Кинематическое и динамическое исследование механизма транспортера. Конструкторская разработка редуктора и расчет на прочность определенных деталей привода пресса

 Министерство образования Российской Федерации

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра АПП и Э

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему: Кинематическое и динамическое исследование механизма транспортера. Конструкторская разработка редуктора и расчет на прочность определенных деталей привода пресса.

по курсу прикладная механика

Исполнитель  

Студент гр.141 э                                                                             А.Н.Родионов

Руководитель: зав. кафедрой                                                        С.П.Волков                                                     канд. техн. наук                                                                                                       

Нормоконтролер                                                                             Н.Н.Гужикова

Зав. лабораторией

Благовещенск 2003

Министерство образования Российской Федерации  Амурский Государственный Университет

Кафедра АППиЭ    Утверждаю             С.П. Волков

Задание

К Курсовому проектированию студента Зимина И. В.            1. Тема проекта: "Кинематическое и динамическое исследование механизма пресса и проектирование привода с двухступенчатым редуктором с раздвоенной быстроходной ступенью

(утверждено по вузу от                        2003г.)

2. Срок сдачи студентом законченного проекта

3. Исходные данные по проекту:

1)  схема выбирается из варианта  - 10

2)  цифровые данные из варианта - 1

угловая скорость вала электродвигателя – ω_эл = 150,2 рад/с, угловая скорость вала кривошипа – ω_кр = 30 рад/с, сила производственных сопротивлений – Р_пс = 8 кН.

4. Содержание расчётно-пояснительной записки:

1)  Выполнить структурный анализ рычажного механизма пресса.

2)  Провести кинематический анализ механизма пресса графическим          и аналитическим методами. Выполнить динамический анализ машинного агрегата.

3)  Расчёты элементов редуктора

5. Перечень графического материала:

Лист 1: Анализ рычажного механизма пресса:

1)  Планы положений механизма.

2)  Планы скоростей.

3)  Планы ускорений.

4)  Диаграммы перемещений, аналогов скоростей и ускорений.

Лист 2: Сборочный чертёж редуктора;

Лист 3: Рабочие чертежи деталей:

1)  картер редуктора.

2)  зубчатое колесо.

3)  выходной вал редуктора

6. Консультация по проекту:    Волков С.П.                                                

7. Дата выдачи задания: 

Руководитель:               Волков С.П.

Задание принял к исполнению:

РЕФЕРАТ

Отчет: 42 стр.,2 рисунка , 5 источника

ТРАНСПОРТЕР, КРИВОШИП, ВАЛ, ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, РЕДУКТОР,  ПОДШИПНИК, ШПОНКА, ПОЛЗУН, КОЛЕСО

Исследование механизмов транспортера, проектный расчет редуктора ,  определение реакций опор, структурный анализ, подбор муфт и шпонок, выбор и проверка подшипников.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Введение                                                                                                               7

1.  Кинематическое исследование пресса                                                         8

1.1.  Кинематическая схема машинного агрегата                                    8

1.2.     Кинематическая схема исполнительного механизма                         9

1.3.    Структурный анализ пресса                                                                 10

1.4.    Кинематический анализ рычажного механизма

1.4.1.  План положений                                                                             10

1.4.2.  План скоростей                                                                               11

1.4.3.  План ускорений                                                                              12

1.5.    Построение диаграммы перемещений                                                 16

1.6.    Построение диаграммы скоростей                                                            

1.7.  Построение диаграммы ускорений                                                   17

1.8.  Динамический анализ                                                                         17

2.  Привод

2.1.  Выбор электродвигателя                                                                    20

2.2.    Общее передаточное отношение                                                           21

2.3.    Выбор схемы редуктора                                                                         21

2.4.    Расчет основной ступени редуктора                                                     21

2.5.    Делительные диаметры колеса и шестерни                                         27

2.6.    Определение сил в зацеплении                                                             29

2.7.   Проектный расчет валов                                                                         29

2.7.1 Быстроходный вал                                                                                 29

2.7.2 Тихоходный вал                                                                                     31

2.8  Расчет крышек подшипников и стаканов                                              32

2.9  Расчет деталей корпуса                                                                           33

2.10   Смазка и охлаждение                                                                             35

2.11   Расчет прочности шпоночного соединения (тихоходного вала)       36

2.12   Выбор муфт                                                                                             37

2.13   Расчет реакций опор тихоходного вала                                                37

2.14   Расчет подшипников качения                                                                38

Заключение                                                                                                              40

Список использованных источников                                                                    41

Приложение 1. Спецификация                                                                               42

Приложение 2.   Эпюры изгибающих моментов сил                                             43                                          

ВВЕДЕНИЕ

По классификации ЭНИМС относят станки, имеющие прямолинейное движение резания независимо от того, работают ли они резцами или протяжками и прошивками. В строгальных станках движение подачи имеет заготовка или резец. Строгальный станок служит для обработки разнообразных линейчатых поверхностей, описанных прямой, перемещающейся по направляющей линии. Относительное перемещение заготовки и инструмента по направляющей линии обеспечивается движением подачи, а по образующей-движением резания. Движение резания строгальных станков всегда горизонтально.

Поперечно-строгальные станки применяют в единичном и серийном производстве для обработке небольших по размерам заготовок. Продольно-строгальные станки позволяют обрабатывать станины станков, корпусные детали и т.п.

1.  КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ  ПРЕССА

1.1.  К и н е м а т и ч е с к а я  с х е м а  м а ш и н н о г о  а г р е г а т а

Кинематическая  схема  машинного  агрегата

1 – электродвигатель;

2 –муфта;

3 – редуктор;

4 –муфта;

5 – пресс;

Рис. 1

1.2 К и н е м а т и ч е с к а я  с х е м а  и с п о л н и т е л ь н о г о м е х а н и з м а

Кинематическая схема исполнительного механизма

1 -   станина;

2 – кривошип АВ;

3 –камень кулисы;

4 – коромысло СD;

5 - шатун DE;

6 – ползун

Рис.2

1.3 С т р у к т у р н ы й  а н а л и з  п р е с с а

Количество подвижных звеньев n = 5. Количество кинематических пар пятого  класса =7, =0. Число степеней подвижности механизма

W = 3n - 2- = =1

1.4  К и н е м а т и ч е с к и й  а н а л и з  р ы ч а ж н о г о  м е х а н и з м а

1.4.1. П л а н   п о л о ж е н и й

Для построения планов положений механизма выбираем масштабный коэффициент =0,002 м/мм. Проводим окружность радиусом равным АВ, так как кривошип АВ  совершает полный оборот. Выше точки А на расстоянии L₁ ставим точку С и из неё параллельно оси ОХ проводим линию длиной СЕ. Отрезок длинной СЕ делим точкой D так, чтобы СD/ED= 1/2. Из точки D через точки С и Е проводим две окружности радиусами DC и DE соответственно. Из точки Е под углом в 83⁰ вниз откладываем отрезок длиной ЕF.Через точку F проводим линию, параллельную оси ОУ. Начиная от крайнего положения точки В₀ через каждые  30⁰  на окружности АВ ставим точки В₁,В₂,..,В₁₂. Второе крайнее положение точки В обозначаем В₇¹. Через каждую точку В₁,В₂,..,В₁₂          проводим линии до окружности DC так, чтобы перпендикуляр к каждой линии проходил через точку D. Перпендикуляры проводим до окружности DE.Из каждой точки Е проводим отрезки, равные EF до линии, параллельной оси ОУ. Получаем 12 положений выходного звена Е.

1.4.2. П л а н  с к о р о с т е й

1)   Величина скорости точки А равна нулю.

2)   Величина скорости точки В₂ определяется по формуле

u_в2=w_кр*l_АВ=0,26*16=6,24 (м/с)           

Направление её в соответствии с направлением перпендикулярно звену АВ. Связь между скоростью точки В и скоростью точки А выражается формулой

u_в=u_А+u_ВА                              

Отложим от полюса Р расстояние (Рb₂)=2*АВ (Рb₂ перпендикулярно АВ₂ )

3)  Скорость точки В₃  равна скорости точки В₂ .

4)  Скорость точки D равна нулю.

5)  Скорость точки С₂  неизвестна по модулю. Она направлена перпендикулярно DC

6)  Скорость точки В₄/ В₂В₃неизвестна  по модулю. Она направлена параллельно ВС, противоположно скорости точки В₃. Скорость точки В₄ относительно точки D направлена по касательной к окружности BD. На пересечении скоростей В₄/В₂В₃ и В₄/D отмечаем точку d4.Скорость В₄/С направлена перпендикулярно ВС. На пересечении скоростей С/D и В₄/D        ставим точку с. Так как СD/ED= 1/2, через полюс проводим линию СЕ, причем СP/EP= ½ .Ставим точку е.

7)  Скорость точки Е направлена противоположно скорости точки с.

8)   Скорость точки F/Е направлена перпендикулярно EF.Из точки е проводим линию, перпендикулярную EF.

9)  Скорость точки F/D совпадает с осью ОУ. Через полюс проводим линию, параллельную ОУ.

10)   На пересечении линий PF и EF ставим точку f.

11)  Учитывая масштабный коэффициент, находим модули всех скоростей