Реферат: Основы проектирования и конструирования машин 
Реферат: Основы проектирования и конструирования машин
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Воронежский государственный технический университет
Кафедра проектирования механизмов и
подъемно-транспортных машин
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению курсовой работы по дисциплине
“Основы проектирования и конструирования машин”,
для студентов специальности 060800
экстернатной формы обучения
Воронеж
2002
Составители: канд. техн. наук В.А.Нилов, канд.
техн. наук Ю.В.Кирпичев, канд. техн. наук Б.Б.Еськов, И.Ю.Кирпичев
УДК
531.8-621.81.
Методические указания к выполнению курсовой работы
по дисциплине “Основы проектирования и конструирования машин”, для студентов
специальности 060800 экстернатной формы обучения / Воронеж. гос. техн. ун-т;
Сост. В.А.Нилов, Ю.В.Кирпичев, Б.Б.Еськов, И.Ю.Кирпичев. Воронеж, 2002. 24 с.
Методические указания предназначены для студентов, выполняющих
курсовую работу по дисциплине “Основы проектирования и конструирования
машин”. Представлена методика структурного, кинематического анализа
шарнирно-рычажного механизма. Приведенные расчетные зависимости позволяют
студентам рассчитать и построить планы скоростей и ускорений, а также выполнить
эскизную компоновку цилиндрического редуктора.
Рабочая тетрадь подготовлена в электронном виде в
текстовом редакторе MS WORD и содержится в файле: Экстернат.doc.
Табл.4. Ил.20. Библиогр.: 7 назв.
Рецензент: канд. тех. наук В.Я. Иволгин
Ответственный за выпуск зав. кафедрой, канд. техн.
наук В.А. Нилов
Издается по решению редакционно-издательского совета
Воронежского государственного технического университета
© Воронежский государственный
технический университет, 2002
СОДЕРЖАНИЕ И
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
ВЫПОЛНЕНИЯ
КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа
по дисциплине “Основы проектирования и конструирования машин” для
студентов-экстернатников специальности 060800 “Экономика и управление на
предприятии” состоит из графической части, которая выполняется на двух листах
плотной чертежной бумаге формата A1 (594x841) в карандаше
и расчетно-пояснительной записки, написанной от руки или набранной машинописным
текстом на листах писчей бумаги формата A4 (210x297) на одной
стороне страниц где приводятся все расчеты по заданию.
1 ЛИСТ –
Структурный и кинематический анализ рычажного механизма. Примеры
оформления 1-го листа представлены в приложениях В, Г, Д и выбираются в
зависимости от номера задания. В расчетно-пояснительной записке к первому листу
должны быть отражены следующие вопросы:
1. Назвать все
звенья механизма.
2. Построить
план механизма.
3. Построить
план скоростей.
4. Построить
план ускорений.
2 ЛИСТ –
Сборочный чертеж редуктора. Пример оформления 2-го листа
представлен в приложении Е. В расчетно-пояснительной записке к первому листу
должны быть отражены следующие вопросы:
1.
Кинематический расчет и выбор электродвигателя.
2. Выбор
материала колес редуктора.
3. Расчет
закрытой зубчатой пары.
4. Расчет
основных параметров и размеров зубчатых колес.
5. Расчет
диаметров валов редуктора.
6. Выбор
подшипников.
7. Выбор
шпоночных соединений.
РАСЧЕТ 1-го
ЛИСТА
СТРУКТУРНЫЙ
АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
Кривошипно-рычажный механизм состоит из
звеньев:
0
- стоек A и D, ось X-X
1
- кривошипа AB,
2
- шатуна ВС,
3
- кривошипа DE,
4
- шатуна FE,
5
- ползуна F.
Количество
подвижных звеньев n=5; количество кинематических пар 5-го класса p=7.
ПЛАН МЕХАНИЗМА
При известных размерах звеньев
механизма построение механизма в каком-либо положении осуществляется методом
засечек, который заключается в геометрическом построении положения на плоскости
центра вращательных пар. Последовательность построения (см. приложение A), с учетом заранее выбранного масштаба построения m плана механизма (для задания №1):
1) расположить на плоскости по
заданным размерам элементы изображения стойки (точки A
и D, ось x-x);
2) в одном из заданных углом j положений присоединить ведущее звено АВ;
3) из точки В и точки D провести дуги
радиусом соответствующих заданных размеров (LBC , LCD), пересечение которых определит положение вращательной
пары С;
4) на продолжении отрезка DC радиусом LDE найти
точки Е;
5) из точки Е радиусом LEF провести
дугу до пересечения с линией x-x движения ползуна, пересечение которых определит
положение поступательной пары, в точке F.
Ориентировочный интервал масштаба плана построения
механизма  . Значит, длины звеньев в
масштабе (на чертеже) равны:
 ;  ;
 ;  ,
здесь
и далее величина в скобках обозначает размер в миллиметрах на чертеже.
ПЛАН СКОРОСТЕЙ
Построение планов
скоростей и ускорений проводится на основе последовательного составления
векторных уравнений для точек звеньев механизма, начиная с ведущего звена,
угловая скорость w1 которого задана.
Находим численное
значение скорости точки B из выражения:
 (м/c)
Для того чтобы начать построение плана скоростей
необходимо выбрать масштаб построения  .
Вычисляем масштаб:
где
 мм (чем больше  , тем крупнее построения).
Выбираем на чертеже точку P - полюс плана скоростей. Строим вектор  скорости точки B (рис.12, 16, 19). Вектор скорости точки B
направлен в сторону вращения ведущего звена (см. направление w1),
перпендикулярно звену АВ.
Скорость точки C определяется
из векторной системы уравнений:
 (1)
где  - векторы абсолютных скоростей точек;  -
векторы относительных скоростей (скорость точки С вокруг B и
скорость точки С вокруг опоры D).
Система
уравнений (1) решается графическим способом. При этом учитывается, что  ,  . Скорость точки D
равна нулю  (на плане скорость совпала с полюсом P).
Выполним построения для нахождения точки C:
1) Построим скорость  ,
т.е. скорость точки С вокруг точки D – проведем на плане направление
вектора  . Из полюса P
проведем линию перпендикулярно звену CD.
2) Построим скорость  ,
т.е. скорость точки С вокруг точки B – проведем на плане направление
вектора  через точку b
плана скоростей.
3) Точка плана скоростей лежит на пересечении двух
направлений  и  . Достраиваем вектор  - скорость точки С.
4) Находим величину скорости точки С из плана
скоростей:
 (м/c)
где  - длина
вектора на плане скоростей в миллиметрах.
Построим
скорость точки Е для заданий №1,3 (рис.12, 19):
Т.к. точка Е
принадлежит звену CD, значит направления скоростей точек С и Е совпадают, а
длина вектора  находится из
пропорции:
 ;  (мм)
Откладываем из
полюса P параллельно
вектору  длину вектора  - получаем точку E на плане
скоростей.
Построим
скорость точки Е для задания №2 (рис.16):
Т.к. точка Е
принадлежит звену CD, и находится между точками C и D, то найдем
координаты конца вектора pc из пропорции:
 ;  (мм)
Соединяем на
плане скоростей точки b и c, и откладываем
на этой линии из точки b найденную длину отрезка  - получаем точку
e на плане.
Соединяя полюс P с точкой e, построим вектор  .
Находим величину скорости точки E из
плана:
 (м/c)
Скорость точки F определяется с
помощью графического решения системы векторных уравнений:
(2)
где  -
векторы абсолютных скоростей точек;  - векторы относительных скоростей;  - скорость движения системы координат (прямой x-x),  .
При решении уравнений (2) учитываем, что  ,
 //x-x.
Выполним построения для нахождения точки F
(рис.12, 16, 19):
1) Построим скорость  ,
т.е. скорость точки F вокруг точки E – проведем на
плане направление вектора  через
точку e на плане скоростей.
2) Через полюс P проведем линию
параллельную направляющей оси x-x.
3) Точка F
плана скоростей лежит на пересечении двух направлений (см. п.1 и 2).
Достраиваем вектор  - скорость точки F.
4) Находим величину скорости точки F из
плана скоростей:
 (м/c)
Из построенного плана найдем некоторые
значения скоростей:
(м/c)
(м/c)
Скорости центров масс звеньев лежат на
серединах соответствующих отрезков: S1 на  ; S2 -  ; S3 -  ; S4 -  ; S5= .
ПЛАН УСКОРЕНИЙ
Определим ускорение точки B, совершающей
равномерное движение по окружности с радиусом кривошипа AB:
 (м/c2)
Для того чтобы начать построение плана скоростей
необходимо выбрать масштаб построения  .
Вычисляем масштаб:
где
 мм (чем больше  , тем крупнее построения).
Выбираем на плоскости точку p - полюс плана ускорений. Строим
вектор  ускорения точки B (рис.13, 15,
18).
Вектор  направлен параллельно звену AB.
Откладываем из полюса p длину вектора  в направлении к
центру вращения точки B (т.е. от точки B к точке A).
Ускорение точки C определяется из векторных уравнений:
(3)
где  - векторы абсолютных ускорений точек, при чем  ;
 - векторы нормальных
ускорений;  - векторы тангенсальных
ускорений.
Определим значения и длины отрезков
нормальных ускорений:
 (м/с2),
в масштабе плана  (мм).
 (м/с2),
в масштабе плана  (мм).
Выполним построения для нахождения точки C
(рис.13, 15, 18):
1) Для этого из
точки b плана ускорений откладываем параллельно звену BC отрезок  (нормальное направление
ускорения) по направлению в сторону движения от точки С к точке В.
Перпендикулярно BC проводим через конец этого отрезка линию - тангенсальное
направление ускорения.
2) Из полюса p плана ускорений откладываем
параллельно звену CD отрезок  (нормальное
направление ускорения) по направлению в сторону движения от точки С к точке D.
Перпендикулярно CD проводим через конец этого отрезка линию -
тангенсальное направление ускорения.
3) Пересечением
2-линий тангенсальных направлений получится точка C – вектор  .
4) Находим
величину ускорения точки С из плана ускорений:
 (м/c)
Построим
ускорение точки Е для заданий №1,3 (рис.13, 18):
Ход построения
ускорения точки Е аналогичен скорости. Т.к. точка Е принадлежит звену CD,
значит, направления ускорений точек С и Е совпадают, а длина вектора  находится из пропорции:
 ;  (мм)
Откладываем из
полюса  параллельно
вектору  длину вектора  - получаем точку E на плане
ускорений.
Построим
ускорение точки Е для задания №2 (рис.15):
Ход построения ускорения точки Е
аналогичен скорости, поэтому:
 ;  (мм)
Находим величину ускорения точки E из
плана:
 (м/c)
Определим значение и длину отрезка на
плане нормального ускорения  :
 (м/с2),
в масштабе плана  (мм).
Выполним построения для нахождения ускорения точки F
(рис.13, 15, 18):
1) Для этого из
точки e плана ускорений
откладываем параллельно звену EF отрезок  (нормальное
направление ускорения) по направлению в сторону движения от точки F к точке E.
Перпендикулярно EF проводим через конец этого отрезка линию -
тангенсальное направление ускорения.
2) Через полюс p плана ускорений проводим линию
параллельную оси x-x.
3) Пересечением
2-х направлений получится точка F – вектор  .
4) Находим
величину ускорения точки F из плана ускорений:
 (м/c)
Ускорения
центров масс звеньев лежат на серединах соответствующих отрезков: S1 на  ; S2 -  ; S3 -  ; S4 -  ; S5= .
Страницы: 1, 2
|
