М
ИНИСТЕРСТВО
НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО
ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ, МАТЕРИАЛОВ И ТРАНСПОРТА
КАФЕДРА ТЕОРИИ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ
Курсовая работа Исследование циклической машины “Зубодолбежный станок”
Дисциплина: Теория механизмов и машин
Выполнил студент гр. 3331505/00001 |
………………….. |
С.В. Атрошенко |
|
(подпись) |
|
Руководитель |
………………. |
Д.П. Козликин |
|
|
(подпись) |
|
|
|
"_____ "______________20__ г. |
Санкт-Петербург
2022 г.
Оглавление
Введение 5
1. Анализ механизма. 7
1.1 Структурный анализ для первого механизма 7
1.2 Структурный анализ для второго механизма 8
1.3 Уравнения геометрического анализа для первого механизма 9
1.4 Решение групповых уравнений для первого механизма 9
1.5 Зависимости первых и вторых производных от функций положения для входного звена для первого механизма. 11
1.6 Сравнение полученных данных для первого механизма 13
1.7 Решение групповых уравнений для второго механизма 15
1.8 Решение групповых уравнений для второго механизма 15
1.9 Зависимости первых и вторых производных от функций положения для входного звена для второго механизма. 17
1.10 Сравнение полученных данных для второго механизма 19
1.11 Критерии качества кинематической схемы для первого механизма. 20
1.12 Критерии качества кинематической схемы для второго механизма. 23
1.13 Оценивание новых функциональных возможностей первого механизма. 25
1.14 Оценивание новых функциональных возможностей второго механизма. 27
1.15 Выбор механизма 29
2. Рассмотрение механизма №2. 30
2.1 Построение 12 положений механизма. 30
2.2. Нахождение угловой скорости кривошипа. 30
2.3 Построение плана скоростей 31
2.4 Построение плана ускорений. 33
2.5 Сравним полученные скорости и ускорения 35
3. Кинетостатический расчёт 36
3.1 Нагрузочная диаграмма 36
3.2 Статический расчёт механизма 37
3.3 Определение инерциальных характеристик механизма 40
3.5 Нахождение движущего момента с помощью общего уравнения динамики (уравнения Лагранжа-Даламбера). 50
3.6 Сравнение найденных движущий моментов. 51
3.7 Результаты силового расчёта 52
4. Внешняя выиброактивность 53
4.1 Оценка внешней виброактивности рычажных механизмов 53
4.2 Вычисление коэффициентов ряда Фурье для главного вектора сил инерци 54
4.3 Нахождение наибелее “опасной” гармоники. 57
5. Уравновешивание механизма 58
5.1 Уравновешивание механизма с помощью противовесов, связанных жёстко с кривошипом 59
5.2 Определение параметров для уравновешивания первой гармоники 66
5.3 Оценка целесообразности уравновешивания первого годографа 69
6. Выбор двигателя 73
6.1 Потребная мощность двигателя 74
6.2 Определение параметров двигателя. 75
6. 3 Статическая характеристика электродвигателя 76
7. Внутренняя виброактивность 77
7.1 Задачи динамического анализа машины 77
7.2 Построение динамической и математической модели машины 78
7.3 Возмущающий момент 87
7.4 Определение динамических ошибок 89
7. 5 Переменная часть движущего момента 93
7. 6 Кутящий момент в передаточном механизме 94
7. 7 Определение динамических ошибок при τ=0 96
7. 8 Переменная часть движущего момента при τ=0 99
7. 9 Нахождение крутящего момента на валу кривошипа τ=0 100
7. 10 Улучшение показателей качества машины 101
8. Вывод. 106
9. Приложение 108
10. Литература 110
Введение
Задание на курсовое проектирование №4, вариант 1:
Исходя из задания выбираем два механизма:
Рисунок 1. Механизм 1
Рисунок 2. Механизм 2
Анализ механизма.
1.1 Структурный анализ для первого механизма
Рисунок 1. 1 Схема механизма
Рисунок 1. 2 Граф механизма.
Рисунок 1. 3 Структурный граф механизма
1.2 Структурный анализ для второго механизма
Рисунок 1. 4 Схема механизма
Рисунок 1. 5
Рисунок 1. 6 Структурный граф механизма
1.3 Уравнения геометрического анализа для первого механизма
Составим уравнения геометрического анализа (групповые уравнения), связывающие входные и выходные (групповые) координаты структурных групп для первого механизма. Все уравнения будут прописаны в программе MathCad. Рисунок 1.7
Рисунок 1. 7
На рисунке 1.7 первая система относится к первой и к второй структурной группе, а вторая система, к первой и третьей структурной группе.
1.4 Решение групповых уравнений для первого механизма
Два первых уравнения первой системы возводим в квадрат и складываем. Далее принимаем разность двух углов, как общий угол ф32 и выражаем косинус этого угла. Рисунок 1.8
Рисунок 1. 8
Из тригонометрического тождества находим синус угла и выбираем со знаком “+”, потому что наш угол находится в первой четверти. Рисунок 1.9
Рисунок 1. 9
Подставляя ф3 в уравнения второй группы, получаем систему, состоящую из двух уравнении с двумя неизвестными. Для упрощения вычислений воспользуемся методом Крамера. Составляем первую матрицу для cos(ф2), вторую матрицу для sin(ф2) и найдём углы через определители. Рисунок 1.10
Рисунок 1. 10
Исходя из строения механизма и замены разности двух углов (ф3-ф2), мы можем найти угол ф3, как сумму двух углов. Рисунок 1.11
Рисунок 1. 11
Из второй системы уравнений для второй структурной группы можем найти угол ф4: из первого уравнения находим косинус угла, из тригонометрической суммы находим синус, а затем сам угол. Рисунок 1.12
Рисунок 1. 12
Найдя угол ф4, мы можем найти выходную координату yс. Рисунок 1.13.
Рисунок 1. 13