Кафедра «ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН»

Выпуск 6

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-11
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-11
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Шар- нирно- рычажный механизм (прило- жение 2, рис.3)	Частота вращения звена 1	n₁	мин^-1	250	260	270	280	290	300	295	285	275	265	255	260	270	280	290
	Длины звеньев и координаты неподвижных точек	l_АВ	мм	40	42	44	46	48	50	52	54	56	58	60	62	64	66	68
		l_АС	мм	112	117	123	129	134	140	146	151	157	162	168	174	179	185	190
		l_CD	мм	200	210	220	230	240	250	260	270	280	290	300	310	320	330	340
		l_D_Е	мм	188	197	207	216	226	235	244	254	263	273	282	291	301	310	320
		l_СS₃	мм	0,5 · l_CD
		l_DS4	мм	0,5 · l_DE
	Массы звеньев	m₁	кг	5,0	4,8	5,2	5,4	5,6	5,8	6,0	6,2	6,4	6,6	6,8	7,0	6,7	6,5	5,6
		m₂	кг	для всех вариантов m₂ = 0
		m₃	кг	25	24	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	33	32	28
		m₄	кг	22	21	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	29	25
		m₅	кг	15	14,5	16	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	19,5	17
	Моменты инерции звеньев	J_S3	кгм²	0,061	0,062	0,064	0,064	0,065	0,066	0,067	0,068	0,069	0,07	0,071	0,072	0,073	0,069	0,065
	Моменты инерции звеньев	J_S4	кгм²	0,07	0,072	0,073	0,074	0,075	0,076	0,077	0,078	0,079	0,08	0,081	0,082	0,083	0,078	0,074
	Сила сопротивле ния	Р_с	Н	2000	2050	2100	2150	2200	2250	2300	2350	2400	2450	2500	2550	2600	2400	2450

Продолжение таблицы исходных данных к заданию З-11
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-11
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Шарнирно- рычажный механизм (прило- жение 2, рис.3)	Частота вращения звена 1	n₁	мин^-1	200	210	220	230	240	250	260	270	260	250	240	230	220	210	200
	Длины звеньев и координаты неподвиж ных точек	l_АВ	мм	41	43	45	47	49	51	53	55	57	59	61	63	65	67	69
		l_АС	мм	115	120	126	132	137	143	148	154	160	165	171	176	182	188	193
		l_CD	мм	205	215	225	235	245	255	265	275	285	295	305	315	325	335	345
		l_D_Е	мм	193	202	211	221	230	240	249	258	268	277	287	296	305	315	324
		l_СS₃	мм	0,5 · l_CD
		l_DS4	мм	0,5 · l_DE
	Массы звеньев	m₁	кг	3	3,2	3,4	3,5	3,6	3,8	3,9	4,0	3,1	3,3	3,4	3,6	3,7	4,1	4,3
		m₂	кг	для всех вариантов m₂ = 0
		m₃	кг	15	16	17	17,5	18	19	19,5	20	15,5	16,5	17	18	18,5	20,5	21,5
		m₄	кг	13	14	15	15	16	17	17	17,5	14	14,5	15	16	16	18	19
		m₅	кг	9	9,5	10	11,5	12	11,5	12	12	9	10	10,5	11	12	12	13
	Моменты инерции звеньев	J_S3	кгм²	0,051	0,053	0,055	0,057	0,060	0,062	0,064	0,066	0,068	0,055	0,057	0,059	0,061	0,063	0,065
	Моменты инерции звеньев	J_S4	кгм²	0,049	0,051	0,053	0,059	0,061	0,063	0,065	0,067	0,069	0,064	0,066	0,07	0,068	0,071	0,069
	Сила сопротивле ния	Р_с	Н	3000	2950	2900	2850	2800	2750	2700	2650	2600	2550	2500	2580	2620	2740	2840

Продолжение таблицы исходных данных к заданию З-11
Мех.	Параметры	Обоз	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-11
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 I
	Частота вращения кулачка	n_k	мин^-1	250	260	270	280	290	300	295	285	275	265	255	260	270	280	290
	Фазовые углы кулачка	φ_у	град	100	120	100	120	100	120	100	100	80	90	100	110	80	120	100
		φ_д	град	90	40	60	60	80	60	60	40	100	110	50	50	120	80	100
		φ_в	град	100	120	120	100	100	110	100	120	100	100	120	110	80	100	100
	Ход толкателя	Н	мм	40	42	44	46	48	50	52	41	43	45	47	49	51	50	52
	Тип диаграммы	-	-	1	2	3	4	1	2	3	4	1	2	3	4	1	2	3

Продолжение таблицы исходных данных к заданию З-11
Мех.	Параметры	Обоз	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-11
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 I
	Частота вращения кулачка	n_k	мин^-1	200	210	220	230	240	250	260	270	260	250	240	230	220	210	200
	Фазовые углы кулачка	φ_у	град	90	100	100	120	100	120	120	90	100	80	120	140	120	130	120
		φ_д	град	90	110	60	40	60	50	20	110	105	110	100	20	30	40	50
		φ_в	град	100	90	120	100	100	120	120	100	100	90	100	140	140	100	130
	Ход толкателя	Н	мм	45	47	48	50	49	51	48	42	43	44	40	44	46	42	47
	Тип диаграммы	-	-	4	1	2	3	4	1	2	3	4	1	2	3	4	1	2

Продолжение таблицы исходных данных к заданию З-11
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-11
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 4
	Частота вращения двигателя	n_дв	мин^-1	Для всех вариантов n_дв = 2000 мин^-1
	Частота вращения звена 1	n₁	мин^-1	250	260	270	280	290	300	295	285	275	265	255	260	270	280	290
	Модуль колес профил. пары	m_I_,_II	мм	10	8	12	10	12	10	12	10	8	12	10	12	8	12	10
	Модуль колес планетарного редуктора	m_1,2,3,4	мм	3	4	4	4	4	4	5	3	3	3	4	4	4	4	4
	Числа зубьев профил. пары	Z_I	-	12	12	12	12	12	12	15	15	15	15	15	15	18	18	18
	Числа зубьев профил. пары	Z_II	-	12	12	12	15	15	15	15	15	13	18	18	18	18	18	18
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_I	-	0,38	0,47	0,36	0,3	0,53	0,43	0,45	0,58	0,44	0,34	0,64	0,48	0,54	0,72	0,54
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_II	-	0,38	0,23	0,36	0,5	0,22	0,34	0,45	0,28	0,44	0,64	0,29	0,46	0,54	0,34	0,54
	Параметры исход. контура	-	-	α=20⁰ , h=1.0, с^*=0,25

Продолжение таблицы исходных данных к заданию З-11
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-11
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 3
	Частота вращения двигателя	n_дв	мин^-1	Для всех вариантов n_дв = 2000 мин^-1
	Частота вращения звена 1	n₁	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	8	10	12	10	12	8	10	8	12	10	8	10	12	10
	Модуль колес планет редуктора	m_1,2,3,4	мм	3	4	3	5	4	3	4	5	3	4	3	4	5	3	4
	Числа зубьев профил. пары	Z_I	-	13	13	13	14	14	14	14	15	15	15	15	13	13	14	14
	Числа зубьев профил. пары	Z_II	-	14	15	13	14	15	16	17	15	16	17	18	14	15	16	17
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_I	-	0,3	0,53	0,38	0,58	0,45	0,44	0,34	0,45	0,58	0,64	0,48	0,3	0,43	0,58	0,44
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_II	-	0,3	0,22	0,38	0,28	0,45	0,44	0,64	0,45	0,28	0,29	0,46	0,5	0,34	0,28	0,44
	Параметры исход. контура	-	-	α=20⁰ , h=1.0 , с^*=0,25

Таблица исходных данных к заданию З-12
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-12
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.4)	Частота вращения звена 1	n₁	мин^-1	для всех вариантов n₁ = 1500 мин^-1
	Длины звеньев и координаты неподвижных точек	l_АВ	мм	60	60	55	60	65	70	75	80	75	70	50	60	45	65	60
		l_ВС= l_DE	мм	320	210	200	205	230	240	265	280	290	250	220	215	180	175	220
		l_BD	мм	для всех вариантов
		l_BS2	мм	для всех вариантов
		l_DS₄	мм	для всех вариантов
	Массы звеньев	m₁	кг	4,5	4	4	4,5	5	6	6,5	8	7,5	7	5	6	4,5	6,5	6
		m₂	кг	5,5	6	6	5,4	5,6	6,5	7	8,5	9	7,5	5,6	7,2	5,5	6,9	6,7
		m₃= m₅	кг	2,8	3	3,2	2,7	2,8	3,2	3,5	4,2	4	3,8	2,8	3,6	2,8	3,5	3,3
		m₄	кг	5	5,5	5,4	5	5,2	6	6,4	8	7,4	7,0	5,0	6,5	5	6	5,9
	Моменты инерции звеньев	J_S₂	кгм²	0,035	0,028	0,038	0,036	0,037	0,038	0,029	0,033	0,035	0,036	0,038	0,035	0,032	0,031	0,03
	Моменты инерции звеньев	J_S₄	кгм²	0,03	0,022	0,035	0,03	0,031	0,033	0,027	0,029	0,031	0,032	0,031	0,031	0,029	0,026	0,025
	Движущая сила, действую щая на поршень 3	Р_Д	Н	8000	7600	7200	6800	6400	6000	7600	7200	6800	7300	6900	6300	6350	6600	6400

Продолжение таблицы исходных данных к заданию З-12
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-12
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	для всех вариантов n₁ = 1500 мин^-1
	Длины звеньев и координаты неподвижных точек	l_АВ	мм	50	55	60	65	70	75	80	80	90	85	70	65	80	60	60
		l_ВС= l_DE	мм	200	220	240	260	280	300	320	340	360	340	320	300	360	180	200
		l_BD	мм	для всех вариантов l_ВС= **0.2l_DE*
		l_BS2	мм	для всех вариантов l_ВС2= **0.4l_DE*
		l_DS₄	мм	для всех вариантов l_ВС4= **0.5l_DE*
	Массы звеньев	m₁	кг	5	5,5	6	6,5	7	7,5	8	8	9	8,5	7	6,5	8	6	6
		m₂	кг	6	6,5	6,5	7	7,5	8	9	9	10	9	8	7	9	6,5	6,5
		m₃= m₅	кг	3	3,3	3,2	3,5	3,7	4	4,5	4,4	5	4,5	4	3,5	4,6	3,3	3,2
		m₄	кг	5	5,5	6	6,5	7	7,5	8	8,5	9	8	7,5	6,5	8	6	5,9
	Моменты инерции звеньев	J_S₂	кгм²	0,034	0,036	0,035	0,031	0,03	0,032	0,035	0,034	0,035	0,03	0,031	0,032	0,03	0,031	0,029
	Моменты инерции звеньев	J_S₄	кгм²	0,029	0,031	0,031	0,026	0,025	0,028	0,031	0,029	0,032	0,026	0,025	0,026	0,024	0,026	0,024
	Движущая сила, действую щая на поршень 3	Р_Д	Н	7000	7500	7400	7200	6600	6400	6500	6300	6450	7000	7200	7250	7100	6900	6800

Продолжение таблицы исходных данных к заданию З-12
Мех.	Параметры	Обоз	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-12
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 2
	Частота вращения кулачка	n_k	мин^-1	760	770	740	750	745	755	765	760	745	770	775	750	755	745	760
	Фазовые углы кулачка	φ_у	град	60	60	50	55	50	65	50	50	45	40	60	55	55	45	45
		φ_д	град	20	10	10	10	15	5	10	30	15	10	10	15	10	15	15
		φ_в	град	60	50	50	55	55	50	65	40	45	45	40	55	60	50	60
	Ход толкателя	Н	мм	25	17	16	18	12	20	21	19	18	17	19	18	17	16	22
	Минималь- ный угол передачи движения	γ_min	град	45	50	48	52	54	49	50	55	49	50	48	49	51	52	46
	Тип диаграммы	-	-	1	2	3	4	1	2	3	4	1	2	3	4	1	2	3

Продолжение таблицы исходных данных к заданию З-12
Мех.	Параметры	Обоз	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-12
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 2
	Частота вращения кулачка	n_k	мин^-1	770	765	760	755	735	745	755	760	765	770	750	740	735	740	780
	Фазовые углы кулачка	φ_у	град	50	55	60	45	50	65	50	55	55	60	45	50	45	60	50
		φ_д	град	10	15	15	15	20	15	20	15	15	10	15	15	15	10	15
		φ_в	град	60	50	60	45	50	50	50	55	45	50	45	65	55	50	60
	Ход толкателя	Н	мм	19	18	18	16	19	14	15	17	18	16	15	14	16	14	15
	Минималь- ный угол передачи движения	γ_min	град	47	51	49	52	48	55	53	50	48	51	54	49	48	50	52
	Тип диаграммы	-	-	4	1	2	3	4	1	2	3	4	1	2	3	4	1	2

Продолжение таблицы исходных данных к заданию З-12
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-12
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 вала двигателя	n₁	мин^-1	для всех вариантов n₁ = 1500 мин^-1
	Частота вращения вала рабочей машины	n_р.м	мин^-1	380	370	365	360	355	350	345	340	335	330	325	320	315	310		300
	Модуль колёс профил. пары	m_I_,_II	мм	10	8	12	10	12	8	10	12	8	10	12	8	10	12		8
	Модуль колёс планетарного редуктора	m_1,2,3	мм	4,5	4	4	4	4	4	5	5	4,5	4	4	4	4	4		5
	Числа зубьев профил. пары	Z_I	-	15	15	15	15	15	15	15	15	15	15	15	16	16	16		16
	Числа зубьев профил. пары	Z_II	-	15	15	15	16	16	16	17	17	17	18	18	18	16	17		18
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_I	-	0,45	0,58	0,44	0,45	0,44	0,58	0,34	0,64	0,48	0,64	0,48	0,34	0,44	0,45		0,64
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_II	-	0,45	0,28	0,44	0,45	0,44	0,28	0,64	0,29	0,46	0,29	0,46	0,64	0,44	0,45		0,29
	Параметры исход. контура	-	-	α=20⁰, h=1.0, с^*=0,25

Продолжение таблицы исходных данных к заданию З-12
Мех.	Параметры	Обоз.	Ед. изм.	Варианты числовых значений к заданию З-12
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 вала двигателя	n₁	мин^-1	для всех вариантов n₁ = 1500 мин^-1
	Частота вращения вала рабочей машины	n_р.м	мин^-1	405	395	385	375	365	355	345	355	325	315	305	295	285	275		265
	Модуль колёс профил. пары	m_I_,_II	мм	10	8	10	8	10	10	12	10	10	6	8	10	8	10		8
	Модуль колёс планетарного редуктора	m_1,2,3	мм	4	4	4	4	4	3	3	3	4	4	5	5	5	4		4
	Числа зубьев профил. пары	Z_I	-	15	15	15	16	16	16	16	17	14	17	14	14	13	13		13
	Числа зубьев профил. пары	Z_II	-	16	15	17	16	18	17	18	19	15	20	17	16	14	15		16
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_I	-	0,58	0,45	0,34	0,44	0,64	0,48	0,64	0,72	0,45	0,54	0,34	0,58	0,3	0,33		0,43
	Коэф. смещ. исход. контура	Х_II	-	0,28	0,45	0,64	0,4	0,29	0,46	0,29	0,34	0,45	0,54	0,64	0,28	0,5	0,22		0,34
	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.