Національний технічний університет україни “київський політехнічний ІНститут” Факультет біотехнології і біотехніки Кафедра біотехніки та інженерії
|
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з Теорії машин та механізмів на тему: Механізм швейної машинки |
|
||||||||||||||||
ЗМІСТ
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ 4
9
Шарнірно-важільний механізм складається з важелів і тяг, виконаних з товстолистової сталі. 10
2. Принцип роботи механізму, який проектується 10
10
3. Динамічний аналіз та синтез механізму 11
3.1 Задачі 11
3.2 Кінематичний аналіз механізму 12
5. План прискорень 20
Визначення зведеного моменту інерції 26
3.4.7. Діаграма енергомас, розрахунок tgmax, tgmin 29
4. Кінетостатичний аналіз механізму 32
4.1. Задачі 32
4.2. Синтез інерції ланок. Сили, що діють на ланки механізму 34
4.4. Висновки 42
ВСТУП
Розвиток сучасної науки і техніки нерозривно пов’язаний зі створенням нових машин, які підвищують виробництво і полегшують працю людини, а також тих, що забезпечують засоби дослідження законів природи та життя людини. В основі кожної машини лежить механізм – система тіл, яка призначена перетворювати рух одного чи декількох тіл в потрібний рух інших, тобто, система, яка забезпечує виконання основного завдання машини.
Машина – це пристрій, який виконує механічний рух для перетворення енергії, матеріалів та інформації з метою заміни або полегшення фізичної чи розумової праці людини. Зараз жоден із нас вже не може уявити свій день без машин. Підтримувати цей розвиток на належному рівні — є нашою метою.
В даній роботі розглядається шарнірно-важільний механізм, який є складовою частиною механізму швейної машинки. Використовуються різні методи аналізу та синтезу механізму та проводяться розрахунки на всіх етапах проекту.
Метою даної курсової роботи є оволодіння методикою проектування таких механізмів, незалежно від їх технічного призначення і фізичної природи робочого процесу машини, дослідження руху окремих ланок і всього механізму в цілому. В ході роботи ми перевіряємо, чи здатний даний механізм забезпечити такий рух, для виконання якого він призначений. А також метою роботи являється поглиблення і узагальнення теоретичних знань з теорії механізмів та машин, знань з історії механізмів та надбання вміння застосовувати їх по дослідженню й розрахунку механізмів і машин.
1. Призначення механізму, який проектується.
Механізм - це кінематичний ланцюг з однією нерухомою ланкою призначений виконувати цілком визначенні доцільні рухи. Це система тіл, призначена для перетворення руху одного або кількох тіл у потрібний рух інших ланок.
Шарнірно-важільні механізми, призначені для передачі невеликих зусиль, можуть мати спрощену конструкцію. Спрощення конструкції досягається застосуванням ковзаючого з'єднання, при якому передача руху дотичними ланками відбувається без їх шарнірного з'єднання. Забезпечення кінематичного зв'язку між цими ланками здійснюється силовим (в синусному, тангенсом і повідкової механізмах) або геометричним (в кулісні) замиканням. Механізми з ковзаючим з'єднанням в принципі не можуть бути віднесені до шарнірно-важільним, оскільки містять вищі кінематичні пари, і розглядаються в цьому розділі через повну кінематичного подібності механізмів, з яких вони утворені.
Шарнірно-важільний механізм складається з важелів і тяг, виконаних з товстолистової сталі.
Шарнірно-важільні механізми використовують для забезпечення переміщення ланки або тільки певної точки його по заданій траєкторії.
2. Принцип роботи механізму, який проектується
При обертанні кривошипа навколо нерухомої точки О2 повзун приводиться в рух шатуном та здійснює складний рух. Шатун входить в обертальну пару з повзуном .
При обертанні кривошипа, рух від шатуна, приєднаного шарніром в точці О3, передається шатуну, що входить з ним в обертальну кінематичну пару. Шатун обертається і приводить в рух повзун, який здійснює зворотно-поступальний рух по направляючим х-х.
3. Динамічний аналіз та синтез механізму
3.1 Задачі
Задачі динамічного аналізу та синтезу досить обширні та складні. Сюди входять кінематичний та структурний аналіз механізму, побудова планів швидкостей та прискорень, знаходження кутових швидкостей та прискорень, моментів інерції та ін. До синтезу також входить розрахунок коефіцієнта зміни швидкості, кута розмаху, кількості оборотів за секунду, періоду обертання, робочого руху.
3.2 Кінематичний аналіз механізму
Вихідні дані наведені в табл. 1.
Табл. 1
|
|
|
|
|
|
|
а, мм |
b, мм |
q, кг/мм |
21 |
15 |
48 |
10 |
40 |
18 |
38 |
44 |
12 |
12 |
Кінематична схема механізму зображена на рис.1.
Рис.1
Розрахуємо число ступенів рухомості механізму за формулою Чебишева для плоских механізмів[6]:
W=3n-2p5-p4, (2.1)
тут n – число рухомих ланок кінематичного ланцюга,
p5 – кількість кінематичних пар п’ятого класу,
p4 – кількість кінематичних пар четвертого класу.
Для даного механізму:
n=5
p5=7
p4=0.
Тоді за формулою (2.1) ступінь рухомості механізму:
W=15-14-0=1
Для зручності побудови структурної схеми механізму складемо таблицю ланок і кінематичних пар, що їх утворюють (табл.2).
Табл.2
P5 |
І5 |
ІІ5 |
ІІІ5 |
IV5 |
V5∞ |
VI5 |
VII5∞ |
n |
0,1 |
1,2 |
1,4 |
2,3 |
3,0 |
4,5 |
5,0 |
Структурна схема механізму зображена на рис.2:
Рис.2
Розіб’ємо структурну схему механізму на групи Ассура (рис.3):
Рисунок 3. Групи Ассура
Формула будови механізму[6]:
I1 (0,1) ← II2 (2,3) ← II2 (4,5)
Це механізм 2-го класу. 3.3Синтез механізму
Видираємо масштаб
кінематичної схеми механізму
.
Вимірюємо робочий кут кривошипа:
Робочий кут кривошипа вимірюємо на кресленні даного механізму:
За формулою (1) знаходимо холостий кут кривошипа:
Визначаємо кут розмаху θ за формулою:
,
,
де k - коефіцієнт відношення робочого ходу кривошипа до холостого.
Хід поршня визначаємо за формулою:
де h - відрізок на плані механізму, мм.
Масштаб
Знаходимо період Т за формулою:
Визначаємо кількість обертів кривошипа за секунду:
