Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Работа № 123617
Наименование:
Курсовик Проектирование и исследование механизмов комбайна Задание №5
Информация:
Тип работы: Курсовик.
Предмет: Машиностроение.
Добавлен: 04.12.2020.
Год: 2020.
Страниц: 35.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МИЧУРИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Прикладной механики и конструирования машин»:
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬН Я ЗАПИСКА
к курсовому проекту по Теории механизмов и машин
Выполнил: студент_3_ курса __ИЗБ 32 АР ___группы .
Мичуринск 2019 г
Задание №5 Проектирование и исследование механизмов комбайна На рис.1а показана схема рычажного четырехзвенного механизма соломонабивателя, который служит для набивания соломы и уплотнения ее в бункере зерноуборочного комбайна. Центры масс звеньев 1, 2, 3 рычажного механизма расположены в точках О1, S2, S3, положение точкек S2 S3 находится из условия АS2=0,24АB, ВS2=0,8АВ, О3S3=0.35ВО3. АС=0,25АВ В таблице 1 представлены исходные данные для проектирования и исследования механизмов зерноуборочного комбайна.
Рисунок 1 – Механизм комбайна: Механизм зерноуборочного комбайна: а – схема рычажного механизма соломонабивателя; б – диаграмма изменения усилия; в – схема машинного агрегата;; в – диаграмма изменения нагрузки на звено 5; г – схема планетарного редуктора; д – график изменения ускорения коромысла кулачкового механизма; е – схема кулачкового механизма
Таблица 1 – Исходные данные для проектирования и исследования механизмов комбайна Параметр Обозначение Значение Коэффициент изменения скорости хода звена 3 КV 1,02 Угол размаха коромысла О3В ?, град 40 Длина коромысла 3 lO3B, м 0,73 Угловая координата крайнего положения звена 3 ?, град 57 Расстояние между центрами по оси у УО3, м 0,24 Точка приложения силы Рпс lАС, м 0,4 Скорость вращения кривошипа О1А ?1,рад/с 7 Номер положения механизма для построения ускорений 6,1,7 Масса звена 1 m1, кг 12 Масса звена 2 m2, кг 40 Масса звена 3 m3, кг 12 Моменты инерции звеньев относительно осей, проходящих через центры масс JS1, кг•м2 0,1 JS2, кг•м2 3,5 JS3, кг•м2 0,3 Максимальная сила сопротивления PПС, Н 580 Положение кривошипа при силовом расчете механизма 6 Ход толкателя кулачкового механизма Smax 6 Фазовые углы поворота кулачка ?у ?дс ?п 75 30 150 Передаточное отношение планетарного редуктора 11,5 Числа зубьев колес привода Z1 Z2 11 20 Число сателлитов k 3
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5 1 Синтез, структурное и кинематическое исследование рычажного механизма 6 1.1 Проектирование механизма 6 1.2 Структурное исследование рычажного механизма 6 1.3 Построение плана положений механизма 8 1.4 Определение скоростей точек и угловых скоростей звеньев 9 1.5 Определение ускорений точек и угловых ускорений звеньев 11 1.6 Годограф скорости центра масс S звена 3 14 1.7 Кинематические диаграммы звена 3 14 2 Силовой расчет рычажного механизма 15 2.1 Определение сил в механизме 15 2.2 Определение реакций в кинематических парах 16 2.3 Рычаг Жуковского 17 3. Синтез кулачкового механизма 19 3.1. Исходные данные и схема механизма 19 3.2. Построение диаграммы 19 3.3. Построение диаграммы . 20 3.4. Построение диаграммы . 20 3.5. Определение минимального радиуса кулачка. 21 3.6. Профилирование кулачка 21 4 Расчет маховика 23 4.1 Построение графика приведенного к ведущему звену момента инерции механизма 23 4.2 Построение графика приведенного момента движущих сил 24 4.3 Построение графиков работ сил сопротивления, движущих сил и момента движущих сил 26 4.4 Построение графика изменений кинетической энергии механизма и диаграммы Виттенбауэра 26 4.5 Определение момента инерции маховика 27 4.6 Определение параметров маховика 28 5. СИНТЕЗ ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА. 30 6. СИНТЕЗ ЭВОЛЬВЕНТНОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ. 35 6.1. Анализ исходных данных. 35 6.2. Геометрический расчёт эвольвентной зубчатой передачи. 35 6.3. Построение графика удельного скольжения. 38 6.4. Построение графика удельного давления. 38 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 40 Приложение - чертежи в наличии ВВЕДЕНИЕ
Курс теории механизмов и машин рассматривает общие методы исследования и проектирования и является общетехнической дисциплиной, формирует знание инженеров по конструированию, изготовлению и эксплуатации машин. Общие методы синтеза механизмов позволяют будущему инженеру определять многие параметры проектируемых механизмов и машин. Курс теории механизмов и машин является основой для изучения последующих дисциплин. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин является самостоятельной творческой работой студента. В процессе разработки курсового проекта студент решает ряд расчётно-графических задач, с решением которых инженеру-конструктор приходится встречаться на современном производстве. Цель курсового проекта - развить у студента навыки самостоятельного решения комплексных инженерных задач, приобретение навыков оформления конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД. Объектом исследования является мембранный насос.
1 Синтез, структурное и кинематическое исследование рычажного механизма 1.1 Проектирование механизма На рис.2 изображены два крайних положения механизма. Угол перекрытия на этом рисунке определяется по формуле ?=180 Длину кривошипа находим из выражения мм Длину коромысла находим из выражения мм м м
Рис.2 - Проектирование механизма
1.2 Структурное исследование рычажного механизма Рассматриваемый в данном проекте рычажный механизм состоит из стойки 0, кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3 (рис. 1). Перечислим все одноподвижные пары: - кривошип 1 образует вращательную пару со стойкой и шатуном 2; - коромысло 3 входит во вращательную пару шатуном 2 и стойкой 0. Таблица 2 – Кинематические пары № кинематической пары Тип кинематической пары Класс кинематической пары I (стойка 0 – кривошип 1) вращательная 5 II (кривошип 1 – шатун 2) вращательная 5 III (кулшатун2 – коромысло 3) поступательная 5 IV (коромысло 3 – стойка 0) вращательная 5
Таким образом, число подвижных звеньев n = 3; число одноподвижных пар p1 = 4. Кинематическая цепь механизма плоская, сложная, замкнутая. Число степеней подвижности определяем по формуле Чебышева [2]: W = 3n - 2p1 - p2 = 3?3 - 2?4 - 0 = 1, (1) Исследуемый механизм имеет одну обобщенную координату: угол поворота начального звена
а) б) Рисунок 2 – Структурные группы механизма: а – группа второго класса второго вида (ВВП); б –механизм первого класса
Для установления класса механизма, определим наивысший класс группы Аcсура, входящей в его состав. Отделение структурных групп начинаем с группы, наиболее удаленной от начального звена. В заданном механизме наиболее отдалена от начального звена группа второго класса второго вида со звеньями 2 и 3 (ВВП) (рисунок 2, а).
В результате остается механизм первого класса, в состав которого входит начальное звено 1 и стойка 0 (рисунок 2, б). Механизм образован последовательным присоединением к начальному звену структурной группы второго класса. Поэтому по классификации Ассура-Артоболевского его следует отнести ко второму классу. Формула строения рассматриваемого механизма имеет вид: I(1) ® II(2,3)
1.3 Построение плана положений механизма Так как при графо-аналитическом методе решения задач кинематического анализа длины звеньев, векторы скоростей и ускорений точек, и другие величины на чертеже необходимо изображать в масштабе, важное значение приобретает понятие о масштабном коэффициенте. Масштабным коэффициентом m физической величины называется отношение числового значения физической величины в свойственных ей единицах к длине отрезка в миллиметрах, изображающего на чертеже эту величину. , (2) где А - действительное значение величины; [А] - длина отрезка, представляющего величину А на чертеже, мм. Зная масштабный коэффициент и величину отрезка на чертеже [А], можно вычислить истинное значение данной величины А = m[А] или, зная истинное значение величины А и величину масштабного коэффициента, определить величину отрезка, которую необходимо отложить на чертеже: [А] = А/m. При кинематическом анализе механизма заданными являются кинематическая схема и размеры всех звеньев механизма. Планом положения механизма называется структурная схема, построенная в выбранном масштабе для заданного положения начального звена. При построении принимаем масштабный коэффициент ml = 0,005 м/мм. Длины отрезков на плане определяем по формуле (2). Рассчитываются чертежные размеры звеньев и полученные значения сводятся в таблицу 2. Таблица 2 – Чертежные размеры звеньев Звено Заданная длина, м Длина на схеме, мм lOA 0,25 50 lAВ 1,395 279 lО3В 0,73 146 у 0,24 48 AC 0,4 80
1.4 Определение скоростей точек и угловых скоростей звеньев
Определяем линейную скорость точки А начального звена: VA=w1?lOA = 7?0,25 = 1,75 м/с, (4) Звено 2 совершает сложное движение, состоящее из вращательного относительно третьего звена и вращательного относительно первого звена. Составляем векторное уравнение для структурной группы 2-3: , (5) и решаем это уравнение построением плана скоростей. Принимаем масштабный коэффициент mv = 0,04 м?с-1/мм. Вектор перпендикулярен радиусу ОА и направлен в сторону угловой скорости w1. Из произвольной точки р – полюса плана скоростей проводим отрезок [pa] = VA/mv = 1,75/0,04 = 43,75 мм. На плане скоростей получаем точку а. Из точки а проводим линию перпендикулярную АВ, а из полюса линию перпендикулярную ВС. Точку пересечения обозначим точкой b. Определяем искомые скорости (для положения 6): VB = [рb]?mv = 0?0,04 = 0 м/с; VBА= [аb]?mv = 43,75?0,04 = 1,75 м/с. Скорость точки С определяем из теоремы подобия. АС/АВ=[ас]/ [аb] [ас]= АС/АВ•[аb] =279/80·43,75=12,55 мм Отрезок [ас] откладываем под. углом 120? к отрезку [ab] VС= [рс]?mv =51,1·0,04=2,04 м/с. Определяем значение скоростей центров масс: На плане механизма АB/АS2=4, АВ /ВS2=1,3, ВО3 /О3S3=3 Значит на плане скоростей тоже [аs2]=1/4[аb], [вs2]=1/1,3[ав], [о3s3]=1/3[во3]
1.5 Определение ускорений точек и угловых ускорений звеньев Ведем расчет для 6-го положения. Построение плана ускорений начинаем с точки А звена ОА. Абсолютное ускорение определяется из выражения: . (8) Здесь нормальная составляющая направлена вдоль звена ОА к центру вращения (точке О) и равна по величине (для второго положения): , (9) Тангенциальная составляющая равна 0, так как w1=const и : . (10) Второе звено совершает сложное движение, состоящее из вращательного относительно третьего звена и вращательного относительно первого звена. Составляем векторное уравнение для структурной группы 2-3: (11) В этом уравнении величины ускорений равны:
;
Примем масштабный коэффициент mа = 0,125 м/с2?мм. Решаем векторное уравнение (11) построением плана ускорений. Из произвольной точки P – полюса плана ускорений, проводим вектор Pа параллельно звену ОА в направлении от точки А к точке О. Величина отрезка равна: . (12) Конец вектора обозначаем точкой а. Из точки a в направлении от точки к точке А параллельно АB проводим вектор нормальной составляющей , конец вектора обозначаем буквой n1. Величина отрезка равна: . Из точки n1 проводим линию перпендикулярную звену АB. Из полюса P проводим вектор ускорения . Направление ускорения параллельно звену ВС. Ускорение определяется отрезком: . Из точки n2 проводим линию перпендикулярную звену BC до пересечения с линией проведенной из точки n1. Точку пересечения обозначаем точкой b. Определяем величины ускорений: аB = [Pb]?mа = 126,7?0,125 = 15,8 м/с2; = [n2b]?mа = 51,8?0, 125 = 6,5 м/с2; = [ab]?mа = 54,7?0, 125 = 6,8 м/с2; = [bn3]?mа = 126,7?0, 125 = 15,8 м/с2. Определяем величину углового ускорения 2-го и3-го звена: .
(13) Ускорение точки С определяем из теоремы подобия. АС/АВ=[ас]/ [аb] [ас]= АС/АВ•[аb] =279/80·43,75=12,55 мм Отрезок [ас] откладываем под. углом 120? к отрезку [ab] аС= [рс]?mа =82,7·0,125=10,3 м/с. Определим величины ускорений: На плане механизма АB/АS2=4, АВ /ВS2=1,3, ВО3 /О3S3=3 Значит на плане ускорений тоже [аs2]=1/4[аb], [вs2]=1/1,3[ав], [о3s3]=1/3[во3]
Для построения годографа скорости переносим векторы Рs5 параллельно самим себе своими началами в одну точку р, называемую полюсом. Концы векторов соединяются плавной кривой.
1.7 Кинематические диаграммы звена 3...
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения данного проекта были выполнены структурный и кинематический анализы рычажного механизма. Определены положения звеньев и построение траектории точек звеньев механизма, построены планы скоростей и ускорений. В результате выполнения динамического синтеза рычажного механизма по коэффициенту неравномерности движения, были построены графики: приведённого к ведущему звену момента инерции механизма; приведенного момента сил сопротивления и движущих сил; работ сил сопротивления и движущих сил; изменений кинетической энергии механизма; диаграмма Виттенбауэра. После определения момента инерции маховика, обоснованы его параметры. В результате выполнения динамического анализа рычажного механизма определены следующие параметры: угловая скорость и угловое ускорение начального звена; инерционная нагрузка звеньев; реакции в кинематических парах структурных групп 4 – 5 и 2 – 3 без учета сил трения. Также выполнен кинематический расчет начального звена. Полученные в ходе выполнения курсового проекта результаты могут служить основой для разработки технического проекта рычажного механизма.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Теория механизмов и механика машин: Учеб для втузов/ К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др. М: Высш.шк., 2001. – 496с. 2. Артоболевский ИИ. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1975. 3. Лачуга Ю.Ф., Воскресенский А.Н., Чернов М.Ю. Теория механизмов и машин. Кинематика, динамика и расчет. М.: Колос, 2006. – 304с., ил. – (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений). 4. Кореняко А.С. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. М., 1970. 5. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1990. – 590с. 6. Попов С.А., Тимофеев Г.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. М.: Высш.шк., 2002. – 408с. 7. Юдин В.А., Петрокас Л.В. Теория механизмов и машин. М., 1977.
* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.
