

- изучение способов уравновешивания сил инерции в машинах и тому подобное.

В соответствии с этими вопросами теория механизмов и машин является наукой, которая изучает строение, кинематику и динамику механизмов и машин.

Простые механизмы (рычажные, зубчатые и тому подобное) известны с древних времен; постепенно шел процесс их исследования, совершенствования и внедрения в практику с целью облегчить труд человека, повысить производительность труда.

Да, известно, что выдающийся деятель эпохи Возрождения и ученый Леонардо да Винчи (14521519) разработал проекты конструкций механизмов ткацких станков, печатных и деревообрабатывающих машин, им сделана попытка определить экспериментальным путем коэффициент трения. Итальянский врач и математик Д.Кардан (15011576) изучал движение механизмов часов и мельниц. Французские ученые Г. Амонтон (16631703) и Ш.Кулон (17361806) первыми предложили формулы для определения сил трения покоя и скольжения.

Выдающийся математик и механик Л. Ейлер (17071783), швейцарец по происхождению, тридцать лет жил и работал в России, профессор, а затем действительный член Петербуржской Академии наук, автор 850 научных трудов, развязал ряд задач из кинематики и динамики твердого тела, исследовал колебание и стойкость твердых тел, занимался вопросами практической механики, исследовал, в частности, различные профили зубцов зубчатых колес и пришел к выводу о том, что наиболее перспективный профиль – эвольвентный.

Возникла в конце XVIII века наука о механизмах и машинах неразрывно связанная с

развитием машинного способа производства, который затребовал решение ряда практических задач, связанных с действием машин.

Русская школа теории механизмов и машин зародилась в середине XIX века. Ее основателем является великий математик и механик академик П. Л. Чебышев (18211894).

П. Л. Чебышев сыграл выдающуюся роль в развитии современной математики и механики. Его исследования имеют важное значение и в наше время, а оригинальные конструктивные решения и разработки создания механизмов предусмотрели некоторые современные решения в этой области. Большой популярностью, в частности, пользуется его структурная формула для определения числа степеней вольности плоского механизма.

Среди последователей Чебышева следует назвать профессора И. А. Вишнеградского, который разработал классическую теорию регуляции машин, ввел преподавание машиностроения в России и способствовал подготовке кадров для этой отрасли промышленности.

Для развития теории механизмов и машин исключительно важное значение имеют работы русского ученого Л. В. Ассура, который создал рациональную классификацию элементарных групп, которые создают рычажные механизмы (в 1913 г.). Четкие принципы этой классификации послужили базой для самых крупных обобщающих работ по теории механизмов и машин уже в советский период.

Развитие идей П. Л. Чебышева, И. А. Вишнеградского, Л. В. Ассура и других успешно продлили выдающиеся ученые Н.Е.Жуковский, С. А. Чаплигин, В. П. Горячкин, Н. И. Мерцалов и др.

Важнейшие работы Н. Е. Жуковского посвящены главным образом теоретическим основам авиации, исследованием в области трения и ряда задач по кинематике и динамике машин. Теоретически и экспериментально было изучено явление пружинного скольжения в ремне ременчатой передачи и развязана задача о распределении нагрузки между витками резьбы в резьбовом соединении.

Основополагающие идеи Л. В. Ассура особенно полно отображены в работах И. И. Артоболевского, Н. Г. Бруевича, В.В.Добровольского, Г.Г.Баранова и др.

Большой вклад в развитие теории механизмов и машин внесли С. И. Артоболевский, З. Ш. Блох, Х. Ф. Кетов, С. Н. Кожевников, Н. И. Колчин, А. П. Малишев, Л. П. Смирнов, В. А. Юдин и др.

Н. П. Петров положил начало гидродинамической теории масла (в 1883 г.), развитой относительно вопроса о трении в подшипнике.

Разработана в XVIII веке Л. Ейлером теория эвольвентного зацепления содействовала развитию зубчатых передач.

Теория механизмов и машин в ее современном виде является комплексной наукой, в которой проблемы кинематики и динамики механизмов и машин, их анализа и синтеза тесно

переплетается с теорией оптимального проектирования и управления.

Одним из основных направлений развития современной техники есть автоматизация всех видов производства. Большой вклад в решение этой задачи вносят робототехнические системы. Уже в настоящий момент в промышленности много видов робототехнических систем выполняют операции загрузки, складирования, составления простых узлов.

Революционную роль в системах управления автоматизацией производства сыграло появление ЭВМ. С помощью ЭВМ стал возможен анализ многозвенных, с большим количеством степеней свободы механизмов, решения задач оптимального синтеза как отдельных механизмов, так и сложных машин автоматического действия, решения задач проектирования много критериальных и много параметрических машинных устройств, программного управления большинством современных машин, управления новыми машинами с устройствами биомеханического вида типа манипуляторов, роботов, шагающих машин и тому подобное.

Вновь создаваемые машины-автоматы должны отвечать требованиям высокой эффективности выполнения заданного технологического процесса и иметь автоматическое управление, которое максимально освобождает человека от контроля за работой машины.

Поскольку при решении задач синтеза механизмов мы имеем дело с многокритериальными системами, то задачи синтеза связаны с поиском оптимальных вариантов. Нахождение оптимальных вариантов или областей, в которых существуют эти варианты, требует развития теории оптимального синтеза механизмов. Решение этих задач, как правило, возможное только с помощью ЭВМ, а это требует разработки соответствующих алгоритмов и программ.

Большие задачи стоят в области анализа и синтеза механизмов передач. Здесь в первую очередь нужно отметить необходимость последующего развития синтеза зубчатых зацеплений, особенно пространственных. Необходимо также последующее развитие теории и методов проектирования сложных зубчатых редукторов с планетарными и дифференциальными схемами. Быстро развиваются теории и методы синтеза волновых передач. Почти все отрасли нуждаются в надежных механизмах с бесступенчатым изменением передаточной функции. Должна получить развитие теория механизмов, которые осуществляют движение с остановками, типа мальтийских, храповых, рычагов и тому подобное.

В последнее время существенно повысились рабочие скорости машин, что привело не только к увеличению динамических нагрузок на звенья механизмов и рабочие органы машины, но и к существенному увеличению уровня вибрации и шума. Поэтому в последнее время проблемы виброзащиты машин и снижения уровня шума машин тоже изучаются в курсе теории механизмов и машин.

Но, как и раньше, важнейшей задачей теории механизмов и машин будет развитие экспериментальных методов изучения характеристик разных машин и механизмов. При этом особенное значение приобретут экспериментальные исследования систем машин автоматического действия в условиях их производственной работы с автоматической регистрацией и обработкой полученной информации на ЭВМ.

Структурное и кинематическое исследование рычажного механизма

1.5 Годографы скоростей и ускорений центров масс звеньев

Годограф (от греч. hodos — путь, движение, направление и grapho — пишу) в механике — кривая, представляющая собой геометрическое место концов переменного (изменяющегося со временем) вектора, значения которого в разные моменты времени отложены от общего начала О.

Понятие годографа было введено английским учёным У. Гамильтоном.

Годограф даёт наглядное геометрическое представление о том, как изменяется со временем физическая величина, изображаемая переменным вектором, и о скорости этого изменения, имеющей направление касательной к годографу.

Для построения годографа скорости переносим векторы psi параллельно самим себе своими началами в одну точку p, называемую полюсом. Соединяем концы векторов плавной кривой.

Для построения годографа ускорения переносим векторы psi параллельно самим себе своими началами в одну точку p, называемую полюсом. Соединяем концы векторов плавной кривой.

Механизм_вытяжного_пресса.dwg