Проектирование и исследование механизмов подачи заготовок

Задания и краткие методические указания к курсовому проекту по ТММ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Теория механизмов и машин», в которой излагаются общие методы исследования и проектирования механизмов и машин, занимает важное место в подготовке бакалавров по направлению 270800 «Строительство». Поэтому для закрепления теоретического материала учебной программой предусмотрено выполнение курсового проекта.

Цель задания: научить будущих выпускников-механиков определять функциональ-ные возможности механизмов, применяемых в строительной отрасли, используя общие методы проектирования и исследования механизмов и машин.

Объём курсового проекта: графическая часть- 3 листа ватмана формата А1 и пояснительная записка на 12…15 страниц формата А4.

1. СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1. Лист 1. «Проектирование и кинематический анализ основного механизма»

Цель проектирования основного механизма – разработка его схемы, обеспечивающей по структуре и геометрическим размерам заданный закон изменения кинематических параметров.

При выполнении этой части работы необходимо:

• провести структурный анализ основного механизма, определить его класс и порядок,

найти недостающие размеры звеньев,

      приняв за нулевое положение звена, соответствующее началу рабочего хода машины, для 12-и его положений построить: план механизма; график перемещений ведомого звена S(φ1) или β(φ1); план скоростей с определением их линейных значений для всех кинематических пар и центров тяжести звеньев и значений угловых скоростей звеньев; график изменения скорости ведомого звена V(φ1) или ω(φ1) по данным планов скоростей; график изменения силы полезного сопротивления; график изменения ускорения ведомого звена путём графического дифференцирования полученного ранее графика изменения скорости; два плана ускорений механизма с определением их линейных значений для всех точек (включая центры тяжести) и значений угловых ускорений звеньев, выбирая следующие положения механизма: при рабочем ходе- положение, соответствующее максимальному значению силы полезного сопротивления, при постоянной её величине- соответствующее максимальному значению мощности этой силы (крайние положения механизма исключаются); при холостом ходе- положение, соответствующее максимальному значению ускорения ведомого звена (крайние положения исключаются).

1.2.Лист 2. «Силовой анализ механизма»

При силовом расчёте требуется определить реакции во всех кинематических парах основного механизма и уравновешивающую силу на входном звене для того положения механизма, для которого построен план ускорений в рабочем ходе механизма.

Уравновешивающую силу определить методом силового анализа и по способу Н. Е. Жуковского и сравнить полученные результаты. В качестве внешних сил учитывать силы (моменты) полезного сопротивления, тяжести, инерции, если они составляют более 5% от максимальной из этих сил, действующих в данном положении механизма.

На листе ватмана должны быть построена схема механизма в расчётном положении, планы сил и рычаг  Н. Е. Жуковского. Звенья, масса и момент инерции которых не заданы, считать невесомыми. Момент инерции протяжённых звеньев, для которых задана погонная масса μ или q, определять по зависимости Js= ml2/12, где l- длина звена, а масса m= μl.

1.3. Лист 3. «Синтез зубчатого механизма»

По исходным данным ко 2-му листу требуется:

• найти общее передаточное отношение привода и передаточное число колёс Za и Zb ;
• определить передаточное отношение планетарного редуктора, выбрать его схему и определить числа зубьев всех зубчатых колёс и число сателлитов. Начертить схему редуктора в двух его проекциях;

      выполнить геометрический  расчёт передачи с числами  зубьев Za и Zb и построить картину внешнего эвольвентного зацепления;

• определить КПД планетарного редуктора и всего механизма привода.

2.ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ПОЯСНИТЕЛЬНО-РАСЧЁТНОЙ  ЗАПИСКИ

4. Размеры страниц должны соответствовать формату А4 (210х297). Текст пишется на одной стороне листа, ограниченного полями:  слева- 30 мм, справа- не менее 10…15 мм. Вверху и внизу – 20 мм.
5. План записки должен отражать последовательность работы над проектом. Заголовки разделов нумеруются арабскими цифрами. Подразделы должны иметь двузначную нумерацию в пределах  каждого раздела.

2.3. Окончательные расчёты приводят в пояснительной записке. Расчётные формулы записывают в буквенных обозначениях с расшифровкой каждой величины, входящей в формулу, например: Va=ω1l1, где Va- линейная скорость т. А, м/с; ω1- угловая скорость кривошипа, 1/с; l1- радиус кривошипа, м. Затем в формулу подставляются необходимые числовые значения и приводят результаты вычислений с указанием размерности: Va=10,5 х 0,10=10,5 м/с.

4.   Записка должна содержать ссылки на использованную литературу, список которой приводится в конце записки.
5. Страницы записки брошюруют в обложку и нумеруют в правом верхнем углу. Записка должна иметь титульный лист с указанием наименования вуза, кафедры, темы проекта, исполнителя, консультанта, города и года выполнения. На титульном листе номер страницы не ставится, а следующая стр. имеет номер 2.

Задание № 11

Исследование и проектирование рычажного пресса для изготовления изделий из порошковых материалов

Пресс приводится в действие электродвигателем через планетарный редуктор и пару зубчатых колёс с числом зубьев Za, Zb. Колесо Zb насажано на коленчатый вал 1 (рис. 12а ) кривошип которого приводит в действие шарнирно- рычажный механизм прессования. Ползуну 5 сообщается возвратно-поступательное движение, посредством которого происходит прессование. Кулачок пазового типа вращается вместе с кривошипом и через качающуюся вокруг шарнира Н штангу 6 передаёт движение на загрузочную каретку, которая в периоды отхода ползуна 5 вверх загружает порошком пресс-форму. График усилия прессования в зависимости от перемещения ползуна 5 показан на рисунке 12в. Кинематическая схема механизма прессования показана на рисунке 12б.

Заданные величины: ход пуансона SF; линейные размеры звеньев lCD, lDE, lEF, lGH; координирующие размеры L1, L2, L3; частота вращения кривошипа n1 об/мин; силы тяжести звеньев G2, G3, G4, G5; моменты инерции звеньев I1, I2, I3; максимальное усилие прессования P5max; межцентровое расстояние Aω=Аав; число зубцов Za, Zb; модули зацепления mпл и mав; угол размаха штанги βраз; минимальный радиус кулачка ro; фазовые углы кулачка φвв, φуд, φпр; варианты законов изменения ускорений штанги кулачкового механизма приведены в таблице 11.

Частоту вращения двигателя во всех вариантах принять nд=1440 об/мин. Коэффициент неравномерности хода принять δ=0,1…0,15. Длины звеньев lAB, lBC подлежат расчёту.

Рис. 12. Рычажный пресс для изготовления изделий из порошковых материалов:

а – кинематическая схема пресса; б – кинематическая схема механизма прессования;

в – график нагрузки прессования.

Исходные данные к заданию №11                                             Таблица 11

Исходные данные к заданию №11  (продолжение)                                           Таблица 11

Исходные данные к заданию №11  (продолжение)                                           Таблица 11

Задание № 12

Исследование и проектирование механизмов револьверного пресса (типа СП- 2) для изготовления силикатного кирпича

Револьверный пресс СП- 2 состоит из следующих основных узлов: станины, периодически вращающегося стола со вставленными в него штампами, привода пресса, механизма поворотного стола, мешалки(питателя), приспособления для регулирования глубины наполнения форм и механизма выталкивания кирпичей. Пресс представляет собой трёхпозиционный револьверный полуавтомат. В одной позиции производится наполнение двух форм известково-песчаной массой, во второй- прессование двух изделий и в третьей- выталкивание прессованных кирпичей.

Приводной вал пресса (рис. 13а) получает вращение от двигателя 6 через планетарный редуктор 7 и пару цилиндрических колёс с числами зубцов Za, Zb. Коленчатый вал 1 с помощью шатуна 2, рычага 3 и серьги 4 приводит в движение прессующий поршень 5 с закрепленной на нём прессованной плитой. Усилие прессования меняется в соответствии с графиком, показанном на рисунке 16в. механизм выталкивания кирпича (рис. 13б) состоит из двуплечного рычага 8, поршня 9, осуществляющего выталкивание, и кулака 10, консольно закреплённого на коленчатом валу пресса.

Для проектирования и исследования механизмов пресса приведены основные данные в таблице 12.

В дополнение к этому принять: отношения ВС/АВ=3,7…4,2;  ЕF/АВ=1,5…1,8.

Точка С в положениях 0 и 6 находится на вертикали, проходящей через точку А; горизонталь, проведённая через точку D, делит отрезок СоС6 пополам; точка Е в положениях 0 и 6 находится на вертикали, отстоящей от оси А на расстоянии Х; силу тяжести звеньев механизма вычислить, приняв силу тяжести одного погонного метра их длины  0,1…0,3 кН/м; массу ползуна 5 принять равной удвоенной массе шатуна 4; коэффициент неравномерности хода 0,08…0,15.   

Исходные данные к заданию №12                                             Таблица 12

Исходные данные к заданию №12  (продолжение)                                           Таблица 12

Исходные данные к заданию №12  (продолжение)                                           Таблица 12

Рис. 13. Револьверный пресс для изготовления силикатного кирпича: а – кинематическая схема механизма пресса; б – схема механизма выталкивания; в – график усилий прессования.

ЛИТЕРАТУРА

1. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин                                                                          / Под редакцией А. С. Кореняко- Киев: Высшая школа, 1980
2. Попов С. А. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин                            / Под редакцией К. В. Фролова – М.: Высшая школа, 1986
3. Методические разработки кафедры по ТММ.