Проектирование и исследование механизмов качающегося конвейера

Бийский технологический институт

государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет

имени И.И. Ползунова»

К.В.Шестаков

ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

Часть 1

Методические указания к лабораторной работе по ТММ для студентов специальностей 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)», 240706 «Автоматизированное производство химических предприятий», 260601 «Машины и аппараты пищевых производств», 160302 «Ракетные двигатели», 151001 «Технология маши-ностроения», 170104 «Высокоэнергетические устройства автоматических систем»

Бийск

Издательство Алтайский государственный технический университет

имени И.И. Ползунова

УДК 621.01

Рецензент: к.т.н., профессор кафедры МАХиПП Куничан В.А.

Шестаков, К.В.

Задания на курсовой проект по теории механизмов и машин: методические указания и задания к курсовому проектированию по «Теории механизмов и машин». Часть 1 / К.В. Шестаков. Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2009. – 24 с.

Методические указания включают задания, рекомендации и основные требования по проектированию и исследованию различных механизмов, а также по содержанию курсового проекта. Методические указания предназначены для студентов механических специальностей, изучающих курс «Теории механизмов и машин».

УДК 621.01

Рассмотрены и одобрены на заседании

Кафедры технической механики.

Протокол № 14 от 01.07.2008 г.

К.В. Шестаков, 2010

БТИ АлтГТУ, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................... 4

1 ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА............................................6

2 ЗАДАНИЕ 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ.......8 КАЧАЮЩЕГОСЯ КОНВЕЙЕРА

3 ЗАДАНИЕ 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ......9 ТРАКТОРА

4 ЗАДАНИЕ 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ....10 ДВУХЦИЛИНДРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

5 ЗАДАНИЕ 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ.....11 ПОПЕРЕЧНО-СТРОГАЛЬНОГО СТАНКА

6 ЗАДАНИЕ 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ.....12 ВЫТЯЖНОГО ПРЕССА

7 ЗАДАНИЕ 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ.....13 ДОЛБЕЖНОГО СТАНКА

8 ЗАДАНИЕ 7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ.....14 ВОЗДУХОДУВНОЙ УСТАНОВКИ

9 ТАБЛИЦЫ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ.......................................................................15

10 ЛИТЕРАТУРА............................................................................................................23

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект по теории механизмов и машин закрепляет и углубляет знания по теории механизмов и машин, развивает самостоятельность в решении инженерных задач, прививает определенные навыки научной работы.

Предлагаемые задания на курсовой проект представлены в виде схем механизмов и машин, применяемых в различных отраслях промышленности, по содержанию и объему отвечают требованиям по проектированию и исследованию различных типов механизмов.

Проект содержит задачи по исследованию и проектированию машин, состоящих из сложных и простых в структурном отношении шарнирно-рычажных, кулачковых, зубчатых и других наиболее распространенных в технике механизмов II и III классов, имеющих свои методы кинематического анализа и синтеза.

В соответствии с учебным планом проект предусматривает графические постро­ения в объеме четырех листов формата А1 и расчетно-пояснительную записку объемом не более 50 листов формата А4 (210x297).

Разработка структурной схемы, требующая специальных знаний и опыта, для студента ограничена подбором недостающих параметров по некоторым наперед заданным условиям схемы существующей машины.

Приступая к кинематическому анализу шарнирно-рычажного механизма, необходимо провести его структурный анализ, выясняя характер кинематических пар, число подвижных звеньев, определить траектории отдельных точек его звеньев.

Разложив механизм на структурные группы Ассура, необходимо решить задачу кинетостатики, начиная с наиболее удаленной от ведущего звена структурной группы. Кинетостатический расчет дает возможности определить реакции в кинематических парах, уравновешивающую силу и уравновешивающий момент. Контроль правильности расчета методом плана сил проводят сравнительным расчетом для тех же сил по методу рычага Жуковского с определением относительной ошибки.

В окончании проекта определяется маховой момент и мощность двигателя, если проектируется рабочая машина.

Оформлению графической части должно предшествовать составление пояснительной записки, изложенной на одной стороне листа формата А4 (210х297).

В начале пояснительной записки студент на основе исходных данных составляет план проведения расчетов и графических построений, указывая те способы и методы, которыми предполагает воспользоваться при решении поставленной задачи.

В записке должны быть приведены исходные структурные и вспомогательные схемы, диаграммы, таблицы (в случае повторяющихся расчетов для различных положений механизма), структурные формулы, кинематические и кинетостатические расчеты отдельных звеньев, групп и механизмов и указаны соображения, лежащие в основе этих расчетов. Кроме этого необходимо привести расчет масштабны коэффициентов кинематических схем, планов скоростей, ускорений, планов сил и диаграмм.

В записке должны быть изложены все вопросы, не нашедшие отражения в графической части. Изложение должно быть сжатым, четким, технически грамотным и отвечать принципу воспроизводимости.

Теоретические сведения должны излагаться кратко (в виде ссылок), в объеме необходимом для обоснования расчетов и уяснения структурных особенностей механизмов.

Расчет по известным формулам приводить в общем, затем в цифровом, сохраняя хронологию, виде и без промежуточных вычислений записывать конечный результат с точностью, допускаемой инженерными расчетами и обязательной размерностью полученной величины.

В конце пояснительной записки необходимо указать использованную литературу с указанием задания на курсовое проектирование.

Формой проверки и условием удовлетворительной оценки выполнения курсового проекта является его защита, при которой студент должен дать подробные объяснения по всем вопросам, связанным с анализом и расчетом задания, показать владение графическими и аналитическими методами исследования механизмов.

Задания на курсовое проектирование содержат по 10 вариантов. Задание и номер варианта назначает руководитель (преподаватель).

Объем и содержание курсового проекта в каждом отдельном случае определяются руководителем курсового проектирования и утверждаются кафедрой.

ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1.1Проектирование и кинематический анализ основного рычажного механизма (лист 1)

1.1.1 Определить основные размеры механизма по таким наперед заданным усло-виям, как: ход ползуна, отношение длины шатуна к длине кривошипа, коэффи­циент изменения скорости и выбрать масштаб построения механизма.

1.1.2 Построить план механизма в выбранном масштабе, избегая мертвых положений.

1.1.3 Построить планы скоростей и планы ускоре­ний для 12 положений механизма.

1.1.4 Построить годографы скоростей и ускорений ценра тяжести шатуна.

1.1.5 Построить диаграмму перемещений ползуна в функции угла поворота кривошипа методом графического дифферен­цирования.

1.1.6 Построить диаграмму скоростей ползуна в функции угла поворота кривошипа методом графического дифферен­цирования.

1.1.7 Построить диаграмму ускорений ползуна в функции угла поворота кривошипа методом графического дифферен­цирования.

1.2 Кинетостатический анализ основного механизма (лист 2)

1.2.1 Для кинетостатического анализа построить механизм в положении, заданным углом поворота кривошипа или положением ведущего звена.

1.2.2 Построить планы скоростей и ускорений для заданного положения механизма.

1.2.3 Сделать структурный анализ механизма (по Ассуру).

1.2.4 Приложить силы инерции, движущие (или силы сопротивления), силы тяжести и реактивные силы в соответствующих точках звеньев, входящих в эти структурные группы.

1.2.5 Определить уравновешивающий момент, приложенный к приведенному звену, с использованием плана сил.

1.2.6 Определить уравновешивающий момент, с использованием рычага Н.Е. Жуковского.

1.2.7 Вычислить относительную ошибку в уравновешивающих моментах, определенных по вышеназванным пунктам. При правильном решении ошибка не должна превышать 5 %.

1.3 Динамический синтез рычажного механизма (лист 3)

1.3.1 Построить диаграмму приведенного момента движущих сил и сил тяжести.

1.3.2 Методом графического интегрирования построить диаграмму работы движу­щих сил и сил тяжести и на ней же диаграмму работ сил сопротивления.

1.3.3 Определить и построить диаграмму приведенного момента инерции.

1.3.4 Методом профессора Мерцалова или методом Витенбауэра найти момент инерции маховика и определить его размеры.

1.3.5 Построить диаграмму угловой скорости приведенного звена.

1.4 Синтез зубчатотой передачи (лист 4)

1.4.1 Выбрать из справочных таблиц коэффициенты смещения исходного контура режущего инструмента для заданной пары зубчатых колес.

1.4.2 Выполнить геометрический расчет эвольвентной зубчатой передачи с выбранными
коэффициентами смещения и ее профилирование с указанием основных размеров.

1.4.3 Определить качественные показатели зубчатой передачи.

1.4.4 Вычертить зубчатую передачу, показывая три пары зубьев, указав основные размеры и диаграммы качественных показателей (коэффициенты удельного скольжения и давления).

1.4.5 Подобрать числа зубьев планетарного редуктора из условий соосности, сборки, соседства, заданного пере­даточного отношения и числа сателлитов.

1.4.6 Построить картины скоростей и чисел оборотов планетарного редуктора.

ЗАДАНИЕ 1

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ КАЧАЮЩЕГОСЯ КОНВЕЙЕРА

Механизмы качающегося конвейера представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Механизмы качающегося конвейера:

а) – рычажный механизм перемещения транспортирующего желоба;

b) – планетарный механизм и зубчатая передача редуктора;

c) – кулачковый механизм подачи материала на конвейер;

d) – закон изменения аналога ускорения коромысла кулачкового механизма.

Исходные данные для проектирования механизмов качающегося конвейера представлены в таблице 1.

ЗАДАНИЕ 2