Механізм важіля (стр. 1 из 5)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра ДМ та ПТМ

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА ДО

КУРСОВОГО ПРОЕКТУ З ДИСЦИПЛИНИ

ТЕОРІЯ МЕХАНІЗМІВ І МАШИН

З використанням ЕОМ

МЕХАНІЗМ ВАЖІЛЯ

Розробив

Ст. гр. М-213 А.С. Щербина

Керівник

Асистент С.Ю. Кружнова

Запоріжжя

2005р.

Реферат

Об’єкт дослідження – механізм приводуконвеєра, його планетарній редуктор з відкритою зубчатою передачею та кулачковій механізм із коливальним штовхачем.

Ціль роботи - синтез та аналізмеханізму привода конвеєра.

У проекті вирішені такі задачі:

o виконаний структурний аналіз механізму;

o зробленій синтез важільного механізму за заданим коефіцієнтом зміни середньої швидкості повзуна;

o визначені основні кінематичні та динамічні характеристики механізму, момент інерції маховика та дійсний закон руху ланки зведення у вигляді його кутової швидкості і кутового прискорення;

o знайдені реакції у кінематичних парах та зрівноважувальна сила;

o створений синтез зубчатої передачі, планетарного редуктора;

виконаний синтез кулачкового механізму з коливальним штовхачем.

Методи дослідження – графічний, графоаналітичний та аналітичний. Аналітичні методи виконані також за допомогою ЕОМ. Кінетостатичне дослідження методами, переліченими вище, та методом М.Є.Жуковського. Синтез зубчатої передачі та кулачкового механізму виконано графічним та аналітичним методами.

ПЛАНИ ШВИДКОСТЕЙ, ПРИСКОРЕНЬ, СИЛА ТА МОМЕНТ СИЛИ ІНЕРЦІЇ, ЗВЕДЕНА СИЛА, ЗВЕДЕНИЙ МОМЕНТ СИЛИ, ЗВЕДЕНИЙ МОМЕНТ ІНЕРЦІЇ, МАХОВИК, МОДУЛЬ, КОЕФІЦІЄНТ ПЕРЕКРИТТЯ, КОЕФІЦІЄНТ ПИТОМОГО КОВЗАННЯ, КУЛАЧОК, ШТОВХАЧ, КУТ ТИСКУ, ФАЗОВІ ДІАГРАМИ.

Робота виконана на кафедрі ТМ І ТММ Запорізького національного технічного університету.

ВСТУП

Механізм конвеєра використовується у багатьох галузях виробництва для переміщення виробів під час технологічної обробки, складання, контролю тощо.

Створення сучасної машини вимагає від конструктора всебічного аналізу її проекту. Конструкція повинна задовольняти багатьом умовам, які можуть бути у протидії одна до одної. Наприклад, мінімальна динамічна завантаженість повинна узгоджуватись зі швидкохідністю, достатня надійність і довговічність повинна бут забезпечена при мінімальних габаритах і масі. Витрати на виготовлення та експлуатацію повинні бути мінімальними, але забезпечувати досягнення заданих параметрів. З великої кількості можливих рішень конструктор вибирає компромісне рішення з визначеним набором параметрів і проводить порівняльну оцінку різних варіантів. Зараз усі розрахунки виконують за допомогою ЕОМ, що дає можливість оцінювати конструкцію за багатьма критеріями якості і знайти максимум показників якості й ефективності.

Виконання усіх стадій проектування у визначений термін часу неможливо здійснити без втілення методів автоматизованого проектування машин. Навички роботи з ЕОМ використовується у роботі над курсовим проектом з ТММ. Тут використовуються такі програми:

- програма розрахунків для важільних механізмів другого класу;

- програма розрахунків параметрів зубчатого зачеплення;

- програма проектування планетарних редукторів;

- програма проектування кулачкових механізмів;

- програма тестового контролю знань студентів.

Основним є володіння аналітичними, графоаналітичними та графічними методами дослідження механізмів, оцінка отриманих результатів особливо з точки зору якісних показників. Це і є метою роботи.

1. СТРУКТУРНИЙ АНАЛІЗ МЕХАНІЗМУ

Схема механізму та вхідні дані для дослідження наведені в додатку 1, рисунок 1[14], вариант 5.

О₂

3

1 О₁5

А 2

В Д

4

С

Рис 1.1.Механізм важіля

Механізм важіля складається з п’яти ланок, де ланка 1- вхідна і ланка 5- вихідна (повзун). Визначемо основні типи ланок, характер руху, клас і назву кінематичних пар. Результати заносимо в таблицю 1.

Таблиця 1. Характристика ланок і кінематичних пар.

Ланки механізму
Позначення	Назва ланки	Характер руху
0	Стійка, корпус, станина	Нерухомий
1	Кривошип	Обертальний
2	Шатун	Плоский
3	Коромисло	Обетальний
4	Шатун	Плоский
5	Повзун	Поступальний
Кількість рухомих ланок механізму n=5
Кінематичні пари (КП)
Позна- чення	Характер відносного руху ланок, що утворюють КП	Номера ланок, що утворюють КП	Клас пари
O1	Обертальна	0, 1	5
А	Обертальна	1, 2	5
О2	Обертальна	0, 3	5
В	Обертальна	2, 3	5
С	Обертальна	3, 4	5
Д	Обертальна	4, 5	5
Д1	Поступальна	0, 5	5
Кількість КП 5-го класу р5=7, 4-го класу р4=0

Усі КП механізму – плоскі і дозволяють відносний рух ланок тільки в одній площині, тому весь механізм плоский.

Ступінь волі визначемо за формулою Чебишева:

W=3n-2p₅-p₄=3*5-2*7–0=1.

Групи Ассура (нульові групи)показані на рисунку 1.2 у порядку їх відокремлення.

Рис. 1.2. Групи Ассура другого класу і другого порядку

Найвищій клас груп Ассура – другий, одже і увесь механізм другого класу.

2. СИНТЕЗ МЕХАНІЗМУ ВАЖІЛЯ

Для синтезу механізму задані такі дані: довжини ланок 1-4 -0₁А=115мм, АВ=291мм, О₂В=232мм, О₂С=290мм, СД=319мм, О₁О₂=338мм, відстань L₆=271мм, а також кути крайніх положень ланки 3.

Треба визначити кут перекриття θ та коефіціент зміни середньої швидкостіk.

Так як відомі розміри усіх ланок, то можна побудувати два крайніх положення механізму. Знайдемо кут перекриття з трикутника 0₁В₁В₂ .

θ=6^о 71′

Звідси знаходимо коефіціент зміни середньої швидкості:

Креслення виконуємо з масштабним коефіціентом μ=0,004. Тобто

О₁А=l_O1A/μ=0,115м/0,004=28,75мм

АВ=72,75мм

L₆=67,75мм

О₂С=72,5мм

О₂В=58мм

Н=72,5мм

3 ВИЗНАЧЕННЯ ФУНКЦІЙ ПОЛОЖЕННЯ

Зобразимо заданий механізм у вигляді замкнутого векторного многокутника. Визначимо допоміжні кути γ_і.

α₂=2π - γ₁ – γ₃ =336,8⁰

α₃=π + γ₂ – γ₁ =173,4⁰

α₆=2π – arcSin(L₁’/L₀)=329,02⁰

α₃₁= α₃ + 2π - α₆ =204,38⁰

α₄=arcSin((l₃₁·sin α₃₁ – l₆)/l₄ =359.21⁰

l₅=l₃₁·cos α₃₁+l₄·cos α₄=0.217 м

4 ВИЗНАЧЕННЯ ПЕРЕДАТОЧНИХ ФУНКЦІЙ МЕХАНІЗМУ

Використаємо формули визначення передаточних функцій з урахуванням формул переходу для положення механізму, коли α₁=90⁰.

Передаточні функцій V_qx2, V_qy2, V_qx3, V_qy3, V_qx4, V_qy4, V_qD5 знайдемо за формулами:

V_qx2=-(l₁·sinα₁+l_As2·sinα₂·U₂₁)=0,04 м

V_qy2=l₁·cosα₁+l_As2·cosα₂·U₂₁=-0,08714м

V_qs2=0.09588м

V_qx3=- l_O2s3·sinα₃·U₃₁=-0,00582 м

V_qy3=l_O2s3·cosα₃·U₃₁=0.05027м

V_qs3=0.0506 м

V_qx4=-(l₃₁·sinα₃₁+l_Cs4·sinα₄·U₄₁)=0,00024 м

V_qy4=l₃₁·cosα₃₁+l_Cs4·cosα₄·U₄₁=0,07486м

V_qs4=0,07486 м

V_qs5=-(l₃₁·sinα₃₁·U₃₁+l₄·sinα₄·U₄₁)=-0,04227м

5 ГРАФІЧНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ПЕРЕДАТОЧНИХ ФУНКЦІЙ

Креслимо механізм у заданому положенні (α₁=90⁰) у масштабі. З точки О₁ проводимо паралельно ланці 3 лінію до пересічення з лінією ланки2 або ії продовженням. Точка пересічення позначена літерою N. З точки О₂ проведемо лінію перпендикулярну до лінії руху повзуна 5 (точки Д).

U₂₁=AN/AB=0,179

U₃₁=O₁N/O₂B=0,349

U₄₃=CN₁/CD=0,319

U₄₁= U₄₃· U₃₁=0,111

V_qD3=O₂N₁=0,271 м

V_qD1= V_qD3· U₃₁=0.096м

Похибка при визначенні передаточних функцій між графічним та аналітичним методами:

U₂₁(%)=

U₃₁(%)=

U₄₁(%)=