Анализ и синтез механизмов технологического оборудования машиностроения (стр. 1 из 4)
Минобрнауки россии
Пензенская государственная технологическая академия
ПГТА
Факультет «Институт промышленных технологий»
Кафедра теоретической и прикладной механики
Теория механизмов и машин
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту на тему:
Анализ и синтез механизмов технологического оборудования машиностроения
ПГТА 2. 151001. 141-9 ПЗ
Выполнил студент группы 08М1
Хохлов М.А.
Руководитель проекта:
Потемкин А.Н.
2010г.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Кинематическая схема механизма представлена на рисунке 1.
Длина кривошипа: OA = 0,05 м;
Длина шатуна: AB = 022 м;
Длина кулисы: ВС = 0,22 м;
OC = 0,31 м;
y = 0,15 м;
Угловая скорость двигателя: ωd = 286 рад/с.
Массы звеньев:
m1 = 12 кг;
m2 = 15 кг;
m3 = 19 кг;
m5 = 21 кг.
Моменты инерции звеньев:
Сила сопротивления Fc=1,4кН.
Числа зубьев зубчатых колес: Z1= 12, Z2= 30,
модуль зубчатой передачи: m = 3 мм.
Рисунок 1 – Схема механизма
Оглавление
Исходные данные для проектирования
Оглавление
1. Синтез, структурное и кинематическое исследование механизма
1.1 Описание схемы механизма
1.2 Структурное исследование механизма
1.3 Кинематическое исследование механизма
1.3.1 Построение кинематической схемы механизма
1.3.2 Построение планов скоростей
1.3.3 Определение угловых скоростей звеньев
1.3.4 Построение плана ускорений
1.3.5 Определение угловых ускорений звеньев
2. Силовой (кинетостатический) расчет механизма
2.1 Определение реакций в кинематических парах
2.2 Силовой расчет ведущего звена
2.3 Силовой расчет ведущего звена методом Н.Е. Жуковского
3. Синтез зубчатого зацепления
3.1 Определение геометрических параметров пары цилиндрических прямозубых эвольвентных зубчатых колес
3.2 Построение картины зацепления пары зубчатых колес
4. Синтез кулачкового механизма
Литература
1. Синтез, структурное и кинематическое исследование механизма
1.1 Описание схемы механизма
Кинематическая схема механизма представлена на рисунке 1.
Звено 1 совершает полный оборот вокруг оси, проходящей через точку O. Звенья 2 совершает сложные движения в плоскости. Звено 3 совершает качательное движение. Звено 5 совершает поступательное движение.
1.2 Структурное исследование механизма
Так как рассматриваемый механизм является плоским механизмом, то степень подвижности определяется по формуле П.Л. Чебышева:
где n – число подвижных звеньев,
– число кинематических пар пятого и четвертого классов соответственно. 
В рассматриваемом механизме одно ведущее звено.
Определяем класс и порядок механизма.
В таблице 1 показано разложение механизма на группы Ассура. В таблице 2 приведены обозначения кинематических пар, указаны их вид, порядок и класс.
Таблица 1
| № звеньев | Схема структурной группы и механизма I класса | Класс | Порядок | Вид |
| 5-4 |         | II | 2 | 4 |
| 3-2 |  | II | 2 | 1 |
| 0-1 |  | I | - | - |
Таблица 2
| Обозначение КП | Звенья, составляющие КП | Характеристика КП |
| O | 0-1 | Вращательная низшая, 5 класс |
| A | 1-2 | Вращательная низшая, 5 класс |
| B | 2-3 | Вращательная низшая, 5 класс |
| C | 0-3 | Вращательная низшая, 5 класс |
| D3 | 3-4 | Вращательная низшая, 5 класс |
| D5 | 4-5 | Поступательная низшая, 5 класс |
| E | 0-5 | Поступательная низшая, 5 класс |
Формула строения механизма:
Рассматриваемый механизм является механизмом
класса.1.3 Кинематическое исследование механизма
1.3.1 Построение кинематической схемы механизма
Масштабный коэффициент кинематической схемы определяется по формуле:
Выполняем построение кинематической схемы механизма в принятом масштабе длин по заданным размерам звеньев и параметров механизма.
Разбиваем траекторию движения кривошипа OA на 12 частей. В качестве нулевого положения механизма (от которого начинается отсчет движения) принимаем одно из крайних положений. С этого положения начинается рабочий ход механизма.
Вычерчиваем траектории движения центров тяжести звеньев 2 и 4 (точки
, 
и 
)Одно из положений звеньев механизма, положение, для которого выполняется силовой расчет, обводится более яркими линиями.
1.3.2 Построение планов скоростей
Определяем угловую скорость вращения кривошипа:
Определяем скорость точки A кривошипа OA:
.Вектор скорости точки A перпендикулярен ведущему звену и направлен в сторону его вращения. Откладываем его из полюса в виде отрезка Ра длиной 87.5 мм в масштабе:
Определяем скорости других точек механизма.
Для определения скорости точки B составляем систему векторных уравнений:
.В этой системе векторных уравнений известны по модулю и направлению векторы абсолютных скоростей
и 
(скорость была определена выше, а скорость равна нулю, т.к. точка принадлежит стойке, а, следовательно, неподвижна). Векторы относительных скоростей известны только по направлению. Вектор скорости 
направлен перпендикулярно звену AB, вектор скорости 
направлен перпендикулярно звену ВС.Построения выполняем в следующей последовательности: В соответствии с первым векторным уравнением проводим вектор pa перпендикулярно кривошипу OA в сторону его вращения. Через конец этого вектора проводим прямую, перпендикулярную звену AB (это линия вектора
). В соответствии со вторым векторным уравнением вектор обращается в точку, которую мы и откладываем в полюсе плана. Из этой точки, как из конца вектора, проводим прямую, параллельную направляющей. Точка пересечения ее с ранее проведенной прямой дает нам конец вектора абсолютной скорости точки B 
. Начало его лежит в полюсе плана скоростей.Таким образом, отрезок pb в масштабе определит значение линейной скорости точки B в каждом из положений звеньев механизма.
Аналогично строим план скоростей для точки D5. Система векторных уравнений при этом имеет вид:
Скорость точки D3 определяется из пропорции:
, 
Линейные скорости центров тяжести 2 и 3 звеньев определяются из пропорций:
откуда получаем отрезки
плана скоростей, которые с учетом масштаба 
дают значения скоростей центров тяжести.