Курсовий проект

Тема Механізм довбального верстату

Зміст

1 Завдання на курсовий проект ...............................................................

2 Динамічний аналіз .................................................................................

3 Силовий аналіз механізму ....................................................................

4 Синтез зубчастих механізмів ...............................................................

5 Синтез кулачкового механізму ............................................................

Література

1 Завдання на курсовий проeкт

Схеми механізмів для курсового проекту подані в додатку А, чисельні дані в додатку Б.

По цих даних потрібно провести:

1.1 Динамічний аналіз важільного механізму

1.1.1 Структурний аналіз

1.1.2 Метричний синтез

1.1.3 Побудова плану положень механізму

1.1.4 Побудова механічної характеристики

1.1.5 Побудова “важіля Жуковського”

1.1.6 Розрахунок на ЕОМ

1.1.7 Побудова графіка моментів сил і робіт

1.1.8 Побудова зведеного момента інерції

1.1.9 Побудова діаграми енергоінерції

1.1.10 Визначення і порівняння

1.1.11 Визначення i порівняння

1.1.12 Визначення i порівняння

1.1.13 Підрахунок кутової швидкості вхідної ланки

1.1.14 Побудова графіка

1.1.15 Визначення

1.2 Силовий аналіз механізму

1.2.1 Побудова кінематичної схеми в контрольному положенні

1.2.2 Побудова плану швидкостей в контрольному положенні

1.2.3 Побудова плану прискорень

1.2.4 Силовий аналіз групи 4-5

1.2.5 Силовий аналіз групи 2-3

1.2.6 Силовий аналіз початкового механізму

1.2.7 Порівняння

1.3 Синтез зубчатих механізмів

1.3.1 Синтез зубчатого зачеплення

1.3.1.1 Розрахунок геометричних параметрів зачеплення

1.3.1.2 Розрхунок на ЕОМ

1.3.1.3 Побудова картини зовнішнього зачеплення

1.3.1.4 Виділення якісних показників зачеплення

1.3.1.5 Визначення

1.3.1.6 Порівняння

1.3.2 Синтез планетарного механізму

1.3.2.1 „Ручний” синтез редуктора

1.3.2.2 Синтез редуктора на ЕОМ

1.3.2.3 Побудова кінематичної схеми і плану швидкостей

1.3.2.4 Порівняння

1.4 Синтез кулачкового механізму

1.4.1 Побудова закону руху вхідної ланки

1.4.2 Визначення масштабних коефіцієнтів

1.4.3 Визначення розмірів механізму

1.4.4 Профілювання кулачка

2 Динамічний аналіз

2.1 Структурний аналіз важільного механізму довбального верстату

Визначаємо число ступенів вільності (рухомості) механізму користуючись формулою П. Л. Чебишева

,

де – число рухомих ланок механізму; –

число кінематичних пар п’ятого класу; –

число кінематичних пар четвертого класу.

Так, як , то це означає, що механізм повинен мати одну вхідну ланку. За вхідну ланку вибираємо ланку 1, що зумовлено тим, що ця ланка приводиться в обертовий рух від двигуна. Далі розбиваємо механізм на структурні групи. Першу структурну групу в порядку віднімання від механізму утворюють ланки 4 і 5, а другу – 2 і 3 (рисунок 1.1). Обидві структурні групи за класифікацією І. І. Артоболевського належать до другого класу. Таким чином механізм складається із нерухомої ланки , вхідної ланки 1 і двох структурних груп другого класу.

2.2 Метричний синтез

Важільний механізм довбального верстату є основним його механізмом. Виконання проекту почнемо з проектування цього механізму.

2.2.1 Підраховуємо довжину плеча куліси з співвідношення:

;

;

2.2.2 Підраховуємо дизаксіал

;

2.2.3 Підраховуємо довжину шатуна 4

;

2.2.4 Підраховуємо кути холостого та робочого ходу кривошипа

;

;

2.2.5 Знаходимо довжину кривошипа

;

2.2.6 Знаходимо довжину ланки 3

;

2.3 Побудова положень механізму

Для побудови плану положень механізму приймаємо масштабний коефіцієнт , який відповідає стандартному масштабу М1:4. Вибираємо положення точки і радіусом проводимо коло ( мм), аналогічно знаходимо і всі інші відрізки, які зображають лінійні розміри механізму. Знаходимо положення другої нерухомої точки за допомогою відомої довжини ( мм). Радіусом ( мм) через точку проводимо горизонтальну лінію і знаходимо точки її перетину з колом радіусом , і отримуємо точки , і отримуємо положення кривошипа (вхідної ланки) для двох крайніх положень механізму.

Малюємо положення вхідної ланки в контрольному п'ятому положенні (). Знаходимо точку кривошипа. З точки проводимо пряму до перетину з точкою . Малюємо третю ланку в контрольному положенні, та знаходимо точку в контрольному положенні. Через точку та проводимо вертикальну лінію, яка є напрямною руху п'ятої ланки. З точки розчином циркуля ( ) проводимо дугу до перетину з напрямною руху п‘ятої ланки. Точка перетину дуги та напрямної руху п’ятої ланки буде точкою в контрольному положенні. Ми побудували положення механізму в контрольному положенні. Аналогічно будуємо положення механізму в двох крайніх положеннях.

2.4 Побудова механічної характеристики

Вибираємо систему координат . Вісь абсцис співпадає з напрямом напрямної руху п’ятої ланки і визначає положення повзуна. Вісь ординат визначає силу корисного опору. Ця сила в нашому випадку є постійною величиною і при робочому ході різця дорівнює 3000Н, крім відрізків довжиною 0,05Н на початку і на кінці холостого ходу, що зумовлено входом різця в метал та виходом з металу. При холостому ході сила опору дорівнює нулю. Масштабні коефіцієнти графіка сил корисного опору: осі абсцис , осі ординат . В п’ятому контрольному положенні сила корисного опору дорівнює нулю.

2.5 Побудова „важеля Жуковського”

Будуємо план швидкостей в положенні 5. Швидкість точки , яка належить кривошипу, в цьому випадку дорівнює

;

;

;

Знаходимо масштабний коефіцієнт плану швидкостей

;

де – відрізок на плані швидкостей, який зображає вектор , приймаємо .

Швидкість точки, яка належить третій ланці визначаємо з розв'язку системи векторних рівнянь:

З точки проводимо лінію паралельну ланці , а з точки проводимо пряму перпендикулярну системі . На перетині отримуємо точку .

Швидкість точки дорівнює:

;

;

Швидкості точок та , які належать третій ланці, а також відрізки на плані швидкостей які їх зображають знаходимо з співвідношень:

;

;

;

.

Швидкість точки , яка належить п’ятій ланці визначаємо з розв’язку векторного рівняння:

.

З точки на плані швидкостей проводимо пряму перпендикулярну , а з точки проводимо вертикальну пряму (напрям руху п'ятої ланки). На перетині отримуємо точку .

;

.

Знаходимо швидкості центрів мас ланок. Знаходимо положення точок , , , на плані швидкостей. Точка знаходиться посередині відрізка , точка знаходиться посередині відрізка , точка знаходиться посередині відрізка . Точка співпадає з точкою .

;

;

;

.

Знаходимо кутові швидкості ланок

;

.

2.6 Розрахунок на ЕОМ

Для обчислення сил корисного опору, моментів сил інерції та інших параметрів механізму довбального верстату була використана програма TMZ9. З метою виконання цієї програми необхідно здійснити ввід цілого ряду