Міністерство освіти і науки України

Донецький національний технічний університет

Кафедра «Основи проектування машин»

Курсовий проект

з дисципліни: «Теорія механізмів і машин»

«Проектування та дослідження механізму привода конвеєра»

Варіант 12

Виконавець

студент гр. МС-05a Сагiров П

Консультант

доцент В.А. Мешков

Н.Контролер

асистент Сотнiков О. Л.

Керівник проекту

асистент Сотнiков О. Л.

Донецьк 2007

Реферат

Пояснювальна записка: 54 с., 7 рисунків, 10 таблиць, 5 джерел.

Графічна частина: 3 додатки на листах формату А1.

Об’єкт проектування та дослідження – механізм довбального верстата: важільний, зубчастий і кулачковий.

Мета роботи – синтез та аналіз цих механизмiв.

Під час роботи проведено синтез і аналіз кінематичних схем та реальних характеристик механізмів довбального верстату. Розглянуті теоретичні питання та розрахунки. Проведено структурний аналіз механізму, кінематичне дослідження механізму, побудовані плани механізму, плани швидкостей та прискорень, кутових швидкостей та кутових прискорень, проведений силовий розрахунок механізму, проведено проектування циліндричних прямозубих евольвентних передач та проектування планетарної передачі, та кулачкового механізму.

При проектуванні та дослідженні механізмів використані графічні та аналітичні методи з використанням ЕОМ.

Ключові слова: ЗУБЧАСТА ПЕРЕДАЧА, КУЛАЧОК, ПЛАНИ ШВИДКОСТЕЙ ТА ПРИСКОРЕНЬ, ЗРІВНОВАЖУЮЧИЙ МОМЕНТ , КУТОВА ШВИДКIСТЬ ЛАНКИ, ПРОФIЛЬ КУЛАЧКА, ГРАФІКИ РУХУ.

Зміст

Вступ

1. Кінематичне дослідження механізму

1.1 Структурний аналіз механізму

1.2 Побудова планів механізму

1.3 Побудова планів швидкостей та визначення кутових швидкостей ланок механізму

1.4 Побудова планів прискорень, визначення кутових прискорень ланок механізму та визначення за модулем і напрямком лінійних прискорень центрів мас, кутових прискорень ланок

2. Кінетостатичне дослідження шарнірно-важільного механізму

2.1 Визначення маси, сил інерції і моментів ланок

2.2 Визначення сил реакцій в кінематичних парах і врівноважуючих сил методом планів сил

2.3 Визначення врівноважуючого моменту методом професора М.Є. Жуковського

3. Синтез зубчастої передачі

3.1 Розрахунок геометричних параметрівевольвентного зачеплення

3.2 Розрахунок контрольних розмiрiв параметрівевольвентного зачеплення

3.3 Перевiрка якостi зубцiв та зачеплення

3.4 Побудова картини зубчастого зачеплення

3.5 Побудова графіків питомих ковзань

3.6 Пiдбiр чисел зубцiв планетарного редуктора

3.7 Кiнематичний дослiд редуктора

4. Синтез кулачкового механізму

4.1 Розрахунок законів руху штовхача

4.2 Визначення мінімального радіуса центрового профілю кулачка

4.3 Побудова теоретичного и практичного профілю кулачка

Висновки

Перелік посилань

Вступ

Метою цього курсового проекту є отримання студентами навичок у проектуванні комплексних механізмів, тобто таких, що складаються з декількох частин. У цій роботі таким механізмом є привод конвеєра, який складається з важільного, зубчастого механізмів та кулачкового механізмів.

Принцип дії механізму: Обертання вiд електродвигуна через планетарну передачу (колеса 1,2,3,4 i водило H) i пару колiс 5 i 6 (рис. 2). Вiд кривошипа рух передаеться повзуну 5 кулiсного шестиланкового механiзму передаеться головному валу А, на якому крiм колеса 6 установлений кривошип 1 важiльного механiзму (рис. 1) i кулачок (рис. 3) закрiплений рiзець, що здiйснюе технологiчну операцiю. З боку оброблюваноi деталi на рiзець дiє сила рiзання, що має двi складовi P_z, P_x(третьою складовою Р_yзневажаемо), причому P_x=(0,3 ÷ 0,5 )*P_z. На рис.5 приведена дiаграма змiни сили рiзання, що дiє на робочому ходi, який відповiдає руху повзуна 5 униз . Кулачковий механiзм (рис. 3) призначений для поперечноi подачi столу

Рис.1 Кінематична схема редуктора

Рис.2 Кінематична схема стрижневого механізму

Рис.3 Схема кулачкового механізму

Рис.4 Дiаграма змiни кутового прискорення (аналога прискорення) штовхача

Рис.5 Дiаграма змiни сили опору (сили рiзання)

Вихідні дані

Частота обертання електродвигуна

=2970 об/хв

Частота обертання головного вала

=122 об/хв

Модуль коліс зубчатого механізму m = 5,5 мм

Кількість сателітів k =3

Кількість зубів коліс: 1, 2

= 14; z₆ = 37;

Хiд повзуна: Н=0,178 м

Мiжосьова вiдстань

Вiдношення довжин

Коефiцiент змiни середньоi швидкостi повзуна кулiсного механiзму

Маса повзуна

Складова сили рiзання

Кутов координата кривошипу для силового аналiзу

Кут повороту штовхача кулiсного механiзму

Довжина штовхача

Допустимий кут тиску

Фазовi кути повороту кулачка:

Тип діаграм Г

1. Кінематичне дослідження механізму

1.1 Структурний аналіз механізму

Схема механізму привода конвеєра, який буде досліджуватися у цьому пункті, зображено на рис.6. Цей механізм складається з наступних частин:

Рис.1. Кінематична схема стрижневого механізму

1) ланки:

1 – кривошип (обертальний рух – повний оберт);

2 – кулісний камінь (зворотно-поступальний рух);

3 – куліса (зворотно-поступальний рух);

4 – шатун (плоско-паралельний рух);

5 – ползун (зворотно-поступальний рух);

6 – нерухома стійка;

2) кінематичні пари:

6-1 – нижча, плоска, другого класу, однорухома;

1-2 – нижча, плоска, другого класу, однорухома;

2-3 – нижча, плоска, другого класу, однорухома;

3-4 – нижча, плоска, другого класу, однорухома;

3-6 – нижча, плоска, другого класу, однорухома;

4-5 – нижча, плоска, другого класу, однорухома;

5-6 – нижча, плоска, другого класу, однорухома;

Ступінь рухомості механізму обчислюється за формулою Чебишева:

де

- ступінь рухомості механізму;

- загальна кількість ланок;

- кількість кінематичних пар другого класу;

- кількість кінематичних пар першого класу.

Для нашого механізму

та

Отже:

Виходячи з цього результату, можна зробити висновок, що достатньо однієї узагальненої кординати (кута повороту кривошипа 1 – кута

) для того, щоб визначити розташування усіх ланок механізму відносно стійки.

Розклад механізму на структурні групи Асура:

Рис.2 Групи Асура

1.2 Побудова планів механізму

Для побудови планів механізму необхідно вибрати масштабний коефіцієнт:

Побудуємо план механізму в нульовому положенні. Знайдемо довжини ланок механiзму, для цього зображуемо механiзм у крайнiх положеннях. Визначимо кут

-кут мiж лiнiями кривошипа в крайнiх положеннях механiзму, який дорiвнюе куту хитання кулiси

де

-коефiцiент змiни середньоi швидкостi повзуна 5.

Знаходимо довжину кривошипу: