ТЕОРИЯ  МЕХАНИЗМОВ  И  МАШИН

Выпуск 5

Задание  для курсовой работы (проекта)  по теории механизмов и машин для студентов дневного и заочного отделений

Объем и содержание курсовой работы «Анализ и синтез механизмов (наименование машины по заданию)»

         Лист1. Динамический синтез кулачкового механизма

1.                 Построить кинематические диаграммы движения толкателя по заданной диаграмме.

2.                 Вычислить масштабы диаграмм движения толкателя.

3.                 Определить графически минимальный радиус кулачка (Rmin).

4.                 Построить профиль кулачка, указав направление вращения кулачка, фазовые углы, минимальный радиус и ход толкателя.

          Лист2. Кинематический и силовой анализ шарнирно-рычажного механизма

1.                 Провести структурный анализ механизма.

2.                 Построить 12 совмещенных планов положений механизма, соответствующих повороту кривошипа на 300, приняв за нулевое положение начало рабочего хода.

3.                 Построить 3 плана скоростей и ускорений (для положений 2,4,8)

4.                 Определить скорости и ускорения точек звеньев, а также величину и направление угловых скоростей и ускорений звеньев для заданных положений механизма

5.                 Определить веса, силы и моменты пар сил инерции звеньев для одного из положений рабочего хода, указанного преподавателем.

6.                 Определить реакции в кинематических парах структурных групп Л.В.Ассура.

7.                 Определить реакцию в кинематической паре механизма 1-го класса и уравновешивающую силу.


         Лист 3.Синтез и анализ передаточного механизма

1.                 Провести геометрический расчет профилируемой пары зубчатых колес ZI, ZII.

2.                 Построить картину зацепления пары колес ZI и ZII. Стандартный масштаб построения выбрать так, чтобы высота зуба на чертеже была не менее 40мм. Вычертить по 3-4 зуба каждого колеса, указать теоретический и практический участки линии зацепления, рабочие участки профилей зубьев.

3.                 Определить коэффициенты перекрытия аналитически и по картине зацепления.

4.                 Подобрать недостающие числа зубьев колес планетарного механизма, определить радиусы начальных окружностей колес, считая их нулевыми.

5.                 Вычертить кинематическую схему передаточного механизма, построить картину линейных скоростей и план чисел оборотов колес механизма.

 

Объем и содержание курсового проекта «Анализ и синтез механизмов (наименование машины по заданию)»

          Лист1. Динамический синтез кулачкового механизма

1.                 Построить кинематические диаграммы движения толкателя по заданной диаграмме.

2.                 Вычислить масштабы диаграмм движения толкателя.

3.                 Определить графически минимальный радиус кулачка (Rmin).

4.           Построить профиль кулачка, указав направление вращения кулачка, фазовые углы, минимальный радиус и ход толкателя.

         Лист 2. Кинематический анализ шарнирно-рычажного механизма

1.                    Структурный анализ механизма.

2.                    Построить 12 совмещенных планов положений механизма, соответству-ющих повороту кривошипа на 300, приняв за нулевое положение начало рабочего хода.

3.                    Построить 6 планов скоростей (для положений (0,2,4,6,8,10)) и 3 плана ускорений для положений (2,4,8).

4.          Определить скорости и ускорения точек звеньев, а также величину и направление угловых скоростей и угловых ускорений звеньев механизма.

         Лист 3. Силовой анализ механизма

1.                    Построить схему механизма, план скоростей и ускорений (положение задается преподавателем).

2.                    Определить веса звеньев, силы и моменты пар сил инерции звеньев механизма.

3.                    Определить реакции в кинематических парах структурных групп.

4.                    Определить реакцию в кинематической паре механизма 1-го класса и уравновешивающую силу.

         Лист 4. Синтез и анализ передаточного механизма.

1.                 Провести геометрический расчет профилируемой пары зубчатых колес ZI, ZII.

2.                 Построить картину зацепления пары колес ZI и ZII. Стандартный масштаб построения выбрать так, чтобы высота зуба на чертеже была не менее 40мм. Вычертить по 3-4 зуба каждого колеса, указать теоретический и практический участки линии зацепления, рабочие участки профилей зубьев.

3.                 Определить коэффициенты перекрытия аналитически и по картине зацепления.

4.            Подобрать недостающие числа зубьев колес планетарного механизма, определить радиусы начальных окружностей колес, считая их нулевыми.

Вычертить кинематическую схему передаточного механизма, построить картину линейных скоростей и план чисел оборотов колес механизма.

Таблица    исходных    данных    к    заданию    З-9

Мех.

Параметры

Обоз.

Ед. изм.

Варианты    числовых    значений    к    заданию    З-9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Шарнирно-рычажный механизм (приложение 2, рис.3)

Частота вращения звена 1

n1

мин-1

410

415

420

425

430

435

440

445

450

455

460

465

470

475

480

 

Длины звеньев и координаты неподвижных точек

lАВ

мм

154

152

150

140

124

142

148

136

138

130

135

142

140

150

152

lАС

мм

500

495

490

485

480

475

470

465

460

480

485

490

495

500

480

lCN

мм

704

697

690

675

654

667

668

651

648

660

670

682

685

700

682

lCD

мм

246

240

242

248

280

284

270

272

274

282

250

260

262

264

244

У

мм

296

290

292

298

330

334

320

322

324

332

300

310

312

314

294

 

lND

мм

950

937

932

923

1034

1142

938

1116

1108

1140

1155

1172

1180

1200

1162

 

lDS3

мм

0,5 · lND

 

 

Массы

звеньев

m1

кг

0,2

0,18

0,18

0,17

0,15

0,17

0,18

0,17

0,17

0,16

0,16

0,18

0,17

0,18

0,19

m2

кг

для    всех    вариантов   m2 = 0

m3

кг

9,5

9,4

9,3

9,2

10,3

11,4

9,4

11,2

11,0

11,4

11,5

11,7

11,8

12,0

11,6

m4

кг

для     всех     вариантов     m4 = 0

m5

кг

28,5

28,2

27,9

27,6

30,9

34,2

28,2

33,6

33,0

34,2

34,5

35,1

35,4

36,0

34,8

Момент инерции звеньев

JS3

кгм2

0,85

0,94

0,86

0,87

0,90

0,91

0,92

0,93

0,86

0,87

0,91

0,95

0,86

0,87

0,82

Сила сопротивления

Рс

Н

1700

1750

1800

1850

1900

1950

2000

2020

2030

1800

1880

1910

1930

1940

1870

  

Продолжение таблицы    исходных    данных    к    заданию    З-9

Мех.

Параметры

Обоз.

Ед. изм.

Варианты    числовых    значений    к    заданию    З-9

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Шарнирно-рычажный механизм (приложение 2, рис.3)

Частота вращения звена 1

n1

мин-1

500

495

485

490

470

475

480

465

460

455

450

445

440

430

420

 

Длины звеньев и координаты неподвижных точек

lАВ

мм

151

153

155

147

149

150

148

146

144

147

149

138

136

140

142

lАС

мм

496

486

472

490

492

496

488

485

474

482

496

500

498

495

486

lCN

мм

647

639

627

637

641

646

636

631

618

649

645

638

634

635

628

lCD

мм

240

242

246

248

250

260

264

266

270

272

278

280

250

254

262

У

мм

290

292

296

298

300

310

314

316

320

322

328

330

300

304

312

 

lND

мм

887

881

873

885

891

906

900

899

888

921

923

918

884

889

890

 

lDS3

мм

0,5 · lND

 

 

Массы

звеньев

m1

кг

0,21

0,22

0,20

0,18

0,23

0,24

0,19

0,21

0,25

0,23

0,24

0,22

0,21

0,20

0,18

m2

кг

для    всех    вариантов   m2 = 0

m3

кг

10,0

10,2

10,4

10,6

10,8

11,0

11,2

10,5

10,3

10,7

10,9

10,0

10,6

10,7

11,2

m4

кг

для     всех     вариантов     m4 = 0

m5

кг

28,0

28,2

28,4

27,8

27,6

27,7

30,0

30,6

30,8

30,4

32,1

32,5

33,0

33,2

32,7

Момент инерции звеньев

JS3

кгм2

0,80

0,81

0,84

0,86

0,85

0,90

0,91

0,85

0,86

0,87

0,90

0,83

0,82

0,86

0,84

Сила сопротивления

Рс

Н

1710

1730

1750

1770

1800

1820

1830

1840

1900

1910

1920

1930

1940

1950

1990

  

   Продолжение   таблицы    исходных    данных    к    заданию    З-9

Мех.

Параметры

Обоз.

Ед. изм.

Варианты    числовых    значений    к    заданию    З-9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Кулачковый мех. (Приложение 1)

Тип кулач. механ.

-

-

Для    всех    вариантов    Тип 2

Частота вращения кулачка

nk

мин-1

900

910

920

930

940

950

960

970

980

990

1000

1020

1030

1050

1000

Фазовые

углы

кулачка

φу

град

60

65

75

70

70

65

60

65

70

65

60

62

70

60

60

φд

град

15

15

10

15

0

20

25

25

25

20

10

16

5

20

20

φв

град

70

60

75

70

80

70

65

70

65

75

70

70

70

60

80

Ход толкателя

Н

мм

40

38

42

44

46

45

35

30

32

36

34

42

40

44

48

Минимальный угол передачи движения

γmin

град

60

58

59

60

56

62

61

60

60

58

58

59

59

60

62

 

Тип диаграммы

-

-

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

   

Продолжение   таблицы    исходных    данных    к    заданию    З-9

Мех.

Параметры

Обоз

Ед. изм.

Варианты    числовых    значений    к    заданию    З-9

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Кулачковый мех. (Приложение 1)

Тип кулач. механ.

-

-

Для    всех    вариантов    Тип 2

Частота вращения кулачка

nk

мин-1

1000

1020

1040

1030

1050

1060

1090

1100

1105

1095

1085

1025

1035

1045

1055

Фазовые

углы

кулачка

φу

град

71

70

72

80

80

60

74

72

68

62

64

62

58

56

64

φд

град

10

20

0

0

10

20

16

18

10

18

10

20

12

10

16

φв

град

62

60

60

70

70

60

70

60

64

70

64

60

60

60

70

Ход толкателя

Н

мм

42

38

30

40

42

44

36

38

40

44

41

43

45

37

39

Минимальный угол передачи движения

γmin

град

60

61

62

60

63

64

60

58

59

63

62

61

55

58

60

 

Тип диаграммы

-

-

4

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

  

Продолжение таблицы    исходных    данных    к    заданию    З-9

Мех.

Параметры

Обоз.

Ед. изм.

Варианты числовых значений к заданию З-9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Передаточный механизм (Приложение 2)

Тип передат. механизма

-

-

Для    всех    вариантов    Тип III

Частота вращения двигателя

nдв

мин-1

Для    всех    вариантов    nдв = 2000 мин-1

Частота вращения вала транспорте
ра

nтр

мин-1

200

210

220

230

240

250

260

270

260

250

240

230

220

210

200

Модуль колес профил. пары

mI,II

мм

10

12

10

8

10

12

8

10

8

12

10

12

10

8

10

Модуль колес планетарно
го редуктора

m1,2,3,4

мм

4

3

5

4

3

4

3

5

3

5

4

3

5

4

3

Числа зубьев
профил. пары

ZI

-

14

14

13

13

15

15

15

15

14

14

14

14

13

13

13

ZII

-

17

16

15

14

18

17

16

15

17

16

15

14

13

15

14

Коэф. смещ.

исход. контура

ХI

-

0,44

0,58

0,43

0,30

0,48

0,64

0,58

0,45

0,34

0,44

0,45

0,58

0,38

0,53

0,30

ХII

-

0,44

0,28

0,34

0,50

0,46

0,29

0,28

0,45

0,64

0,44

0,45

0,28

0,38

0,22

0,50

Параметры исход. контура

-

-

α=200 ,  h=1.0,      с*=0,25

 

Продолжение    таблицы    исходных    данных    к    заданию    З-9

Мех.

Параметры

Обоз.

Ед. изм.

Варианты числовых значений к заданию З-9

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Передаточный механизм (Приложение 2)

Тип передат. механизма

-

-

Для    всех    вариантов    Тип IV

Частота вращения двигателя

nдв

мин-1

Для    всех    вариантов    nдв = 2000 мин-1

Частота вращения вала транспортера

nтр

мин-1

290

280

270

260

255

265

275

285

295

300

290

280

270

260

250

Модуль колес профил. пары

mI,II

мм

10

12

8

12

10

12

8

10

10

10

12

10

12

8

10

Модуль колес планетарного редуктора

m1,2,3,4

мм

4

4

4

4

4

3

3

3

3

4

4

4

4

4

3

Числа зубьев

профил. пары

ZI

-

18

18

18

15

15

15

15

15

15

12

12

12

12

12

12

ZII

-

18

18

18

18

18

18

15

15

15

15

15

15

12

12

12

Коэф. смещ.

исход. контура

ХI

-

0,54

0,72

0,54

0,48

0,64

0,34

0,44

0,58

0,45

0,43

0,53

0,30

0,36

0,47

0,38

ХII

-

0,54

0,34

0,54

0,46

0,29

0,64

0,44

0,28

0,45

0,34

0,22

0,50

0,36

0,23

0,38

Параметры исход. контура

-

-

α=200 ,   h=1.0 с*=0,25

  

Таблица    исходных    данных    к    заданию    З-10

Мех.

Параметры

Обоз.

Ед. изм.

Варианты    числовых    значений    к    заданию    З-10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Шарнирно-
рычажный 
механизм (приложение 2,
рис.3)

Частота вращения звена 1

n1

мин-1

500

510

495

485

475

465

455

460

465

470

490

495

500

510

505

 

 

Длины звеньев и координаты неподвиж

ных точек

lАВ

мм

136

138

142

140

144

146

126

128

130

132

135

133

136

142

140

lАС

мм

484

490

486

488

492

485

472

480

486

494

498

496

500

490

492

lCN

мм

670

678

676

678

686

681

648

658

666

676

683

679

686

680

682

lCD

мм

230

240

235

238

242

246

250

252

254

256

258

240

242

236

238

У

мм

350

348

346

342

345

340

335

330

332

334

333

330

336

332

334

 

lND

мм

900

918

911

916

928

927

898

910

920

932

941

919

928

916

920

 

lDS3

мм

0,5 · lND

 

lED

мм

310

302

304

306

310

304

290

292

294

298

296

292

290

295

300

 

lDS4

мм

0,5 · lЕD

 

 

Массы

звеньев

m1

кг

0,25

0,19

0,18

0,20

0,21

0,22

0,26

0,28

0,30

0,18

0,25

0,27

0,19

0,32

0,34

m2

кг

для    всех    вариантов   m2 = 0

m3

кг

9,0

9,2

9,1

9,2

9,3

9,3

9,0

9,1

9,2

9,3

9,4

9,2

9,3

9,2

9,2

m4

кг

3,1

3,0

3,0

3,1

3,1

3,0

2,9

2,9

3,0

3,2

3,1

3,0

3,1

2,9

3,0

m5

кг

27,0

27,6

27,3

27,5

27,9

27,8

27,0

27,3

27,6

27,9

28,2

27,6

27,9

28,0

28,4

Моменты инерции звеньев

JS3

кгм2

0,85

0,84

0,86

0,82

0,81

0,90

0,91

0,90

0,85

0,87

0,88

0,82

0,81

0,84

0,83

JS4

кгм2

0,03

0,04

0,035

0,041

0,04

0,032

0,036

0,044

0,048

0,05

0,045

0,04

0,042

0,038

0,046

Сила сопротивле

ния

Рс

Н

2000

1950

1900

1920

2100

2120

2080

2040

2060

2100

2150

2200

2180

2160

2210

Продолжение    таблицы    исходных    данных    к    заданию    З-10

Мех.

Параметры

Обоз.

Ед. изм.

Варианты    числовых    значений    к    заданию    З-10

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Шарнирно-

рычажный механизм (приложение 2, рис.4)

Частота вращения звена 1

n1

мин-1

400

410

420

430

440

450

460

470

480

490

505

515

475

480

510

 

 

Длины звеньев и координаты неподвижных точек

lАВ

мм

154

148

150

152

146

142

140

144

138

136

139

140

130

135

132

lАС

мм

500

480

490

496

470

474

476

478

460

470

485

480

490

492

494

lCN

мм

704

678

690

698

666

660

676

672

648

656

674

670

670

677

676

lCD

мм

246

250

252

254

240

242

238

245

254

256

255

260

265

262

264

У

мм

346

350

348

352

338

334

330

335

340

342

344

340

330

335

332

 

lND

мм

950

928

942

952

906

902

914

917

902

912

929

930

935

939

940

 

lDS3

мм

0,5 · lND

 

lED

мм

300

310

305

308

312

306

302

296

290

292

294

295

288

284

290

 

lDS4

мм

0,5 · lЕD

 

 

Массы

звеньев

m1

кг

0,30

0,28

0,27

0,26

0,20

0,18

0,19

0,26

0,28

0,32

0,30

0,31

0,25

0,28

0,27

m2

кг

для    всех    вариантов   m2 = 0

m3

кг

9,5

9,3

9,4

9,5

9,1

9,0

9,1

9,2

9,0

9,1

9,3

9,3

9,4

9,4

9,5

m4

кг

3,0

3,1

3,1

3,2

3,1

3,0

3,0

2,9

2,9

3,0

2,9

2,8

2,8

2,9

2,9

m5

кг

28,5

27,9

28,2

28,5

27,3

27,0

27,3

27,6

27,0

27,3

27,9

28,0

28,2

28,1

28,5

Моменты инерции звеньев

JS3

кгм2

0,90

0,92

0,88

0,87

0,85

0,84

0,82

0,81

0,80

0,84

0,91

0,94

0,93

0,86

0,84

JS4

кгм2

0,032

0,034

0,036

0,04

0,031

0,033

0,035

0,04

0,042

0,044

0,046

0,048

0,05

0,049

0,047

Сила сопротивле

ния

Рс

Н

2200

2100

2150

2130

2060

2090

2000

2010

1900

1920

1940

1960

1980

2010

2030

 

   Продолжение   таблицы    исходных    данных    к    заданию    З-10

Мех.

Параметры

Обоз

Ед. изм.

Варианты    числовых    значений    к    заданию    З-10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Кулачковый механизм  (Приложение 1)

Тип кулач. механизма

-

-

Для    всех    вариантов    Тип I

Частота вращения кулачка

nk

мин-1

950

960

970

980

990

1000

1020

1040

1050

1060

1070

1080

1100

1110

1120

Фазовые

углы

кулачка

φу

град

120

100

120

140

100

110

120

100

100

120

120

100

120

100

120

φд

град

40

60

60

20

70

50

60

80

90

100

70

100

50

90

80

φв

град

120

120

100

120

100

110

120

100

110

100

120

100

120

100

120

Ход толкателя

Н

мм

35

38

40

42

44

36

39

41

45

43

30

32

34

36

42

 

Тип диаграммы

-

-

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

  

   Продолжение    таблицы    исходных    данных    к    заданию    З-10

Мех.

Параметры

Обоз

Ед. изм.

Варианты    числовых    значений    к    заданию    З-10

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Кулачковый механизм  (Приложение 1)

Тип кулач. механизма

-

-

Для    всех    вариантов    Тип II

Частота вращения кулачка

nk

мин-1

1000

1090

1100

1050

1060

1040

1100

1120

1130

1050

1060

1080

1090

900

910

Фазовые

углы

кулачка

φу

град

100

110

120

110

120

100

100

110

120

100

110

100

100

120

120

φд

град

20

30

40

30

20

20

90

80

60

50

90

60

80

20

40

φв

град

100

110

120

120

100

120

100

110

120

100

120

120

120

120

80

Ход толкателя

Н

мм

35

30

32

36

40

42

44

31

35

37

40

42

44

30

38

 Тип диаграммы

-

-

4

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

 

   Продолжение   таблицы    исходных    данных    к    заданию    З-10

Мех.

Параметры

Обоз.

Ед. изм.

Варианты числовых значений к заданию З-10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Передаточный механизм (Приложение 2)

Тип передат. механизма

-

-

Для    всех    вариантов    Тип I

Частота вращения двигателя

nдв

мин-1

Для    всех    вариантов    nдв = 1410 мин-1

Частота вращения вала транспортера

nтр

мин-1

320

310

305

315

325

335

345

355

360

350

340

330

320

310

300

Модуль колёс профил. пары

mI,II

мм

8

10

10

8

12

10

8

10

8

10

12

8

10

8

10

Модуль колёс редуктора

m1,2,3

мм

5

4

3

5

4

3

5

4

3

5

4

3

5

4

3

Числа зубьев

профил. пары

ZI

-

14

14

14

14

17

16

16

15

15

15

12

12

12

12

12

ZII

-

17

16

15

14

18

17

16

18

16

15

16

15

14

13

12

Коэф. смещ.
исход. контура

ХI

-

0,64

0,45

0,44

0,58

0,54

0,58

0,45

0,44

0,58

0,45

0,43

0,53

0,30

0,47

0,38

ХII

-

0,29

0,45

0,44

0,28

0,54

0,28

0,45

0,44

0,28

0,45

0,34

0,22

0,50

0,23

0,38

Параметры исход. контура

-

-

α=200,   h=1.0


 

Продолжение   таблицы    исходных    данных    к    заданию    З-10

Мех.

Параметры

Обоз.

Ед. изм.

Варианты числовых значений к заданию З-10

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Передаточный механизм (Приложение 2)

Тип передат. механизма

-

-

Для    всех    вариантов    Тип II

Частота вращения двигателя

nдв

мин-1

Для    всех    вариантов    nдв = 1410 мин-1

Частота вращения вала транспортера

nтр

мин-1

200

210

220

230

240

250

260

270

260

250

240

230

220

210

200

Модуль колёс профил. пары

mI,II

мм

10

12

10

8

10

12

8

10

8

12

10

12

10

8

10

Модуль колёс редуктора

m1,2,3

мм

4

3

5

4

3

4

3

5

3

5

4

3

5

4

3

Числа зубьев

профил. пары

ZI

-

14

14

13

13

15

15

15

15

14

14

14

14

13

13

13

ZII

-

17

16

15

14

18

17

16

15

17

16

15

14

13

15

14

Коэф. смещ.

исход. контура

ХI

-

0,64

0,58

0,43

0,30

0,48

0,64

0,58

0,45

0,34

0,44

0,45

0,58

0,38

0,53

0,30

ХII

-

0,29

0,28

0,34

0,50

0,46

0,29

0,28

0,45

0,64

0,44

0,45

0,28

0,38

0,22

0,50

Параметры исход. контура

-

-

α=200,  h=1.0,      с*=0,25







Л И Т Е Р А Т У Р А

  1. Кочетов В.А., Савенков М.В. и др. Динамический синтез кулачковых механизмов. Методические указания. ДГТУ. Ростов н/Д, 2006.

2.      Кочетов В.А. Кинематический и силовой анализ механизмов. Методические указания. ДГТУ. Ростов н/Д, 2006.

      3.   Мочалов В.А., Савенков В.А., Кочетов В.А. Синтез и анализ передаточного механизма. ДГТУ. Ростов н/Д, 2006.








DSTU 2010