Проектирование и исследование механизма крышкоделательной машины (257583)

Посмотреть архив целиком

Министерство образования Беларуси

Белорусский государственный технологический университет

кафедра теоретической механики











курсовой проект по теории механизмов и машин

тема: проектирование и исследование механизма крышкоделательной машины



выполнил студент

III курса 3 группы

факультета ИДиП

Дорошевич А. Н.

проверил доцент Бокун Г. С.






Минск 2004


1. Введение


Исследуемой мною в курсовом проекте крышкоделательная машина предназначена для изготовления книжных крышек.

Крышкоделательные машины широко используются в полиграфической промышленности. Изготовление книжных крышек – сложный технологический процесс, требующий высокоточного оборудования. К последним относится и исследуемый мною механизм.

Движение от электродвигателя передаётся кривошипу через планетарный редуктор и зубчатую передачу. Преобразование вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное движение поршня осуществляется шестизвенным кулисным механизмом, состоящим из кривошипа, кулисного камня, вращающейся кулисы, шатуна и ползуна.

Смазываются механизмы плунжерным масляным насосом кулачкового типа. Кулачок, закрепленный на одном валу с зубчатым колесом, приводит в движение толкатель. Для получения требуемой равномерности движения на кривошипном валу закреплён маховик.

Высокая точность исследуемой машины требует минимальных погрешностей при расчетах. С этой целью курсовая работа выполнена на листах формата А1 с применением в отдельных местах вычислительной мощи современных компьютеров и новейшего программного обеспечения.


II Динамический синтез рычажного механизма


2.1 Задачи и методы динамического синтеза и анализа машинного агрегата


Задачей динамического синтеза машинного агрегата является определение постоянной составляющей приведенного момента инерции маховика Iм, при котором колебания угловой скорости звена приведения не превышает значений, обусловленных коэффициентом неравномерности движения δ.

Задачей динамического анализа машинного агрегата является определение закона движения звена приведения (ω1, ε1) при полученном значении Iм. Методы расчета могут быть графические и аналитические.


2.2 Структурный анализ рычажного механизма


Степень подвижности рычажного механизма определяем по формуле:


W=3n–2p5 p4, где


n=5—число подвижных звеньев механизма;

p5—число пар V класса;

p4—число пар IV класса;

В данном механизме 7 пар пятого класса: A(0;1), B(1;2), C(2;3), D(3;0), E(3;4) — вращательные. B3(2;3), Е0 (0;5) — поступательные. Пар четвертого класса нет. Тогда

W=3·5–2·7–0=1.

Следовательно, положение звеньев механизма определяется заданием одной обобщенной координаты звена 1(1).

Определим класса механизма. Для этого расчленим его на группы Ассура. Сначала отделяем группу Ассура II класса, образованную звеньями 4 и 5, затем отсоединяем группу Ассура II класса, образованную звеньями 2 и 3. остается ведущее звено и стойка 0, образующие механизм I класса.

Формула строения механизма I(0;1)II(2;3)II(4;5)



Класс присоединенных групп — второй, поэтому рассматриваемый механизм относится ко II классу.


2.3 Определение основных параметров и размеров
рычажного механизма.


Угловая скорость звена 1:


Размеры механизма заданны в задании:

lAB=0.22 м lCD=0.19 м lDE=0,86 м lEF=0,8 м X=0.8 м

Y1=0.3 м Y2=0.5 м



2.4 Описание определения кинематических характеристик рычажного механизма


2.4.1 Построение планов положений

Для построения планов положений механизма выбираем масштабный коэффициент

Тогда чертежные отрезки, изображающие звенья и расстояния на чертеже равны:

AB=lAB/S=0.22/0.005=44 мм

CD=lCD/S=0.19/0.005=38 мм

DE=lDE/S=0.86/0.005=172 мм

EF=lEF/S=0.8/0.005=160 мм

X=X/S=0.8/0.005=160 мм

Y1=Y1/S =0.3/0.005=60 мм

Y2=Y2/S =0.5/0.005=100 мм

Делим траекторию движения точки B кривошипа на 12 равных частей и строим 12 положений механизма.. На всех звеньях показываем положения центров масс. Центры масс находятся посередине: AS1=0 мм. Центр масс кулисы CB находится посередине максимальной длины звена, которую определим из построений.


2.4.2 Построение планов аналогов скоростей

Требуется построить 12 планов аналогов скоростей и определить длины отрезков, изображающих анализ скоростей на планах. Построение производим по группам Ассура в соответствии с формулой строения механизма I(0;1)II(2;3)II(4;5).

Поскольку между скоростями точек и аналогами скоростей существует пропорциональность, то для построения планов воспользуемся векторными уравнениями для построения планов скоростей.

Для построения планов аналогов скоростей механизма выбираем масштабный коэффициент ;

Переходим к построению плана аналога скоростей для группы Ассура (2;3’). Известна скорость точки B1 по величине и направлению. Скорость точки B3’ найдем, решив графически векторное уравнение:


;


Отрезок pb3 аналогичен скорости точки B3. Для построения отрезка pс, изображающего аналог скорости точки С звена 3 воспользуемся теоремой подобия


;,


Направление

Скорости точек E и S3 найдём из соотношений


; ,


Переходим к построению плана аналогов скоростей для групп Ассура (4;5). Известна скорость точки E. Найдем скорость точки F, рассматривая ее движение по отношению к точке E. Запишем векторное уравнение:



Отрезок pe изображает аналог скорости точки Е.

Для построения отрезка pS4 воспользуемся теоремой подобия.


; .


2.4.3 Расчет приведенного момента инерции Iпр

Приведенный момент рассчитывается по формуле:


.


В нашем случае эта формула примет вид:


, где;;;;

.


Из условия задания определяем:

Массы звеньев:

Моменты инерции звеньев:



После подстановки значений рассчитанных величин получим следующую формулу:



2.4.4 Расчет приведенных моментов сил


На входное звено крышкоделательной машины при рабочем ходе действует сила полезного сопротивления P n.с.=500 H.

Величину приведенного момента сил сопротивления определяем по формуле:



Определим постоянные величины, входящие в эту формулу



Для рабочего хода:



Для холостого хода:



2.4.5 Определение работы сил сопротивления Ас

График Ас() построим методом численного интегрирования, применяя метод трапеций. Формула интегрирования имеет вид:


;


где — шаг интегрирования.


2.4.6 Построение диаграммы изменения кинетической энергии и диаграммы "энергия-масса"

График изменения кинетической энергии построим путем вычитания ординат графика Ас() из соответствующих ординат графика Ад(). После этого построим диаграмму Виттенбауера (неполная диаграмма"энергия-масса") путем графического исключения параметра  из графиков изменения кинетической энергии механизма и приведенного момента инерции.

2.4.7 Определение момента инерции маховика

Для определения момента инерции маховика по заданному коэффициенту неравномерности движения следует провести касательные к графику "энергия-масса" под углами max и min к оси абсцисс (оси приведенного момента инерции).

Тангенсы этих углов определим по формулам:


, max=88.45

, min=88.28.

Диаметр маховика с тяжелым ободом: .

Для чугуна ;;, отсюда:

;

Mасса маховика: ;

Ширина обода: ;

Высота обода: .


2.4.8 Определение параметров маховика

Для построения графика  необходимо найти Iполн и Т по формулам:


;.

;

;


Имеем . Определяем угловую скорость для всех положений механизма. По расчетным данным определяем среднюю угловую скорость:



2.4.9 Расчет истинной угловой скорости звена приведения


Все расчёты и графики выполнены с использованием математического пакета MathCAD Professional 2001 и приведены ниже








III Динамический анализ рычажного механизма


3.1 Определение линейных и угловых скоростей, ускорений точек и звеньев механизма


Для построения плана механизма в 9-ом положении примем масштабный коэффициент .

Для построения плана скоростей определим скорость точки В



Определим масштабный коэффициент

Построение плана ведется в соответствии с векторными уравнениями, рассмотренными в пункте II.

Переходим к построению плана ускорений. Так как кривошип вращается неравномерно, то ускорение точки В кривошипа равно:


, где


Выбрав масштабный коэффициент ,вычислим отрезки, изображающие aB1An и aB1A



Из полюса  откладываем отрезок n1АВ, направленной к центру вращения, отрезок n1bАВ откладываем в направлении 1.

Ускорение точки В3 найдем, решив графически систему векторных уравнений.


;


Кариолисово ускорение определяем по формуле



Случайные файлы

Файл
30160.rtf
125321.rtf
154353.rtf
96949.rtf
93070.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.