Основной целью курсового проектирования является подготовка к комплексному проектированию определенной машины или механизма

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

ИЖЕВСК 2000 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ. 4

ВВЕДЕНИЕ

 

Основной целью курсового проектирования является подготовка к комплексному проектированию определенной машины или механизма. Выполняя курсовой проект, студенты знакомятся с общими принципами исследований кинематических и динамических свойств механизмов и методами проектирования их. При этом студенты закрепляют знания, полученные на лекциях и лабораторных занятиях, и дополняют их, обращаясь к специальной литературе, справочникам и пособиям. В связи с этим студент получает определенные навыки, развивающие его способности в творческой деятельности, что является весьма важным в работе инженера.

При курсовом проектировании начинается профессиональное становление будущего инженера – приобретение опыта самостоятельного решения задач, связанных с производственной деятельностью. Так как курсовой проект по ТММ является первым студенческим проектом, он имеет следующие особенности:

1. Студенты, впервые сталкиваясь с решением комплексной задачи, испытывают трудности в правильном выборе метода решения той или иной задачи, распределении бюджета своего времени, в оформлении графической части проекта.

2. У большинства студентов отсутствуют навыки активного использования знаний, полученных при изучении курса математики, физики, теоретической механики, а также дисциплин, закладывающих основы их будущей специальности "Введение в специальность" и "Технология конструкционных материалов".

3. Проект по ТММ состоит из нескольких взаимосвязанных частей, и поэтому исходными данными для решения последующих задач служат результаты полученных ранее решений. Это обуславливает необходимость тщательной проверки полученных результатов, чтобы исключить случайную ошибку.

4. Теоретический материал для курсового проекта сообщается на лекциях. Курсовой проект выполняется параллельно с чтением курса лекций, что связывает порядок и график выполнения проекта.

Сформулируем требования и рекомендации, обеспечивающие успешное выполнение курсового проекта:

1. Обязательное посещение лекций с ведением конспекта (пусть краткого).

2. Выполнение курсового проекта по утвержденному кафедрой графику, защита курсового проекта строго в установленную дату.

3. Следует помнить, что потеря времени в начале проектирования почти невосполнима в конце, так как поспешное выполнение проекта не дает глубоких знаний, приводит к ошибкам, что сказывается на результатах защиты проекта и может привести к получению неудовлетворительной оценки.

4. Систематические встречи с руководителем проекта. Руководитель проекта обычно консультирует большое количество студентов и поэтому откладывание встречи с ним может привести к большой потери времени в конце проектирования за счет создавшейся очереди. Это приводит к бесполезной трате времени на ожидание и уменьшению времени общения с руководителем.

5. Внимательное изучение указаний по выполнению и оформлению курсового проекта.

6. Использование учебников, пособий, справочников. Один конспект лекций, безусловно, недостаточная литература для выполнения проекта.

7. Применение электронно-вычислительных машин или хотя бы средств малой механизации вычислительной работы (микрокалькулятор "Электроника").

8. Эффективное использование консультаций руководителя, на которых студент может выяснить способ решения того или иного вопроса, на который он не нашел самостоятельного решения, а также проверить и утвердить руководителем выполненный раздел проекта. Поэтому студенту необходимо подготовиться к консультации - сформулировать свои вопросы и быть готовым четко и ясно ответить "каким образом" и "почему" получены те или иные результаты.

Соблюдение этих условий и рекомендаций является основой четкого, организованного по времени и высококачественного выполнения проекта.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Требования к оформлению графической части курсового проекта

2. В правом нижнем углу чертежа делается основная надпись, образец заполнения которой дан в приложении 1. 3. Графические построения выполняются в карандаше с соблюдением ГОСТов… 4. Толщина основной линии должна быть от 0,6 до 1,0 мм в зависимости от величины формата и сложности чертежа.

Требования к содержанию и оформлению пояснительной записки

Каждая часть пояснительной записки, сопровождающая данный раздел проекта, предъявляется руководителю вместе с соответствующим листом. В конце… 2. Записка пишется разборчивым почерком чернилами на одной стороне листа… 3. Записка пишется аккуратно, перечеркивание текста и чисел не допускается.

Содержание проекта

Лист 1. Проектирование и кинематическое исследование плоских механизмов с низшими кинематическими парами.

Порядок выполнения листа:

1. Производится синтез механизма по коэффициенту изменения, скорости хода или другим условиям.

2. Строится план механизма в масштабе К_L м/мм и производится разметка траекторий точек механизма для 8 положений, начиная с нулевого положения при рабочем ходе машины.

3. Строятся планы скоростей и ускорений для двух положений механизма.

4. Определяются масштабы планов K_V и К_A.

5. Строится диаграмма пути ведомой точки рабочего звена машины в функции времени (или угла поворота ведущего звена).

6. Графическим дифференцированием графика пути строят диаграмму скорости.

7. Графическим дифференцированием графика скорости получают диаграмму ускорения.

8. Определяют масштабы диаграмм K_S', K_V', К_A'.

9. На диаграммы движения ведомой точки рабочего звена машины наносят диаграммы, построенные в результате расчета кинематических характеристик звена на ЭВМ.

Содержание записки:

1. Исходные данные.

2. Краткое описание конструкции и работы проектируемого механизма.

3. Определение длин звеньев.

4. Структурный анализ механизма.

5. Определение всех масштабов K_L, K_V, К_A.

6. Векторные уравнения к планам скоростей и ускорений.

7. Расчеты, связанные с построением планов скоростей и ускорений.

8. Расчет масштабов диаграмм K_S', K_V', К_A', К_T.

9. Аналитическое определение кинематических характеристик всех звеньев проектируемого механизма.

10. Результаты расчета на ЭВМ.

Текст должен содержать следующие рисунки и таблицы:

1. Кинематическую и структурную схему механизма.

2. Эскизы, поясняющие построение планов скоростей и ускорений.

3. Эскиз проектируемого механизма, поясняющий вывод формул для аналитического расчета механизма.

4. Таблицу сравнения скоростей и ускорений ведомого звена, определенных с помощью построения планов скоростей и ускорений, с помощью кинематических диаграмм, в результате расчета на ЭВМ.

Лист 2. Синтез плоских кулачковых механизмов.

Порядок выполнения листа:

1. Строится в произвольном масштабе диаграмма ускорения толкателя , которая одновременно является диаграммой .

2. Графическим интегрированием получается диаграмма ,

она же .

3. Графическим интегрированием диаграммы скорости получаем диаграмму пути .

4. Определяются масштабы диаграмм K_S, K_V, K_A, K_T.

5. Производится динамический синтез кулачка.

6. Методом обращения движения строится теоретический и практический профиль кулачка.

7. Строится заменяющий механизм в одном положении и для него план скоростей и ускорений.

8. Для всех положений по профилю кулачка определяется угол передачи движения и строится график .

9. 8(1). На чертеже кулачка показать Ðγ и Ðα.

Содержание записки:

1. Исходные данные и цель синтеза кулачкового механизма.

2. Расчет масштабов.

3. Сводная таблица значений функций движения толкателя для всех положений разметки (S и ).

4. Определение радиуса основной шайбы кулачка.

5. Описание построения профиля кулачка.

6. Таблица со значениями углов γ.

Лист 3. Синтез зубчатой передачи.

Порядок выполнения листа.

1. Производится подбор чисел зубьев планетарной передачи по заданному передаточному отношению. Вычерчивается схема передачи и строятся планы линейных и угловых скоростей.

2. Выбираются коэффициенты смещения исходного контура по блокирующим контурам [3] и производится расчет геометрических параметров зубчатой передачи.

3. Вычерчивается зубчатое зацепление в таком масштабе, чтобы высота зуба при построении была не менее 30-50 мм. На чертеже должны быть выделены активные участки профилей зубьев и линии зацепления и проставлены все размеры с точностью до сотых долей миллиметра.

4. Определяются качественные показатели зацепления. Геометрический расчет и качественные показатели определяются по формулам, приведенным в таблице 1 приложения 3 с использованием таблицы inv α [2].

5. Строится график удельных скольжений.

6. Приводится схема замера по общей нормали.

7. Приводится таблица с основными параметрами зацепления.

8. Циклограмма.

9. Согласно циклограмме строится компоновочная схема машины в масштабе K_T указанием угла заклинивания кулачка.

Содержание записки:

1. Исходные данные.

2. Расчет привода, схема привода, расчет масштабов планов линейных и угловых скоростей.

3. Геометрический расчет зацепления.

4. Определение качественных показателей зацепления.

5. Пояснения к вычерчиванию компоновочной схемы машины.

Лист 4. Силовой (кинетостатический) расчет механизма.

Порядок выполнения листа:

1. Строится в масштабе K₁ план механизма в одном из промежуточных положений рабочего хода.

2. Строится график изменения движущей силы (или силы полезного сопротивления) по длине рабочего хода машины. Следует учесть, что при увеличении заданной диаграммы нужно соответственно уменьшить заданный масштаб.

3. Определяются вес и моменты инерции звеньев относительно оси проходящей через центр тяжести звена.

4. Вычерчиваются группы Ассура с приложенными силами.

5. Определяются реакции в кинематических парах, аналитическим методом (например, тангенциальные составляющие реакций) и построением плана сил в масштабе К_р.

6. Определяется уравновешивающая сила и ее момент на ведущем звене.

7. Определяется уравновешивающая сила с помощью рычага Жуковского.

8. Производится частное уравновешивание сил инерции (только в случае кривошипно-ползунного механизма).

Содержание записки:

1. Исходные данные и цель кинетостатического расчета.

2. Расчет сил инерции, моментов сил инерции и плеча приложения результирующей силы.

3. Силовой расчет групп Ассура.

4. Вычисление уравновешивающей силы с помощью рычага Жуковского. Сравнение уравновешивающего момента, полученного по планам сил и с помощью рычага Жуковского.

5. Расчет массы противовеса (для кривошипно-ползунного механизма).

Записка должна содержать следующие иллюстрации:

1. Эскизы расчетных схем для определения инерционных нагрузок и реакций в кинематических парах для групп Ассура и ведущего звена.

2. Сводную таблицу внешних сил, сил инерции, реакций в кинематических парах, уравновешивающей силы.

Лист 5. Исследование движения машины с помощью диаграммы Виттенбауэра и расчет маховика.

Порядок выполнения листа:

1. Для каждого положения механизма вычисляется приведенный к главному валу машины момент внешних сил и строится график.

2. Графическим интегрированием графика приведенных моментов строится график работ движущих сил (или сил полезных сопротивлений).

3. Строится график работ сил полезных сопротивлений (или сил дви­жущих) соединением начала координат с крайней точкой на графике работ сил движущих (или сил полезных сопротивлений).

4. Графическим дифференцированием последнего графика получает­ся график приведенных моментов сил полезных сопротивлений (или моментов движущих сил).

5. Строится график изменения кинетической энергии графическим вычитанием соответствующих ординат графиков работ движущих сил и сил полезного сопротивления.

6. Вычисляется приведенный к главному валу момент инерции для всех положений механизма и строится график, повернутый на 90˚.

7. Графическим исключением угла φ из графиков и строится график .

8. По заданному коэффициенту неравномерности хода машины и средней скорости вычисляются экстремальные значения угловых скоростей и соответствующие им значения углов наклона касательных к диаграмме .

9. Определяется величина момента инерции маховика, задаваясь диаметром маховика, определяется его вес. При больших размерах маховика последний следует установить на быстроходный вал машины и определить его новый вес и диаметр.

10. Строится график изменения угловой скорости главного вала.

11. Определяется мощность двигателя.

Содержание записки:

1. Исходные данные и цель исследования.

2. Расчет приведенного момента (момента движущих сил). Условие приведения сил и моментов сил.

3. Таблица приведенного момента сил полезных (движущих) сопротивлений.

4. Расчет приведенных моментов инерции машины из условия равен­ства кинетических энергий.

5. Таблица приведенных моментов инерции для всех положений.

6. Расчет всех масштабов.

7. Расчет момента инерции и веса маховика.

8. Расчет угловой скорости главного звена для всех положений механизма.

9. Проверка окружной скорости маховика.

10. Расчет мощности двигателя.

Подготовка к защите и защита курсового проекта

Материалы проекта, выполненные без соблюдения указанных выше требований (разделы 1.2 и 1.3), не утверждаются руководителем проекта и не принимаются… Защита проекта производится в присутствии комиссии кафедры. На защите проекта студент должен:

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется деталью, звеном, кинематической парой, кинематической цепью, механизмом, группой Ассура? 2. По каким признакам классифицируются кинематические пары и по каким –… 3. Что называется коэффициентом изменения скорости хода?

ИССЛЕДОВАНИЕ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ

Метрический синтез плоских механизмов с низшими кинематическими парами

Пусть, например, задан коэффициент производительности К, равный отношению средней скорости холостого хода ведомого звена к средней скорости его… где H – ход ползуна;

ПРОЕКТИРОВАНИЕ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА

3.1. Графическое интегрирование по методу хорд Закон движения ведомого звена кулачкового механизма задан графиком ускорения… Для построения профиля кулачка нужно иметь закон изменения перемещения толкателя по времени, который можно найти,…

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

Расчет привода машины

где Z1, Z2, Z3 …. – соответственно числа зубьев первого, второго, третьего …… Uпл – передаточное отношение планетарного редуктора.

Блокирующие контуры

При определенных сочетаниях x1 и х2 может быть нарушена правильность зацепления. Факторами, способными нарушить правильность зацепления, являются: … 1) Подрез ножки зуба колеса при обработке; 2) Заострение зуба, , т.к. при этом уменьшается прочность головок зубьев;

Вычерчивание элементов зубчатого зацепления

Масштаб построения выбирают таким, чтобы высота зуба на чертеже была не менее 30 мм. Порядок построения (см. рис. 14). 1. Откладывают межосевое расстояние и проводят начальные окружности dW1, dW2, касающиеся в полюсе P.

Порядок проведения расчета

Требуется определить давление в кинематических парах, уравновешивающую силу (момент) двигателя внутреннего сгорания с горизонтальным расположением… Известны закон изменения внешних сил (индикаторная диаграмма), веса звеньев… 1. Строим планы скоростей и ускорений. Вычисляем масштабы Кv и Кa .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Езерская С.В., Янченко Т.А., Аллилуева Л.А. Аналитическое исследование кинематики плоских рычажных механизмов с применением ЭВМ: Методические указания к выполнению курсового проекта по теории механизмов и машин. - Ижевск: ИМИ, 1989. – 42 с.

2. Андрющенко В.М. Математические таблицы для расчета зубчатых передач. – М.: Машиностроение, 1974. – 440 с.

3. Болотовская Т.П., Болотовский И.А., Смирнов В.Э. Справочник по корригированию зубчатых колес. – М.: Машгиз, 1962. – 215 с.

4. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. – М.: Наука, 1975. – 639 с.

5. Кореняко А.С. и др. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. – Киев: Вища школа, 1970. – 332 с.

6. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов / Под ред. К.В. Фролова. – М.: Высш. шк., 1986. – 295 с.

7. Фролов К.В., Попов С.А., Мусатов А.К. и др. Теория механизмов и машин. – М.: Высш. шк., 1987. – 496 с.

 

Приложение 1

 

Приложение 2