Курсовая с практикой на тему Теория механизмов и машин

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………4
1. Задание 1 — Геометрический синтез и проектирование
прямозубого эвольвентного зацепления………………………………… 5
1.1 Исходные данные…………………………………………………………..5
1.2 Геометрический расчет параметров прямозубого
эвольвентного зацепления………………………………………..………………5
1.3 Расчет коэффициентов скольжения в передаче……….…………………7
1.4 Порядок построения картины эвольвентного зацепления………………8
2. Задание 2 — Проектирование, кинематический и силовой
анализ рычажного механизма…………………………………………………..10
2.1 Исходные данные и структурная схема рычажного механизма….
2.2 Структурный анализ механизма…………………………………………12
2.3 Определение недостающих размеров рычажного механизма по заданным условиям синтеза. Выбор масштабного коэффициента для построения кинематической схемы проектируемого механизма…………….10 2.4 Кинематическое исследование механизма методом построения планов скоростей и ускорений……………………….…………………………………12
2.5 Определение сил инерции и моментов от сил инерции звеньев механизма………………………………………………………………………..16
2.6 Определение реакций в кинематических парах механизма и уравновешивающей силы на начальном звене для положения рабочего хода (механизм рассматривается по группам Ассура, согласно структурному анализу)……………………………………………………………………….…17
2.7 Определение уравновешивающей силы по рычагу Жуковского………21

2.8 Определение относительной разности при определении уравновешивающей силы при рассмотрении механизма по группам Ассура и при расчете уравновешивающей силы по рычагу Жуковского………………23
3. Задание 3 – Проектирование и синтез кулачкового механизма………….24
3.1 Исходные данные………………………………………………………….24
3.2 Расчет масштабного коэффициента угла поворота кулачка, масштабных коэффициентов перемещений, аналогов скоростей и аналогов ускорений. Расчет ординат аналогов скоростей и ускорений на фазе опускания……………………………………………………………………..…24
3.3 Перевод величин аналогов скорости в масштаб построения профиля кулачка для графического определения начального радиуса кулачка……………………………………………………………………………26
3.4 Расчет масштабного коэффициента при построении
графика углов давления. Значения углов давления для различных
положений механизма………………………………………………………….28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….29
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ,…………………………………………………..30

Введение:

Курсовой проект (КП) по теории механизмов и машин (ТММ) –комплексная расчетно-графическая работа, охватывающая основные разделы курса ТММ, завершающая естественно-научную подготовку и открывающая им путь к общетехническому образованию.
Развитие современной науки и механики неотъемлемо связано с созданием новых машин механизмов и приводов, повышающих продуктивность и облегчающих труд людей.
В данном курсовом проекте необходимо выполнить расчет механизма, состоящего из зубчатой неравносмещенной передачи, рычажного механизма, и кулачка.
При выполнении проекты используются знания полученные при изуче-нии математики, черчения физики.
Целью курсового проекта есть овладение необходимыми для инженерной деятельности способами начального проектирования механических устройств. Вычисления курсового проекта можно произвести с помощью программы EXLE.
Курсовой проект позволяет закрепить и расширить теоретические знания связанные с синтезом и анализом современных механизмов и машин, научиться самостоятельно принимать решения при выполнении исследовательских задач.
По своему содержанию КП охватывает основные разделы курса ТММ и включает в себя задачи по проектированию и исследованию зубчатых, рычажных  и кулачковых механизмов. 

Заключение:

В результате выполнения данного курсового проекта спроектирован привод ленточного конвейера.
На первом этапе выполнения курсового проекта в соответствии с исходными данными было рассчитано эвольвентное неравносмещенное зацепление, рассчитаны основные геометрические размеры передачи выполнен анализ зацепления, определены коэффициенты удельного скольжения, построена картина зацепления.
На втором этапе проведены структурный, кинематический и динамический анализ рычажного механизма, определены скорости и ускорения для двух положений механизма, а также для этих положенй проведен силовой расчет и выполнена проверка при помощи метода Жуковского.
На третьем этапе проведен расчет кулачкового механизма с применением графоаналитического метода. Определены размеры кулачка при помощи метода обращенного движения. Каждый раздел кроме теоретической части содержит графическую.

Фрагмент текста работы:

1. Задание 1 — Геометрический синтез и проектирование прямозубого эвольвентного зацепления
Исходные данные
1. Модуль зубьев                                                                       m =1,5мм;
2. Число зубьев:       шестерни                                                  z1 =12;
       колеса                                                       z2 =23;
3. Коэффициенты смещения:  шестерни                                  ξ1 = 0,905
   колеса                                       ξ2 = 0,66
4. Коэффициент высоты делительной головки зуба              fa =1,0;
5. Коэффициент радиального зазора                                       с*=0,25;
Угол профиля исходного контура (рейки)                         α =20°
1.2 Геометрический расчет параметров прямозубого эвольвентного зацепления
1.Коэффициент суммы смещений
ξΣ= ξ1 + ξ2= 0,905+ 0,66 =1,565
2.Угол зацепления αw 
inv αw = inv α + 2 ξΣtg α /( z1 + z2) = 
inv 20о + 2∙1,565 tg 20о / ( 12 + 23) = 0,014904 + 0,032549 = 0,047453.
                      αw = 28,8667о = 28о52’.
Угол αw находят по таблице 5 эвольвентной функции (Приложение 8) [1].
3. Межосевое расстояние
aw = [m * (z1 + z2) /2] * (cos α / cos αw) =
     = [1,5* (12+ 23) / 2] * (cos 20o / cos 28,8667o) =
     = [1,5 * 35 / 2] * (0,9397 / 0,8757) = 28,169 мм.
4. Диаметры делительных окружностей:
d1 = m ∙z1 = 1,5* 12 = 18 мм; d2 = m * z2 = 1,5 *  23 = 34,5 мм.
5. Делительное межосевое расстояние
a = (d1 + d2) / 2 = (18 + 34,5) / 2 = 26,25 мм.
6. Коэффициент воспринимаемого смещения
y = (aw – a) / m = (28,169 – 26,25) / 1,5 = 1,279.
7. Коэффициент уравнительного смещения
∆y = ξΣ – y = 1,565 – 1,279 = 0,286.
8. Радиусы начальных окружностей:
rw1 = (m * z1 / 2) * (cos α / cos αw) = 
      = (1,5 * 12 / 2) *  (cos 20o / cos 28,8667o) = 9,658 мм;
rw2 = (m * z2 / 2) * (cos α / cos αw) = 
      = (1,5 * 23 / 2) *  (cos 20o / cos 28,8667o) = 18,511 мм.
Проверка вычислений:
аw = rw1 + rw1 = 9,658 +18,511 = 28,169 мм.
6. Радиусы окружностей вершин зубьев:
ra1 = m * (z1 / 2 + fa* + ξ1 — ∆y) = 1,5 * (12 / 2 + 1 + 0,905 – 0,286) = 11,4285 мм;
    ra2 = m * (z2 / 2 + fa* + ξ2 — ∆y) = 1,5 * (23 / 2 + 1 + 0,66 – 0,286) = 19,311 мм.
10. Радиусы окружностей впадин:
rf1 = m * (z1 / 2 — fa* + ξ1 – c*)  =  1,5 * (12 / 2 — 1 + 0,905 – 0,25) = 8,4825 мм;
    rf2 = m * (z2 / 2 — fa* + ξ2  – c*)  =  1,5 * (23 / 2 — 1 + 0,66 – 0,25) = 16,365 мм.
11. Высота зуба
    h = ra1 – rf1 = ra2 – rf2 =11,4285 – 8,4825 = 19,311 – 16,365 = 2,946 мм. 
12. Толщина зубьев по делительной окружности:
s1 = m * (π /2 + 2 * ξ1 * tg α) = 1,5 * (3,14 / 2 + 2 * 0,905 * tg 20o) = 3,343 мм;
s2 = m * (π /2 + 2 * ξ2 * tg α) = 1,5 * (3,14 / 2 + 2 * 0,66 * tg 20o) = 3,076 мм.
13. Радиусы основных окружностей:
rb1 = r1 * cos α =9 * cos 20o = 8,457 мм;
rb2 = r2 * cos α = 17,25 * cos 20o = 16,21 мм.
14. Углы профиля в точке на окружности вершин:
αа1 = arcos (rb1 / ra1) = arcos(8,457 / 11,4285) = 42,269o;
 αа2 = arcos (rb2 / ra2) = arcos(16,21 / 19,311) = 32,921o.
15. Толщины зубьев по окружности вершин:
sa1 = m * (cos α / cos αa1) * [π/2 + 2 * ξ1 * tg α – z1 *  (inv αa1 – inv α) = 
= 1,5 * (cos 20o/cos 42,269°) * [3,14/2 + 2 * 0,905 * tg 20o – 
12 *(inv 42,269o – inv 20o)] = 0,673 мм;
sa2 = m * (cos α / cos αa2) * [π/2 + 2 * ξ2 * tg α – z2 *  (inv αa2 – inv α) = 
= 1,5* (cos 20o/cos 32,921о) * [3,14/2 + 2 * 0,66 * tg 20o – 
23 *(inv 32,921o – inv 20o)] = 1,215 мм.
16. Коэффициенты толщины зубьев по окружности вершин:
sa1* = sa1 / m = 0,673 / 1,5 = 0,449 ≥ 0,4;
sa2* = sa2 / m = 1,215 / 1,5 = 0,81 ≥ 0,4.
Условие отсутствия заострения выполняется, если толщина зуба по окружности вершин ≥ 0,4m.
17. Коэффициент торцового перекрытия
εα = (z1 / 2π) * (tg αa1 – tg αw) + (z2 / 2π) * (tg αa2 – tg αw) = 
    = (12 / 6,28) * (tg 42,269o – tg 28,8667о)+ (23 / 6,28) * (tg32,921o – tg 28,8667о)= 1, 05.
Сравнение с допустимым значением [εα] > 1,0 показывает, что это условие для данной передачи выполняется.
1.3 Расчет коэффициентов скольжения в передаче 
 
ρ1, ρ2-радиусы кривизны евольвент профилей зубьев колес 1,2
Значения величин  удельного скольжения заносим в таблицу 1.1.
 Таблица 1.1
Положение 
Величина 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ρ_2/ρ_1 0 1/9 2/8 3/7 4/6 5/5 6/4 7/3 8/2 9/1 ∞
〖z_(1∙) ρ〗_2/〖z_(2∙) ρ〗_1 0 0,058 0,13 0,224 0,347 0,521 0,783 1,217 2,087 4,696 ∞
 
1 0,942 0,8696 0,776 0,652 0,478 0,217 -0,217 -1,08 -3,696 -∞
ρ_1/ρ_2 ∞ 9/1 8/2 7/3 6/4 5/5 4/6 3/7 2/8 1/9 0
〖z_(2∙) ρ〗_1/〖z_(1∙) ρ〗_2 ∞ 17,25 7,667 4,472 2,875 1,917 1,278 0,821 0,479 0,213 0