Кафедра «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 (R_min).

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 Z_I, Z_II.

2. Построить картину зацепления пары колес Z_I и Z_II. 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 (R_min).

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 Z_I, Z_II.

3. Определить коэффициенты перекрытия аналитически и по картине зацепления.

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
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	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	l_АВ	мм	154	152	150	140	124	142	148	136	138	130	135	142	140	150	152
		l_АС	мм	500	495	490	485	480	475	470	465	460	480	485	490	495	500	480
		l_C_N	мм	704	697	690	675	654	667	668	651	648	660	670	682	685	700	682
		l_CD	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
		l_ND	мм	950	937	932	923	1034	1142	938	1116	1108	1140	1155	1172	1180	1200	1162
		l_DS3	мм	0,5 · l_N_D
	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	J_S3	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	Р_с	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
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	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	l_АВ	мм	151	153	155	147	149	150	148	146	144	147	149	138	136	140	142
		l_АС	мм	496	486	472	490	492	496	488	485	474	482	496	500	498	495	486
		l_C_N	мм	647	639	627	637	641	646	636	631	618	649	645	638	634	635	628
		l_CD	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
		l_ND	мм	887	881	873	885	891	906	900	899	888	921	923	918	884	889	890
		l_DS3	мм	0,5 · l_N_D
	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	J_S3	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	Р_с	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
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	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	n_k	мин^-1	900	910	920	930	940	950	960	970	980	990	1000	1020	1030	1050	1000
	Фазовые углы кулачка	φ_у	град	60	65	75	70	70	65	60	65	70	65	60	62	70	60	60
		φ_д	град	15	15	10	15	0	20	25	25	25	20	10	16	5	20	20
		φ_в	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	γ_min	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
Мех.	Параметры	Обоз	Ед. изм.	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	n_k	мин^-1	1000	1020	1040	1030	1050	1060	1090	1100	1105	1095	1085	1025	1035	1045	1055
	Фазовые углы кулачка	φ_у	град	71	70	72	80	80	60	74	72	68	62	64	62	58	56	64
		φ_д	град	10	20	0	0	10	20	16	18	10	18	10	20	12	10	16
		φ_в	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	γ_min	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
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	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	n_дв	мин^-1	Для всех вариантов n_дв = 2000 мин^-1
	Частота вращения вала транспорте ра	n_тр	мин^-1	200	210	220	230	240	250	260	270	260	250	240	230	220	210	200
	Модуль колес профил. пары	m_I_,_II	мм	10	12	10	8	10	12	8	10	8	12	10	12	10	8	10
	Модуль колес планетарно го редуктора	m_1,2,3,4	мм	4	3	5	4	3	4	3	5	3	5	4	3	5	4	3
	Числа зубьев профил. пары	Z_I	-	14	14	13	13	15	15	15	15	14	14	14	14	13	13	13
	Числа зубьев профил. пары	Z_II	-	17	16	15	14	18	17	16	15	17	16	15	14	13	15	14
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_I	-	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
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_II	-	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
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	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	n_дв	мин^-1	Для всех вариантов n_дв = 2000 мин^-1
	Частота вращения вала транспортера	n_тр	мин^-1	290	280	270	260	255	265	275	285	295	300	290	280	270	260	250
	Модуль колес профил. пары	m_I_,_II	мм	10	12	8	12	10	12	8	10	10	10	12	10	12	8	10
	Модуль колес планетарного редуктора	m_1,2,3,4	мм	4	4	4	4	4	3	3	3	3	4	4	4	4	4	3
	Числа зубьев профил. пары	Z_I	-	18	18	18	15	15	15	15	15	15	12	12	12	12	12	12
	Числа зубьев профил. пары	Z_II	-	18	18	18	18	18	18	15	15	15	15	15	15	12	12	12
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_I	-	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
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_II	-	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
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	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	l_АВ	мм	136	138	142	140	144	146	126	128	130	132	135	133	136	142	140
		l_АС	мм	484	490	486	488	492	485	472	480	486	494	498	496	500	490	492
		l_C_N	мм	670	678	676	678	686	681	648	658	666	676	683	679	686	680	682
		l_CD	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
		l_ND	мм	900	918	911	916	928	927	898	910	920	932	941	919	928	916	920
		l_DS3	мм	0,5 · l_N_D
		l_ED	мм	310	302	304	306	310	304	290	292	294	298	296	292	290	295	300
		l_DS₄	мм	0,5 · l_Е_D
	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	J_S3	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
	Моменты инерции звеньев	J_S₄	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	Р_с	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
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	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	l_АВ	мм	154	148	150	152	146	142	140	144	138	136	139	140	130	135	132
		l_АС	мм	500	480	490	496	470	474	476	478	460	470	485	480	490	492	494
		l_C_N	мм	704	678	690	698	666	660	676	672	648	656	674	670	670	677	676
		l_CD	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
		l_ND	мм	950	928	942	952	906	902	914	917	902	912	929	930	935	939	940
		l_DS3	мм	0,5 · l_N_D
		l_ED	мм	300	310	305	308	312	306	302	296	290	292	294	295	288	284	290
		l_DS₄	мм	0,5 · l_Е_D
	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	J_S3	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
	Моменты инерции звеньев	J_S₄	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	Р_с	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
Мех.	Параметры	Обоз	Ед. изм.	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	n_k	мин^-1	950	960	970	980	990	1000	1020	1040	1050	1060	1070	1080	1100	1110	1120
	Фазовые углы кулачка	φ_у	град	120	100	120	140	100	110	120	100	100	120	120	100	120	100	120
		φ_д	град	40	60	60	20	70	50	60	80	90	100	70	100	50	90	80
		φ_в	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
Мех.	Параметры	Обоз	Ед. изм.	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	n_k	мин^-1	1000	1090	1100	1050	1060	1040	1100	1120	1130	1050	1060	1080	1090	900	910
	Фазовые углы кулачка	φ_у	град	100	110	120	110	120	100	100	110	120	100	110	100	100	120	120
		φ_д	град	20	30	40	30	20	20	90	80	60	50	90	60	80	20	40
		φ_в	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
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	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	n_дв	мин^-1	Для всех вариантов n_дв = 1410 мин^-1
	Частота вращения вала транспортера	n_тр	мин^-1	320	310	305	315	325	335	345	355	360	350	340	330	320	310		300
	Модуль колёс профил. пары	m_I_,_II	мм	8	10	10	8	12	10	8	10	8	10	12	8	10	8		10
	Модуль колёс редуктора	m_1,2,3	мм	5	4	3	5	4	3	5	4	3	5	4	3	5	4		3
	Числа зубьев профил. пары	Z_I	-	14	14	14	14	17	16	16	15	15	15	12	12	12	12		12
	Числа зубьев профил. пары	Z_II	-	17	16	15	14	18	17	16	18	16	15	16	15	14	13		12
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_I	-	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
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_II	-	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
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	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	n_дв	мин^-1	Для всех вариантов n_дв = 1410 мин^-1
	Частота вращения вала транспортера	n_тр	мин^-1	200	210	220	230	240	250	260	270	260	250	240	230	220	210		200
	Модуль колёс профил. пары	m_I_,_II	мм	10	12	10	8	10	12	8	10	8	12	10	12	10	8		10
	Модуль колёс редуктора	m_1,2,3	мм	4	3	5	4	3	4	3	5	3	5	4	3	5	4		3
	Числа зубьев профил. пары	Z_I	-	14	14	13	13	15	15	15	15	14	14	14	14	13	13		13
	Числа зубьев профил. пары	Z_II	-	17	16	15	14	18	17	16	15	17	16	15	14	13	15		14
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_I	-	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
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_II	-	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

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.