Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Институт материалов, машиностроения и транспорта
Кафедра «теория механизмов и машин»
Курсовой проект
Дисциплина: теория механизмов и машин
Студент гр. 3331504\10002 Гричачина А.А.
Преподаватель Козликин Д.П.
Санкт-Петербург
2023
1.Введение. 4
1.1.Постановка задачи. 4
1.2.Исходные данные. 4
1.3.Описание работы машины. 4
1.4.Выбор критериев синтеза исполнительного механизма. 4
2. Структурный анализ прототипов. 6
2.1.Структурный анализ прототипа №1. 6
2.2.Структурный анализ прототипа №2. 7
3. Геометрический анализ прототипа №1 8
3.1 Задачи геометрического анализа 8
3.2 Составление уравнений геометрического анализа 8
3.3. Решение уравнений геометрического анализа 9
4. Геометрический анализ прототипа №2. 10
4.1. Составление уравнений геометрического анализа 10
4.2. Решение уравнений геометрического анализа 11
5. Исследование функции положения прототипов. 12
5.1. Исследование функции положения прототипа №1. 12
6. Таблица сравнения. Выбор лучшего прототипа. 18
7. Кинематический анализ выбранного прототипа №1. 19
7.1.Введение. 19
7.2 Нахождение скоростей и ускорений звеньев механизма 19
8.Графоаналитическое исследование кинематики выбранного прототипа. 23
8.1.Построение плана скоростей и ускорений положение 30°. 23
8.2.Сравнение результатов расчетов. 26
9. Силовой анализ механизма 26
9.1. Введение. 26
9.2. Определение исходных данных для силового расчета. 27
9.4 Решение уравнений кинетостатики 30
9.5.Нахождение движущего момента из общего уравнения динамики 32
9.6.Статика 34
10. Внешняя виброактивность механизма и машины 35
11. Выбор двигателя 41
12.Динамическое исследование машинного агрегата (МА). 43
12.1.Задачи динамического исследования. 43
12.2.Построение динамической и математической модели МА 43
12.3.Решение уравнений движения МА 47
12.4 Определение динамических нагрузок МА 54
13. Вывод курсового проекта 56
14. Список литературы 56
1.Введение.
1.1.Постановка задачи.
В данном курсовом проекте нам необходимо выбрать кинематическую схему пресса-автомата. Количество выбираемых прототипов должно быть не менее двух.
По результатам кинематического расчёта выбираем один прототип и для него производим силовой расчёт, выбираем двигатель и проводим динамическое исследование машинного агрегата.
1.2.Исходные данные.
В качестве исходных данных заданы технические характеристики механизма:
Параметр |
Значение |
1.Ход выходного звена (Н), м |
0.28 |
2.Коэффициент изменения средней скорости (Kv) |
1.1 |
3.Число оборотов кривошипа, об/мин |
100 |
4.Максимальная сила давления (Pmax), кН |
25 |
Кроме того задана нагрузочная диаграмма, которая определяет значение силы давления в зависимости от хода s/Н. Основными оценочными критериями будут являться габариты, коэффициенты Kv,H,K1,K2, простота конструкции.
1.3.Описание работы машины.
Тип двигателя: электрический постоянного тока независимого возбуждения.
Пресс состоит из двигателя, редуктора, рычажного механизма. Пресс представляет собой механизм с поступательным перемещением рабочего органа.
1.4.Выбор критериев синтеза исполнительного механизма.
Для того чтобы спроектировать механизм, необходимо сначала выбрать прототипы будущего пресса, а затем провести их синтез по выбранным критериям с целью получения механизмов, соответствующих техническому заданию. В качестве критериев синтеза выберем следующие:
- Ход рабочего звена H;
- Угол давления, характеризуемый коэффициентом К2;
- Коэффициент изменения средней скорости Kv;
- Коэффициент соотношения между силами на входе и на выходе, по – другому характеризует внешние условия передачи сил К1;
Схема прототипа №1
Рис.1.1.Схема прототипа № 1.
Схема прототипа №2
Рис.1.2.Схема прототипа № 2.
2. Структурный анализ прототипов.
2.1.Структурный анализ прототипа №1.
Структурным анализом механизма называется разделение механизма на отдельные структурные группы. Благодаря чему упрощается геометрическое, кинематическое и динамическое исследование механизма.
Целью структурного анализа механизма является определение количества звеньев и кинематических пар, классификация последних, определение подвижности пар и степени подвижности механизма, а также выделение в нем структурных групп – кинематических цепей, у которых число входов совпадает с числом степеней подвижности.
Прототип 1 состоит из кривошипа (входное звено), группы ВПВ и группы ВВП.