Задание

На курсовой проект по теории механизмов и машин

студента Аносов В. М. группы ТВ –317

1. Тема курсового проекта – «Синтез и анализ машинного агрегата (насос двойного действия)».

2. Исходные данные к проекту:

рычажный механизм – задание 2, вариант 1, положение механизма 2;

кулачковый механизм – вариант 14;

зубчатый механизм – вариант 8.

3. Содержание пояснительной записки (перечень вопросов, подлежащих разработке):

синтез и анализ рычажного механизма;

синтез кулачкового механизма;

синтез и анализ зубчатых механизмов.

4. Перечень графического материала:

рычажный механизм (лист 1);

кулачковый механизм (лист 2);

зубчатый механизм (лист 3).

5. Руководитель проекта (подпись)_______________

6. Дата выдачи задания на проект «__»_____________2006г.

7. Подпись студента ____________________

Содержание

Введение..................................................................................................... 4

1.Анализ рычажного механизма................................................... 7

1.1 Исходные данные...................................................................................... 7

1.2 Построение планов положений................................................................ 7

1.3 Структурный анализ................................................................................. 8

1.4 Расчёт механизма на ЭВМ........................................................................ 9

1.5 Кинематический анализ методом планов............................................... 10

1.5.1 Построение плана скоростей............................................................. 10

1.5.2 Построение плана ускорений............................................................ 13

1.6 Силовой расчёт....................................................................................... 16

1.6.1 Определение инерционных факторов............................................... 16

1.6.2 Силовой расчёт группы Ассура II₂(4,5)........................................... 17

1.6.3 Силовой расчёт группы Ассура II₁(2,3)........................................... 18

1.6.4 Силовой расчёт механизма I класса................................................. 20

1.7 Сравнение результатов графоаналитического...................................... 20

и «машинного» расчётов.............................................................................. 20

2. Синтез и анализ кулачкового механизма........................ 23

2.1 Построение диаграмм движения толкателя........................................... 23

2.2 Определение основных размеров механизма........................................ 24

2.3 Построение профиля кулачка................................................................. 25

3. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ ЗУБЧАТЫХ МЕХАНИЗМОВ.............................. 27

3.1 Расчет геометрических параметров механизма..................................... 27

3.2 Построение окружностей и линий зацепления...................................... 28

4.3 Построение профилей зубьев................................................................. 29

4.4 Построение зацепления........................................................................... 30

Введение

Теория механизмов машин является основой проектирования работоспособных технических объектов. Основные задачи ТММ – анализ механизмов с заданными параметрами и проектирование механизмов, удовлетворяющих заданным требованиям. Результаты решения задач ТММ являются исходными данными для более детального проектирования объектов методами деталей машин, сопротивления материалов и специальных дисциплин.

Объектом данного курсового проекта является машинный агрегат, структурная схема которого приведена на рис. 1

Рис. 1.1 Структурная схема машинного агрегата

Вращение от двигателя Д через муфту М1 передается на ведущий вал передаточного механизма ПМ1 (планетарной передачи), который меняет частоту вращения Д n_Д до заданной частоты вращения кривошипа n_кр рабочей машины РМ. Ведомый вал ПМ1 соединяется с валом кривошипа РМ муфтой М2. Вращение от Д на вал кулачка кулачкового механизма КМ передается передаточным механизмом ПМ2, состоящим из зубчатых колес z₁ и z₂ и преобразующим n_д в заданную частоту вращения кулачка n_к. РМ выполнена на базе плоского рычажного механизма; плоский КМ состоит из вращающегося кулачка и толкателя.

РМ выполняет заданную технологическую операцию, КМ выполняет вспомогательные функции. Маховик М устанавливается на валу кривошипа РМ и служит для снижения коэффициента неравномерности вращения δ при установившемся движении до заданной величины.

Задача курсового проекта состоит в определении параметров, кинематических и силовых характеристик механизмов машинного агрегата, а также в определении его некоторых силовых характеристик.

«Насос двойного действия»

Проектируемый машинный агрегат работает следующим образом:

Рис. 1.2 Структурная схема насоса двойного действия

Насос предназначен для перекачивания жидкости под воздействием прямого и обратного ходов поршня 5, который приводится в движение шестизвенным кривошипно-коромысловым механизмом, состоящим из кривошипа 1, шатунов 2 и 4 и коромысла 3. Привод кривошипа 1 включает в себя электродвигатель и планетарный редуктор. Система смазки насоса снабжена плунжерным насосом, на основе кулачкового механизма, имеющего привод от электродвигателя через пару зубчатых колес (см. рис. 1.1).

При движении поршня справа налево (см. рис. 1.2) в левой части полости цилиндра происходит увеличение давления и при Q_max жидкость через нижний клапан нагнетается в сеть. В правой части полости одновременно идет процесс всасывания через верхний клапан при давлении 0,1Q_max ниже атмосферного. При обратном движении поршня в левой части полости цилиндра открывается верхний клапан и происходит всасывание 0,1Q_max ниже атмосферного, а в правой – открывается нижний клапан и происходит нагнетание в сеть. Сила сопротивления, действующая на поршень насоса, будет равна сумме сил (0,1Q_max₊Q_max), действующих в обеих частях полости цилиндра и всегда направлена против скорости движения поршня.

1.Анализ рычажного механизма

1.1 Исходные данные

Структурная схема механизма приведена на рис.2, где механизм изображён в заданном положении. Геометрические размеры и другие заданные постоянные параметры приведены в табл.1.1. Согласно рекомендациям в заданиях вес звена 5 принять G₅ H.

Рис.2. Структурная схема рычажного механизма

Таблица 1.1

Заданные параметры механизма

L_O1A,

L_AB,

L_O3B,

L_CD,

L_O3C,

X_O3,

Y_O3,

Y_O5,

n₁,

об./мин

Q_max,

0,10

0,73

0,40

0,25

0,50

0,63

0,50

280

2400

0,15

1.2 Построение планов положений

Для построения планов положений механизма принимается масштаб:

Заданные размеры механизма L_i в принятом масштабе К_S изображаются чертёжными размерами 1_i определяемыми по выражению:

(1.1)

Чертёжные размеры механизма, определены по (1.1), приведены в табл.1.2.

Таблица 1.2

Чертёжные размеры звеньев механизма

О₁А	АВ	О₃В	О₃С	CD	X₀₃	Y₀₃	Y₀₅
20	146	80	100	50	126	0	100

Используя найденные чертёжные размеры, на листе 1 проекта построены крайние и заданное положение механизма.

1.3 Структурный анализ

Структурная схема механизма приведена на рис.2, где подвижные звенья обозначены арабскими цифрами (1 – кривошип, 2 и 4 – шатуны, 3 – коромысло, 5 – ползун). Кинематические пары V класса также обозначены арабскими цифрами, обведенными кружками.

Поскольку механизм плоский, то его степень подвижности определяется по формуле П. Л. Чебышева:

W = 3n – 2_PV – P_IV, (1.2.)

где: n = 5 – число подвижных звеньев, P_V = 7 – количество кинематических пар V класса, P_IV = 0 – количество кинематических пар IV класса.

Таким образом, степень подвижности рассматриваемого механизма:

W = 3 · 5 – 2 · 7 – 0 = 1.

Механизму необходимо одно начальное звено для полной определённости его движения. В качестве начального принято звено 1, закон его движения – вращение с частотой n₁= const.