ЗАДАНИЯ

НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ

И МАШИН

НОВОСИБИРСК 2009

2

Кафедра теоретической и прикладной механики

Задания на курсовой проект по теории механизмов и машин./ Ново-сиб. гос. аграр. ун-т. Инж. ин-т; Сост. Ю.И. Евдокимов, А.В. Яковенко. – Новосибирск, 2009. –75 с.

Рецензент – к.т.н., доцент Ю.А. Гуськов

Методическая разработка содержит задания на курсовой проект по теории механизмов и машин, охватывающие основные разделы курса: ки-нематическое и силовое исследование плоского рычажного механизма, синтез кулачковых механизмов, построение картины внешнего эвольвент-ного зацепления пары зубатых колёс и проектирование планетарной пере-дачи.

Методическая разработка предназначена для студентов дневного от-деления инженерного института.

Утверждена и рекомендована к изданию методическим советом Ин-женерного института (протокол № 1 от 14 января 2009 г.). Издание 2-е ис-правленное и дополненное.

 Новосибирский государственный аграрный университет, 2009  Инженерный институт, 2009

3 ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4 Содержание и объём разделов курсового проекта_________________ 5 1 Кинематический и силовой анализ плоского

рычажного механизма______________________________________ 5 2 Синтез кулачкового механизма_______________________________ 7 3 Синтез зубчатых механизмов________________________________ 8

3.1 Внешнее эвольвентное зацепление________________________ 8

3.2Синтез планетарной передачи____________________________ 9 Тема 1. Механизмы кислородного компрессора_________________ 10 Тема 2. Механизмы водяного насоса___________________________ 12 Тема 3. Механизмы вытяжного пресса_________________________ 14 Тема 4. Механизмы обрезного станка__________________________ 16 Тема 5. Механизмы долбёжного станка________________________ 18 Тема 6. Механизмы поперечно-строгального станка_____________ 20 Тема 7. Механизмы зубодолбёжного станка____________________ 22 Тема 8. Механизмы автомата для подачи проволоки_____________ 24 Тема 9. Механизмы гайковырубного автомата__________________ 26 Тема 10. Механизмы балансирного пресса_____________________ 28 Тема 11. Механизмы насоса для конденсата____________________ 30 Тема 12. Механизмы формовочной машины____________________ 32 Тема 13. Механизмы машины для испытания рессор____________ 34 Тема 14. Механизмы поршневого насоса______________________ 36 Тема 15. Механизмы сенного пресса__________________________ 38 Тема 16. Механизмы камнедробилки__________________________ 40 Тема 17. Механизмы печатной машины________________________ 42 Тема 18. Механизмы двигателя_______________________________ 44 Тема 19. Механизмы летучих ножниц_________________________ 46 Тема 20. Механизмы станка для гофрирования металлической ленты _____________________________________________________ 48 Тема 21. Механизмы горизонтально-пробивного пресса __________ 50 Тема 22. Механизмы холодновысадочного автомата______________ 52 Тема 23. Механизмы автомата для сортировки роликов___________ 54 Тема 24. Механизмы станка для обработки стальной ленты________ 56 Тема 25. Механизмы строгального станка_______________________ 58 Тема 26. Механизмы гидропульсационной машины______________ 60 Тема 27. Механизмы кислородного компрессора________________ 62 Тема 28. Механизмы станка для холодной калибровки труб_______ 64 Тема 29. Механизмы продольно-строгального станка_____________ 66 Тема 30. Механизмы паровой машины_________________________ 68 Оформление курсового проекта________________________________ 70 Рекомендуемая литература____________________________________ 74

4 ВВЕДЕНИЕ

Основной целью изучения дисциплины «Теория механизмов и ма-шин» является приобретение теоретических знаний общих свойств боль-шого разнообразия механизмов, входящих в состав машин применяемых в сельскохозяйственном и другом производстве.

Самостоятельное решение задач, поставленных в курсовом проекте по теории механизмов и машин, закрепляет теоретические знания и спо-собствует лучшему усвоению дисциплины и использованию теории на практике.

Настоящая методическая разработка соответствует программе по дисциплине «Теория механизмов и машин» для инженерно-технических специальностей высших учебных заведений.

Методическая разработка содержит задания по 30 различным темам курсового проекта. Каждая тема содержит 10 вариантов, отличающихся друг от друга числовыми значениями исходных данных.

При определении некоторых параметров исходных данных следует учитывать величину коэффициента N, размерность которого совпадает с размерностью определяемого параметра исходных данных. Величина ко-эффициента N зависит от года поступления студента в институт и выбира-ется из таблицы 0.1.

Таблица 0.1 - Значения коэффициента N

Год поступления

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Значение N 11 12 13 14 15 16 17 18 19 10

Номер темы и номер варианта задания на курсовой проект выбира-ются следующим образом. Номер темы задания совпадает с порядковым номером фамилии студента в списке студенческой группы, а номер вари-анта – с последней цифрой номера студенческой группы. Например, фами-лия студента Тройкина Д.В., поступившего учиться в 2008 году, располо-жена под номером 12 в журнале 335 группы. Этому случаю соответствуют: N = 18, тема № 12, вариант № 5.

Схемы механизмов по различным темам курсового проекта изобра-жены на рисунках 1…30. Числовые значения исходных данных для разных тем и вариантов помещены в таблицах 1.1…30.3.

5

Содержание и объём разделов курсового проекта

1 Кинематический и силовой анализ плоского рычажного меха-низма

Исходные данные:



0

Кинематическая схема рычажного механизма (рисунки 1…30);  Величины а и а, определяющие размеры звеньев механизма;

 l_OВ , l_BС , х, у и т.д. – размеры звеньев механизма, т.е. расстояния между центрами шарниров О и В, В и С, координаты х и у неподвижных

элементов механизма, и т. д., соответственно;



C

l_AS2 , l _S4 и т.д. – расстояния между точками А и S₂ , С и S₄ , при чём точки S₂ и S₄ являются центрами масс звеньев 2 и 4, соответственно;

  – угол, определяющий положение начального звена ОА в поло-жении механизма, для которого необходимо выполнить силовой расчёт;



3 3

СР

  и  - углы, определяющие крайние положения коромысла 3;  V - средняя скорость рабочего хода выходного звена;



1 2 3

m , m , m и т. д. – массы звеньев 1, 2, 3 ит.д.;   = 10кг/м - коэффициент линейной плотности;



2

 , ₃ , ₄ и т. д. – центральные радиусы инерции звеньев 2, 3, 4 и

т.д., соответственно;



2 S 3 3 4

J_S2 = m ²₂ , J ₃ = m ² , J_S4 m ²₄ и т.д. - центральные моменты

инерции звеньев 2, 3, 4и т.д., соответственно;



3 5

D , D -диаметры поршней 3 и 5, соответственно;

 Pⁱ_max -максимальное индикаторное давление в цилиндре;

 P_max - максимальное значение силы полезного сопротивления, действующей на выходное звено;

 Р - величина постоянной силы полезного сопротивления, дейст-вующей на выходное звено;

 Р₃ , Р₅ - величины постоянных сил полезного сопротивления, дей-ствующих на звенья 3 и 5, соответственно;

 d = 0,2а - диаметры цапф во вращательных парах;

 f_ВР = 0,08 и f_П = 0,1- коэффициенты трения во вращательных и по-ступательных парах, соответственно.

В некоторых темах силы сопротивления заданы постоянными, а в некоторых они переменны и заданы диаграммами.

Значения перечисленных величин исходных параметров выбрать из таблиц 0.1, 0.2 и 1.1…30.3 в соответствии с заданной темой и вариантом исходных данных.

6

Таблица 0.2 –Числовые значения величин а₀ и а

Обозна- Вариант числовых значений

^чение 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 а₀, м 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,10

0

а, м а = а + 0,001N,

Необходимовыполнить следующее:

1. Произвести структурный анализ механизма, т.е. определить чис-ло степеней свободы механизма, выделить начальное звено 1 со стойкой и разбить оставшуюся кинематическую цепь на структурные группы;

2. Определить незаданные размеры звеньев механизма (как правило это длины кривошипа l_OA и шатуна l_AB или расстояние между неподвиж-ными опорами О и В);

3

1

. Используя стандартный масштаб, построить для заданного угла  план положений механизма. Построить два плана положений механизма, соответствующие крайним положениям выходного звена. Определить пол-ный ход Н выходного звена, время t_Р рабочего хода, угол _Р рабочего хода начального звена и угловую скорость  начального звена механизма;

4

1

. Построить для заданного угла  план скоростей и план ускоре-ний механизма. Направление угловой скорости  начального звена 1 сов-падает с указанным направлением роста угла . Определить величины ско-ростей и ускорений всех точек, отмеченных на схеме механизма. Опреде-лить величины и направления угловых скоростей и ускорений всех звеньев механизма;

5. Построить диаграмму заданной силы, действующей на выходное звено механизма и найти эту силу по величине в расчётном положении механизма (если эта сила задана постоянной, то диаграмму для неё строить не надо);

6. Определить силы инерции всех звеньев механизма (массы кото-рых заданы);

7. Определить силы тяжести звеньев механизма (массы которых за-даны);

8. Выполнить силовой расчёт каждой структурной группы. Изобра-зить отдельно в масштабе схему каждой структурной группы и показать силы, действующие на звенья группы со стороны отброшенных звеньев, а также силы тяжести и силы инерции звеньев. Определить методом планов сил реакции во всех кинематических парах механизма;

9. Выполнить силовой расчёт начального звена 1. Определить реак-цию стойки и уравновешивающий момент, приложенный к начальному звену 1;

7

10.Построить рычаг Н.Е. Жуковского и определить уравновеши-

вающую силу и уравновешивающий момент, приложенный к начальному звену 1;

11.Сравнить между собой величины уравновешивающего момента, найденного методом планов сил и по теореме Н.Е. Жуковского о рычаге;

12.Определить мгновенную мощность сил трения во всех кинемати-ческих парах для положения механизма, заданного углом  ;

13.Определить работу и среднюю мощность движущих сил (для дви-гателя) или сил полезного сопротивления (для рабочей машины) за время одного цикла.