Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Курсовий проект Пояснювальна записка до курсового проекту з теорії механізмів і машин КП ТММ 012

Работа добавлена на сайт samzan.net:


Міністерство освіти і науки України

Одеський національний політехнічний університет

Кафедра теоретичної механіки та машинознавства

Курсовий проект

Пояснювальна записка до курсового проекту з теорії механізмів і машин

КП ТММ 012.009.008

                                                                  Виконав:

                                                                                             студент групи КА-092

                                                                             Костенюк О.С.

                                                                    Керівник:

                                                                               Ст. в. Вовк В. В.

Одесса 2011

Содержание

   Исходные данные_______________________________________________4

   1. Кинематическое исследование шарнирно-рычажного механизма

        и определение момента инерции маховика.______________________6

1.1. Синтез кинематической схемы рычажного механизма________________6

1.2. Построение плана положения механизма___________________________6

1.3. Построение планов скоростей____________________________________6

1.4. Определение сил давления газов на поршни________________________8

1.5. Определение приведенного момента движущих сил__________________8

1.6. Построение диаграммы приведеного момента движущих сил__________8

1.7. Построение диаграмм работ движущих сил и сил сопротивления______9

1.8. Построение графика постоянного приведеного момента сил

      сопротивления________________________________________________10

1.9. Построение графика изменения кинетической енергии механизма_____11

1.10. Определение значения приведеного момента инерции механизма____11

1.11. Построение диаграммы «Энергия-масса»_________________________11

1.12. Определение момента инерции маховика ________________________11

1.13. Определение размеров маховика________________________________12

1.14. Определение истинных значений угловой скорости и углового

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

2

КП.ТММ.012.009.008

 Разработ.

Костенюк

Проверил

Вовк В.В.

Реценз.

Н. Контр.

 Утвердил

Механизмы четырёхтактного

двигателя

внутреннего сгорания

Літ.

Акрушів

33

 ОНПУ ИМС КА-092

         ускорения___________________________________________________13

2. Силовой анализ рычажного механизма.__________________________14

2.1. Построение планов положений механизма для положений №1и №11__14

2.2. Построение планов ускорений для положений №1 и№11____________14

2.3. Определение сил, действующих на звенья механизма в пол. №1______17

2.4. Силовой расчёт механизма в положении №1_______________________17

2.5. Определение уравновешивающей силы механизма методом

       «рычага Жуковского» в положении №1___________________________20

2.6. Определение сил, действующих на звенья механизма в пол. №11_____20

2.7. Силовой расчёт механизма в положении №11______________________21

2.8. Определение уравновешивающей силы механизма методом

«рычага Жуковского» в положении №11______________________________23

3. Синтез зубчатых механизмов.___________________________________25

3.1. Синтез планетарной ступени редуктора___________________________25

3.2. Расчёт параметров внешнего эвольвентного зацепления_____________26

3.3. Построение графиков коэффициентов удельного скольжения________28

4. Синтез кулачкового механизма._________________________________29

4.1. Построение кинематических диаграмм движения толкателя__________29

4.2. Построение профиля кулачка____________________________________30

Список использованной литературы_______________________________31

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

3

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

4

Исходные данные: 

Механизмы двигателя:

а – кинематическая схема; б – диаграмма ускорения клапанов;

в – схема редуктора; г – диаграмма газораспределения двигателя.

Индикаторная диаграмма двигателя

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

5

Параметры

Обозначение

Единица

Значение

Ход поршней

Н

м

0,1

Длины шатунов

LAB=LCD

м

0,2

Частота вращения

коленчатого вала

n1

об/мин

4500

Частота вращения

кулачка

nk

об/мин

2250

Массы звеньев

m1

кг

2,0

m2= m4

кг

0,36

m3= m5

кг

0,38

Моменты инерции

звеньев

IS1

0,008

IS2=IS4

0,002

Максимальное давление

в цилиндре

Pmax

МПа

3,4

Диаметр цилиндра

d

м

0,07

Коэффициент неравномерности вращения

коленчатого вала

δ

--

0,05

Передаточное отношение планетарного механизма

i1H

--

5

Модуль колёс планетарного механизма

m

мм

3,5

Межосевое расстояние рядной передачи

aw

мм

1124

Числа зубьев колёс рядной передачи

za

--

12

zb

--

18

Модуль колёс передачи

m

мм

8

Ход толкателя кулачкового механизма

h

мм

8

Фазовые углы поворота

кулачка

φоп

град

64

φп

град

60

φв

град

0

Масса толкателя

mт

кг

0,35

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

6

1. Кинематическое исследование шарнирно-рычажного механизма и определение момента инерции маховика.

1.1. Синтез кинематической схемы механизма.

Определяем длину кривошипа

LOA=LOC=H/2=0.1/2=0.05м

Длины шатунов

LAB=LCD=0.2м

1.2. Построение плана положений механизма.

Строим план положений механизма, соответствуущий 12 равноотстоящим положениям кривошипа. Принимаем длину кривошипа на чертеже ОА=40мм и определяем масштабный коеффициент построения.

=

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

7

1.3. Построение планов скоростей.

Определяем угловую скорость кривошипа

Скорость точек А и С равны

Направление вектора  перпендикулярно ОА и направлено в сторону .

Принимаем длину вектора изображающего скорость точки А на плпнах скоростей равной 50мм. Определяем масштабный коеффициент плана скоростей.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

8

Скорость точки В определяется векторными уравнениями

Скорость точки D определяется аналогичными векторными уравнениями

Скорости центров масс  и  определяются по теореме подобия

По записаным векторным уравнениям строим 12 планов скоростей механизма.

После построения планов скоростей определяем скорости точек механизма по формуле

где   - длина отрезка, изображающего скорость даной точки на плане скоростей.

Также определяем угловые скорости шатунов

где  - скорость звена в даной точке,  - длина звена.

Результаты проведённых расчётов векторов скоростей заносим в таблицу1.

Таблица1. Значения векторов скоростей

; м/с

; м/с

; м/с

1

23,55

0

16,014

117,75

2

23,55

14,601

18,84

103,62

3

23,55

23,079

22,608

61,23

4

23,55

23,55

23,55

0

5

23,55

17,898

20,724

61,23

6

23,55

9,891

17,427

98,91

7

23,55

0

16,014

117,75

8

23,55

9,891

17,427

98,91

9

23,55

17,898

20,724

61,23

10

23,55

23,55

23,55

0

11

23,55

23,079

22,608

61,23

12

23,55

14,601

18,84

103,62

1.4. Определение силы давления газов на поршни механизма.

Строим индикаторную диаграмму двигателя. Принимаем масштабный коеффициент по оси ординат.

Определяем площадь поршня

Определяем силы давления газов на поршень по формуле

где Р – давление в цилиндре,    - площадь поршня.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

9

Результаты расчётов силы давления газов заносим в таблицу 2.

Таблица2. Силы давления газов на поршни механизма

Левый

Правый

1

0,034

130,781

0,986

3792,649

2

-0,034

-130,781

2,686

10331,699

3

-0,034

-130,781

1,292

4969,678

4

-0,034

-130,781

0,748

2877,182

5

-0,034

-130,781

0,476

1830,934

6

-0,034

-130,781

0,374

1438,591

7

-0,034

-130,781

0,17

653,905

8

-0,017

-65,3905

0,051

196,1715

9

0

0

0,034

130,781

10

0,085

326,9525

0,034

130,781

11

0,204

784,686

0,034

130,781

12

0,624

2400,216

0,034

130,781

13

0,986

3792,649

0,034

130,781

14

2,686

10331,699

-0,034

-130,781

15

1,292

4969,678

-0,034

-130,781

16

0,748

2877,182

-0,034

-130,781

17

0,476

1830,934

-0,034

-130,781

18

0,374

1438,591

-0,034

-130,781

19

0,17

653,905

-0,034

-130,781

20

0,051

196,1715

-0,017

-65,3905

21

0,034

130,781

0

0

22

0,034

130,781

0,085

326,9525

23

0,034

130,781

0,204

784,686

24

0,034

130,781

0,624

2400,216

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

10

1.5. Определение приведеного момента движущих сил.

С помощью рычага Жуковского определяем приведеный момент движущих сил. Сначала определяем приведеную силу.

Определяем значение приведеного момента по формуле:

Результаты расчётов приведеных силы и момента заносим в таблицу 3.

1.6. Построение диаграммы приведеного момента движущих сил.

Принимаем масштабный коефициент графика по оси ординат:

Принимаем длину оси  φ равной 240мм и определяем масштабный коеффициент по оси φ:

По даным таблицы 3 строим диаграмму приведеного момента движущих сил.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

11

1.7. Построние диаграмм работ движущих сил и сил сопротивления.

Графически интегрируя график Мпр(φ) строим график работы движущих сил АД(φ). Соединив прямой линией начальную и конечную точки графика АД(φ) получаем график работы сил сопротивления АС(φ), поскольку работа сил сопротивления АС равна работе движущих сил за полный цикл работы механизма. Определяем масштабный коэффициент графиков работ:

где Н- полюсное расстояние, мм. Н = 50мм.

1.8.  Построение графика постоянного приведенного момента сил сопротивления МСпр(φ).

Графически дифференцируя график АС(φ) получаем график МСпр в виде прямой линии, параллельной оси φ, и определяем его численное значение:

где hС - ордината графика МСпр(φ).

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

12

Таблица3. Приведеные силы и моменты.

,Н∙м

,

1

0

0

0,0091

2

6324,57

316,23

0,0101

3

4742,12

237,11

0,01156

4

2746,4

137,32

0,0117

5

1292,12

64,6

0,01156

6

549,28

27,46

0,0095

7

0

0

0,0091

8

54,93

2,75

0,0095

9

99,4

4,97

0,01156

10

457,74

22,9

0,0117

11

897,16

44,86

0,01156

12

1569,22

78,46

0,0101

13

0

0

0,0091

14

6324,57

316,23

0,0101

15

4742,12

237,11

0,01156

16

2746,4

137,32

0,0117

17

1292,12

64,6

0,01156

18

549,28

27,46

0,0095

19

0

0

0,0091

20

54,93

2,75

0,0095

21

99,4

4,97

0,01156

22

457,74

22,9

0,0117

23

897,16

44,86

0,01156

24

1569,22

78,46

0,0101

1.9. Построение графика изменения кинетической энергии

      механизма ΔЕ(φ).

Путем графического вычисления ординат графиков работ строим  график изменения кинетической энергии.

Масштабный коэффициент графика равен

1.10. Определение значений приведенного момента инерции механизма.

Вычисляем значения приведеного момента инерции по формуле:

где  - моменты инерции соответствующих звеньев механизма.

Результаты расчётов приведеного момента инерции заносим в таблицу 3.

Принимаем масштабный коэффициент графика по оси ординат.

По данным таблицы 3 строим график Iпр(φ), расположив его ось φ вертикально, для удобства дальнейших построений.

1.11. Построение диаграммы « Энергия-масса» ΔЕ(φ).

Графически исключая параметр φ из графиков ΔЕ(φ) и Iпр(φ), строим диаграмму «Энергия-масса» ΔЕ(φ).

1.12. Определение момента инерции маховика

Для определения момента инерции маховика нужно провести касательные к диаграмме ΔЕ(φ).

Определяем углы касательных по формуле:

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

13

Угол верхней касательной:

Угол нижней касательной:

Проводим касательные к диаграмме и находим длину отрезка (kl), отсекаемого ними на оси ΔЕ, (kl) = 55,53 мм.

Искомый момент инерции маховика равен

1.13. Определение размеров маховика.

Маховик представляет собой стальной обод со средним радиусом = 0,08м.

Момент мнерции обода

Масса обода

Принимаем h=0.67b и определяем ширину обода b

Определяем высоту обода h

h=0.67b=0.67∙37=25мм

Окружная скорость точек

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

14

1.14. Определение истинных значений угловой скорости и углового

         ускорения.

Определяем истинные значения угловой скорости и углового ускорения кривошипа в положениях №2 и №12, выбраных для силового анализа.

459,23480,3482,78

459,2478,3482,78

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

15

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

16

2. Силовой анализ механизма.

2.1. Построение планов положений механизма для положений №2 и №12.

Строим планы положений механизма в положениях №2 и №12. По вычисленым значениям угловых скоростей и ускорений строим планы скоростей и ускорений. Построение планов скоростей описано в пункте 1.3.

2.2. Построение планов ускорений для положений №2 и №12.

2.2.1. Положение №2

Нормальное ускорение точки А

Принимаем масштабный коеффициент

Тангенциальное ускорение точки А

Нормальное ускорение звена АВ

Тангенциальное ускорение звена АВ

Нормальное ускорение точки C

Тангенциальное ускорение точки C

Нормальное ускорение звена CD

Тангенциальное ускорение звена CD

2.2.2. Положение12

Нормальное ускорение точки А

Тангенциальное ускорение точки А

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

17

Нормальное ускорение звена АВ

Тангенциальное ускорение звена АВ

Нормальное ускорение точки C

Принимаем масштабный коеффициент

Тангенциальное ускорение точки C

Нормальное ускорение звена CD

Тангенциальное ускорение звена CD

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

18

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

19

2.3. Определение сил действующих на звенья механизма в

       положении №2.

Силы тяжести звеньев

где - масса звена, g – ускорение свободного падения = 9,81 м/

Силы инерции звеньев

Момент пар сил инерции

2.4. Силовой расчёт механизма в положении №2

Силовой расчёт группы 2,3

Выделяем группу механизма. Нарушенную в точке А связь заменяем реакцией Q12 которая неизвестна, поэтому разложим ее на составляющие:

Условие равновесия 2-го звена.

Принимаем масштаб

Строим план сил структурной группы 2,3.

Из построения получаем

Строим план сил звена 2

Принимаем масштаб

Из построения получаем

Силовой расчёт группы 4,5

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

20

Выделяем группу механизма. Нарушенную в точке С связь заменяем реакцией Q14 которая неизвестна, поэтому разложим ее на составляющие:

Условие равновесия 4-го звена.

Принимаем масштаб

Строим план сил структурной группы 4,5.

Из построения получаем

Строим план сил звена 4

Принимаем масштаб

Из построения получаем

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

21

Силовой расчёт ведущего звена.

Условие равновесия 1-го звена.

Находим уравновешивающий момент

Находим уравновешивающую силу

Строим план сил звена 1

Принимаем масштаб

Из построения

2.5. Определение уравновешивающей силы методом

       «рычага Жуковского» в положении №2.

Раскладываем моменты инерции на пары сил

Строим рычаг Жуковского и записываем сумму моментов относительно полюса.

Находим уравновешивающую силу

(-208 ∙ 50-282,5539,57+4226,4515,57+4575,1930,67-130,830,67-10331,730,67+4575,1930,67+4226,4515,57-282,5539,57-282,553,83-282,553,83)/50 = 1131,9Н

Сравниваем величину уравновешивающей силы, которая получена методом плана сил и методом «рычага Жуковского».

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

22

2.6. Определение сил действующих на звенья механизма в

       положении №12.

Силы тяжести звеньев

где - масса звена, g – ускорение свободного падения = 9,81 м/

Силы инерции звеньев

Момент пар сил инерции

2.7. Силовой расчёт механизма в положении №12

Силовой расчёт группы 2,3

Выделяем группу механизма. Нарушенную в точке А связь заменяем реакцией Q12 которая неизвестна, поэтому разложим ее на составляющие:

Условие равновесия 2-го звена.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

23

Принимаем масштаб

Строим план сил структурной группы 2,3.

Из построения получаем

Строим план сил звена 2

Принимаем масштаб

Из построения получаем

Силовой расчёт группы 4,5

Выделяем группу механизма. Нарушенную в точке С связь заменяем реакцией Q14 которая неизвестна, поэтому разложим ее на составляющие:

Условие равновесия 4-го звена.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

24

Принимаем масштаб

Строим план сил структурной группы 4,5.

Из построения получаем

Строим план сил звена 4

Принимаем масштаб

Из построения получаем

Силовой расчёт ведущего звена.

Условие равновесия 1-го звена.

Находим уравновешивающий момент

Находим уравновешивающую силу

Строим план сил звена 1

Принимаем масштаб

Из построения

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

25

2.8. Определение уравновешивающей силы методом

       «рычага Жуковского» в положении №12.

Раскладываем моменты инерции на пары сил

Строим рычаг Жуковского и записываем сумму моментов относительно полюса.

Находим уравновешивающую силу

(-2527,7∙50 + 282,3 ∙ 39,57 + 3973 ∙ 15,17 + 4302,86 ∙ 30,67 – 10331,7 ∙ 30,67 + 282,3∙ 3,83 –

130,8 ∙ 30,67 + 4302,86 ∙ 30,67 + 282,3∙ 3,83 + 3973 ∙ 15,17 – 282,3 ∙ 39,57)/50 = 4099,44 Н

Сравниваем величину уравновешивающей силы, которая получена методом плана сил и методом «рычага Жуковского».

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

26

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

27

3. Синтез зубчатых механизмов.

3.1. Синтез планетарной ступени редуктора.

Из условия соосности     и формулы передаточного отношения

  выражаем отношение   

1.5, следовательно  – меньшее колесо.

Принимаем  

Тогда   ;  

Из условия сборки определяем возможное значение числа сателлитов К

Принимаем С=40, тогда число сателлитов будет

По условию соседства определяем максимально возможное значение К

4,563  условие соседства соблюдается

Окончательно принимаем число сателлитов К=3

По заданному модулю m=3,5 и найденным числам зубьев вычисляем диаметры делительных окружностей колёс планетарного редуктора

Строим схему планетарного редуктора в двух проекциях

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

28

, приняв масштаб

3.2. Расчёт параметров внешнего эвольвентного зацепления.

Определяем минимальное значение коэффициента смещения

Определяем угол зацепления

Инволюта угла зацепления

inv = inv =0,029849

Суммарный коэффициент смещения

Принимаем значение коэффициента смещения , тогда

Определяем радиусы окружностей зубчатых колёс.

Радиусы делительных окружностей:

Радиусы основных окружностей:

Радиусы начальных окружностей:

Радиусы окружностей впадин зубьев:

Радиусы окружностей вершин зубьев:

Окружной шаг по делительной окружности :

P = πm = 3.14 ∙8 =25,12 мм

По основной окружности:

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

29

Коэффициент торцевого перекрытия:

По полученным данным строим схему эвольвентного зацепления,

приняв масштаб  

3.3. Построение графиков коэффициентов удельного скольжения.

Значения коэффициентов удельного скольжения шестерни  и колеса  вычисляются по формулам:

где L –длина линии зацепления, lтекущее расстояние от начала линии зацепления до рассматриваемой точки контакта зубьев.

Результаты вычислений заносим в таблицу 4.

Таблица 4. Значения коэффициентов удельного скольжения.

a

P

b

-6,01

0

0,6986

1

1

0,8

0

-2,318

По данным таблицы 4 строим графики коэффициентов удельного скольжения, приняв масштаб  

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

30

4. Синтез кулачкового механизма.

4.1. Построение кинематических диаграмм движения толкателя.

Соотношение ординат графика аналога ускорения толкателя

Принимаем

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

31

, тогда

Принимаем длину оси φ равной L=248 мм

Строим график аналога ускорения .

Путем графического интегрирования строим график аналога скорости толкателя .

Путём повторного графического интегрирования строим график перемещения толкателя S.

Определяем масштабы вышеуказаных графиков.

Масштаб угла поворота

Масштаб графика перемещения толкателя

Масштаб графика аналога скорости толкателя

Масштаб графика аналога ускорения толкателя

4.2. Построение профиля кулачка.

Определяем минимальный радиус кулачка

Принимаем минимальный радиус кулачка  

Определяем радиус тарелки тарелчатого толкалеля

Частота вращения кулачка

Угловая скорость кулачка

Наибольшая сила инерции для поступательно движущегося толкателя

Наибольшая сила замыкающей пружины

Сила предварительного натяжения пружины

Строим профиль кулачка, как огибающую последовательных положений тарелки толкателя.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

32

Список использованной литературы

1. Гутыря С.С., Мотулько Б.В. «Теория механизмов и машин. Проектирование», - Одесса: Феникс, 2005. - 182 с.

2. Справочник погеометрическому расчёту эвольвентных зубчатых и червячных передач. Под редакцией Болотовского И. А., Москва, 1986. – 538 с

3. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Синтез эвольвентной зубчатой цилиндрической передачи». Одесса: ОПИ 1990. –120с

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

33

4. «Теория механизмов и машин» К. И. Заблонский, И.М. Белоконев, Б. М. Щекин. – К.:Высшая школа, 1989.- 376 с.

5. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. А. С. Кореняко,

Л.И. Кременштейн. Высшая школа. 1995 – 405с.




1. Химия кадмия
2. Свежий сок прекращает почечное кровотечение а также кровотечения при полипах мочевого пузыря остром ц
3. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата філософських наук Одес
4. Секреты умелого руководителя
5. Статеве та нестатеве розмноження багатоклітинних організмів
6. Теоретические основы собственности в России 1
7. МЕТОДИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ для студентов 5 курса заочного отделения по специальности 080504 Государственн
8.  Общие требования предъявляемые к работникам движения по организации движения поездов
9. шофит поваренные соли фосфориты и сильвиниты кварц песок известняки и мел глины железная руда и минерал
10. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук Київ ~3
11. ние в уравнение материального баланса будем иметь где Расход пара регулирующими кла
12. г. именуем в дальнейшем
13. Логістика для студентів галузі знань 0305 Економіка та підприємництво напряму підготовки 6
14. ЛЕКЦІЯ 12 ЗОВНІШНЬОЕКОНОМІЧНА ДІЯЛЬНІСТЬ ПІДПРИЄМСТВА ПЕРЕЛІК ПИТАНЬ- 1
15. процессов встречаются ситуации когда решение проблем в различных проектах имеют сходные структурные черты
16. УТВЕРЖДАЮ Проректор по УМР Легостаев Г.html
17. Государственное устройство Австралии
18. тема. Слияние. Рекомендации по рациональной работе в текстовом процессоре Word Создание таблиц Размер с.
19. Сызранский медико ~ гуманитарный колледж Рассмотрено
20. Рё сан то есть превосходный ~ один из первых людей с кем я познакомился после своего переезда