Структурный анализ и кинематический синтез главного механизма

Главный  механизм.  Схема 6.2

Номер  задания  на курсовое  проектирование:   КР 9___ . 6__2 . 00_

Общую схему машины см. пакет ТММ_КР, раздел “Схемы машин”, подраздел “Механические прессы” (без механизма подачи).

Размеры звеньев механизма подбираются по следующим критериям:

1. Обеспечить ход рабочего ползуна 5 “S_П” в соответствии с вариантом задания по таблице 1.

Допустимая погрешность:  d_Sп = 5% .

2. Функция перемещения ползуна 5 должна иметь только один экстремум. Расстояние от оси Yo до оси ползуна выбирается конструктивно.

Ориентировочныйдиапазон  значений  длины  кривошипа 1:   (0,5 ... 0,8) S_П.

В таблице 2 приведены ориентировочные отношения длин звеньев к длине кривошипа, которые  можно  использовать в качестве начального приближения для поиска  размеров. Углы b₁, b₂ могут быть не одинаковыми, составляют ориентировочно 10^О … 20^О.

В таблице 1 даны значения частоты вращения кривошипа n₁, его угловая скорость вычисляется, как:

w₁ = p n₁ / 30

Таблица 1

В А р	Ход Sп,  м	n1 об/мин	Fт кН	j1O	Тип зубчатого механизма	В а р	Ход Sп,  м	n1 об/мин	Fт кН	j1O	Тип зубчатого механизма
1	0,14	80	17,0	70	Рядн.2-х ст.	11	0,15	60	16,5	90	Пл. “A”
2	0,16	60	16,5	80	Пл. “A”	12	0,17	65	17,0	70	Пл. “B”
3	0,18	75	16,0	90	Пл. “B”	13	0,19	70	16,0	80	Рядн.2-х ст.
4	0,20	85	15,5	100	Рядн.2-х ст.	14	0,21	65	15,5	90	Пл. “A”
5	0,22	65	16,0	70	Пл. “A”	15	0,23	60	16,5	100	Пл. “B”
6	0,24	50	16,5	80	Пл. “B”	16	0,25	55	16,0	70	Рядн.2-х ст.
7	0,26	55	17,0	90	Рядн.2-х ст.	17	0,27	50	17,0	80	Пл. “A”
8	0,28	40	15,0	100	Пл. “A”	18	0,29	45	16,5	90	Пл. “B”
9	0,30	60	16,0	80	Пл. “B”	19	0,31	40	16,5	100	Рядн.2-х ст.
10	0,32	90	15,5	90	Рядн.2-х ст.	20	0,33	45	15,0	80	Пл. “A”

Таблица 2

A1B1	(3,0 . . . 3,5) OA1	XC1	– (1,0 . . . 1,5) OA1
C1B1	(1,5 . . . 2,5) OA1	YC1	(3,0 . . . 4,0) OA1
A2B2	(4,5 . . . 5,5) OA1	lp	(1,5 … 2,0) SП

где:  X_C1, Y_C1 – координаты опоры С₁  в системе OX₀Y₀.

Цикл работы механизма начинается от того положения, в котором ползун 5 занимает:

- для нечетных вариантов – крайнее верхнее положение,

- для четных вариантов – крайнее нижнее положение.

Рабочий участок Sp, на котором действует технологическая сила Fт располагается на прямом ходе ползуна, когда он движется:

- для нечетных вариантов – сверху вниз

- для четных вариантов – снизу вверх.

Величина рабочего хода ползуна:  Sp = 0,7 S_П.

Массы  звеньев  принимаются  приближенно,  числено  равными:

m₁ » 150 l₁ ;     m_i » 100 l_i ,  i = 2, 3, 4;    m₅ » 110 l_p ,       где:  l_i – длина  звена.

Моменты инерции  звеньев. Кривошип: J₁ » 2,5 m₁ l₁² p/30; остальные  звенья:  J_i » m_i l_i² p/30 ,  i = 2, 3, 4.

Центры масс звеньев находятся:  кривошип 1 – в точке O,

                       у остальных звеньев – в их геометрическом центре.
Содержание курсовой работы

Введение

1. Структурный анализ главного механизма

2. Кинематический синтез главного механизма

    Описываются критерии, по которым производится подбор размеров звеньев, приводится таблица принятых размеров и расчет  погрешности реализации хода рабочего органа.

3. Кинематический анализ главного механизма

3.1. Постановка задачи

           Описывается постановка задачи кинематического анализа применительно к исследуемому механизму.

           Рисунок планов механизма для 12 положений.

    3.2. Кинематический анализ в одном положении механизма

          Производится в одном положении механизма (называемом в дальнейшем “расчетным”), характеризующемся  углом  поворота  кривошипа j₁ от  начала  цикла,  указанным  в  таблице 1.

3.2.1. Метод векторных контуров

           Описание метода. Определение положения, скорости и ускорения ползуна 5, угла поворота, угловой скорости и  углового ускорения шатунов 2,4 и коромысла 3 в расчетном положении. Расчетные схемы, уравнения, расчеты.

3.2.2. Метод преобразования координат

           Описание метода. Определение положения, скорости и ускорения центра масс шатуна 2 в расчетном положении.  Расчетные схемы,  расчеты.

3.3. Кинематические диаграммы

          Графики и таблицы изменения кинематических параметров движения звеньев за полный оборот кривошипа:

          а) Перемещение, скорость и ускорение ползуна 5.

          б) Угол поворота, угловая скорость и угловое ускорение шатунов 2, 4 и коромысла 3 (только таблицы).

          в) Скорости и ускорения центров масс шатунов 2, 4 и коромысла 3 (только таблицы).

4. Инерционные параметры главного механизма

    Вычисление масс и моментов инерции звеньев

5. Внешняя нагрузка

         Описание внешней нагрузки, действующей на рабочий орган главного механизма. Описание принципа приведения сил и моментов к главному валу. Вычисление приведенного момента сил сопротивления в расчетном положении.

         График приведенного момента сил сопротивления. Определение минимально  требуемой мощности двигателя

6. Проектирование привода

    Описание постановки задач, решаемых в разделе.

    6.1. Выбор двигателя

           Описание критериев, по которым выбирается двигатель. Параметры и механическая характеристика

           выбранного двигателя

    6.2. Проектирование зубчатого механизма

           Расчет требуемого передаточного отношения. Проектировочный расчет зубчатого  механизма.

7. Силовой расчет главного рычажного механизма

    7.1. Постановка задачи

           Описание постановки задач, решаемых в разделе и принципов, на которых базируется их решение.

    7.2. Силовой расчет в одном положении механизма

          7.2.1. Внешние  силы

           Вычисление и анализ внешних сил, действующих на звенья главного механизма в расчетном положении.

7.2.2. Реакции  в  кинематических  парах.

             Силовой расчет структурных групп: определение реакций в кинематических парах.

             Расчеты проводятся: для группы A₂B₂ – аналитически,  для группы A₁B₁C₁ – методом планов сил.

7.3. Изменение реакций в кинематических парах в процессе движения.

          Графики изменения реакций в ползуне B₂, в опоре С₁, и в опоре кривошипа O за полный оборот кривошипа без учета сил  трения..

Заключение

Литература