В В Е Д Е Н И Е.

Машиностроение – одна из ведущих отраслей промышленности, которая занимается изготовлением орудий производства, качество которых определяет качество жизни людей.

На различных предприятиях и в организациях широко применяются самоходные шасси, обеспечивающие перемещение грузов для собственных нужд или по договору.

В курсовом проекте по ТММ и М изучаются основы проектирования новых машин на основе технического задания реального промышленного предприятия. В процессе выполнения данного проекта студент приобретает навыки подбора механизмов, обеспечивающих выполнение заданных функций, навыки определения кинематических и динамических характеристик машин, оценки их энергопотребления.

1. Обоснование выбора схемы машины.

Основой при проектировании машины выбираем схему прототипа – техническое решение наиболее близкое к заданному. За прототип принимаем схему известной машины данного типа ([1] рис. 6.4, стр. 208). При проектировании вносятся обоснованные изменения в схему прототипа.

Рис. 1.1 Механизмы прототипа

Самоходное шасси с двухтактным двигателемприменяется для перемещения грузов. В двигателе рычажным механизмом (рис. 1.1,а), состоящем из звеньев1-2-3 возвратно-поступательное движение поршня3преобразует во вращательное движение кривошипа1. Вращение с кривошипа через коробку передач передается на задний мост. Коробка передач состоит из планетарного редуктора и зубчатой пары(рис. 1.1,б). Кулачковый механизм (рис. 1.1,в) на валу кривошипа служит для смазывания подвижных деталей.

В состав самоходного шасси включаем источник движения–двигатель 1;несущий механизм 2,который преобразуетвозвратно-поступательное движение поршня двигателя во вращательное движениекривошипа несущего механизма; зубчатый механизм 3, который понижает частоту вращения кривошипа до необходимой частоты вращения карданного вала 4;кулачковый механизм 5 для смазывания подвижных деталей (рис.1.2.).

В результате получаем предварительную структурную схему машины, которую принимаем за основу.

Рис.1.2. Структурная схема самоходного шасси.

1. Рычажный механизм

2. Механизм зубчатый.

3. Исполнительный механизм (карданный вал)

4. Механизм кулачковый.

5 Маховик.

Исходные данные по варианту № 13:

Рычажный механизм:

Ход ползуна (поршня)Н= 0.14м

Максимальный угол давления = 20 град

Коэффициент неравномерности вращения кривошипа δ =0,005

Средняя скорость поршня V_ср = 5,3 м/с

Максимальное давление р_max = 2,7 МПа

Зубчатаяпередача:

Частота вращения коленчатого валаn_кв = 190

Передаточное отношение планетарного редуктора U_пл = 5

Кулачковый механизм:

Ход толкателя h = 73мм.

Угол удаления φ_у = 104 град.

Угол дальнего стояния φ_д.с =0,2·φ_в=20.8 град.

Угол возвращения φ_в = 104 град.

Закон движения толкателя – синусоидальный

2. РАСЧЕТ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ МАШИНЫ.

Так как работа сил инерции и тяжести за цикл машины равна нулю, то работа движущих сил затрачивается на преодоление сил полезного (технологического) сопротивления и сил трения (последние учитываются при помощи к.п.д.).

Работа полезных сил и равна площади фигуры S_фиг, ограниченной графиком .

Для двигателя внутреннего сгорания площадь (рис. 2.1)

Площадь поршня ,

где диаметр поршня

длина кривошипа

Н – ход поршня

Рис. 2.1 Диаграмма нагрузки машины

Таким образом получаем:

3. Расчет двигателя.

Длительность цикла машины

Частота вращения кривошипа

Мощность двигателя

4. Синтез зубчатого механизма.

Для понижения частоты вращения вала до необходимой, (равной частоте вращения карданного вала) используется зубчатая передача. Схема зубчатой передачи представлена на рис. 4.1. Её основу составляет планетарный механизм с передаточным отношением , и зубчатой парыZ₄–Z₅.

Синтез (подбор чисел зубьев) планетарной ступени производим на основе следующих условий:

1.Условие правильности зацепления, по которому

Z_min 17.

Принимая Z₁ = 18, получаем:

Рис. 4.1 Схема редуктора Z₃ =

Z₂ = 0.5∙(Z₃ – Z₁) = 0.5∙( 72 – 18 ) = 27

По условию правильности зацепления:

2. Условие соседства:

3.Проверяем возможность сборки полученного механизма.

,

где принимаем число сателлитов К = 3.

П и Ц - целые числа

55(1 + КП ) = Ц;

Это равенство выполняется при П=0, что является наилучшим вариантом для сборки (не осложняет процесс равноудаленной установки сателлитов).

Окончательно принимаем для планетарного механизма:

Z₁ = 18; Z₂ = 27; Z₃ = 72; K=3.

5. Находим количество зубьев и :

Общее передаточное отношение зубчатого механизма: = 5.9774

При этом откуда

Приняв Z₄ = 20, найдем Z₅ = 20^. 1,1955≈ 24

Теперь общее передаточное отношение

Расхождение с требуемым % – допускается

Модуль зубчатых колес планетарного редуктора определяем по моменту в зубчатом механизме, который имеет место на валу водила. Момент на этом валу

где угловая скорость двигателя

Модуль

Выбираем модуль второго ряда по стандарту = 5,5 мм.

Модуль зубчатых колес зубчатой пары рассчитываем по моменту на выходном валу

Тогда

Принимаем m_вых = 5,5 мм.

Определяем делительные диаметры колес:

d₄ = m_{вых ∙} Z₄ = 6^, 20 = 120 мм.

d₅ = m_{вых ∙} Z₅ = 5,5^. 24 = 144 мм.

При этом диаметр водила:

принимаем

_{Чертеж зубчатого механизма представлен на листе 1.}