МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Р.Ф.

ВОЛЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА «МЕХАНИКА»

УТВЕРЖДАЮ

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ ВКМ

ДОЦЕНТ ТЫШКЕВИЧ В.Н.

______________________

«_____»_______________2011г

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

НА ТЕМУ: «ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ

СТРОГАЛЬНОГО СТАНКА»

АВТОР РАБОТЫ_________ _________________________________________

ГРУППА ВТМЗ-367 ^{(Фамилия, имя, отчество)}

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ(НАПРАВЛЕНИЕ)____________________________________

РУКОВОДИТЕЛЬ РАБОТЫ___ ___________________________В.Ф.БЕЛУХА___

РАБОТА ЗАЩИЩЕНА _____________________________________________

^{дата защиты оценка}

ЧЛЕНЫ КОМИССИИ:

_____________________________________________________А.В.САРАЗОВ

^{ПОДПИСЬ И ДАТА}

_____________________________________________________К.В.ХУДЯКОВ

^{подпись и дата}

Волжский,2011г

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсовой работы

Студенту__________________________________________________

1.Тема работы: «Проектирование и исследование механизмов строгального станка»

2.Срок сдачи работы___________________________________________

3.Исходные данные к проектированию и исследованию механизмов приводятся в каждом из выполняемых разделов работы.

4.Перечень подлежащих разработке задач.

Провести проектирование, структурное и кинематическое исследование рычажного механизма двигателя. Для одного из положений рычажного механизма выполнить силовой расчёт.

По заданной схеме и закону движения толкателя произвести динамическое проектирование кулачкового механизма.

Подобрать числа зубьев планетарного редуктора по заданному передаточному отношению. Выполнить геометрический расчёт эвольвентного прямозубого зубчат- ого зацепления

5.Перечень графического материала.

Лист 1:Кинематическое и силовое исследование рычажного механизма двигателя методом планов скоростей, ускорений и методом планов сил (Формат А1).

Лист 2:Проектирование кулачкового механизма (Формат А1).

Лист 3:Расчёт планетарного редуктора и эвольвентного зубчатого зацепления с построением картины зацепления и планетарного редуктора в двух проекциях (Формат А1).

6.Дата выдачи задания «_______»_________________________2011г

Утверждаю «______»___________________________.

Зав. кафедрой_________________. Руководитель___________________.

Задание принял к исполнению «_____»_____________________2011г

Студент_______________________.

Подпись_______________________.

Реферат(Аннотация).

Строгальные станки применяют для обработки плоских и фасонных поверхностей деталей машин. Для преобразования вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное движение резцовой призмы установлен кривошипно-кулисный механизм. Главное движение в поперечно-строгальных станках (шепингах) совершает резец вместе с ползуном, а в продольно-строгальных – изделие. При движении ползуна вправо резец снимает стружку, при движении влево происходит холостой ход. Кривошип приводится во вращение от электродвигателя через привод. Поперечную подачу стола с обрабатываемым изделием обеспечивает кулачковый механизм. Применение кулисного механизма позволяет достичь большей средней скорости холостого хода ползуна по сравнению со средней скорости рабочего хода. Для получения необходимой скорости резания служит редуктор, состоящий из планетарной и простой ступеней.

В зависимости от длины обрабатываемой поверхности можно менять ход резца за счёт корректирования длины кривошипа

Курсовая работа содержит расчётно-пояснительную записку объёмом 27страниц рукописного текста и трёх листов графического материала (3 листа формата А1).

Проведены проектирование, структурный и кинематический анализ рычажного механизма станка, силовой анализ рычажного механизма для одного из его положений с определением уравновешивающей силы методом планов сил и методом Н.Е.Жуковского.

Один раздел посвящён динамическому и кинематическому синтезу кулачкового механизма.

В третьем разделе работы дан расчёт планетарного редуктора (подбор чисел зубьев) и неравносмещенного прямозубого эвольвентного зубчатого зацепления с построением диаграмм коэффициентов удельных скольжений зубьев.

СОДЕРЖАНИЕ стр.

Реферат

1.Порядок выполнения работы……………………………………………………………………..5

2.Введение……………………………………………………………………………………………………..6

3.Структурный анализ рычажного механизма станка…..……………………………..8

4.Кинематическое исследование рычажного механизма станка…..……………9

4.1.Исходные данные ……………………………………………………………………………………….9

4.2.Построение планов положений механизма……………………………………………….9

4.3.Построение планов скоростей…………………………………………………………………….9

4.4.Построение планов ускорений…………………………………………………………………..12

5.Силовой(кинетостатический)расчёт рычажного механизма……………………15

5.1.Исходные данные ………………………………………………………………………………………15

5.2.Расчёт сил, действующих на звенья…………………………………………………………..15

5.3.Силовой расчёт структурных групп……………………………………………………………16

5.4.Силовой расчёт кривошипа………………………………………………………………….......17

5.5.Определение уравновешивающей силы методом Н.Е.Жуковского…………18

5.6. Определение мощности двигателя по уравновешивающему моменту….18

6.Синтез привода поперечно - строгального станка ……………………………………19

6.1.Синтез планетарного редуктора…………………………………………………………………19

6.1.1.Исходные данные…………………………………………………………………………………….19

6.1.2.Условия проектирования………………………………………………………………………...19

6.1.3.Подбор чисел зубьев……………………………………………………………………………….20

6.1.4.Графические исследования планетарного редуктора……………………………21

6.2.Проектирование эвольвентного прямозубого зацепления………………………21

6.2.1.Исходные данные…………………………………………………………………………………….21

6.2.2.Расчёт элементов зубчатой пары Z₄, Z₅……………………………………………………22

7.Проектирование кулачкового механизма………………………………………………..24

7.1. Исходные данные……………………………………………………………………………………...24

7.2.Построение кинематических диаграмм движения толкателя………………….24

7.3.Определение минимального радиуса кулачка…………………………………………25

8.Список литературы…………………………………………………………………………………….27

1.Порядок выполнения работы

1.1.Произвести структурный анализ рычажного механизма станка.

1.2.Кинематическое исследование рычажного механизма.

1.2.1.Построить кинематическую схему механизма в положениях, соответствующих восьми равноотстоящим положениям кривошипа

1.2.2.Построить для всех положений планы скоростей.

1.2.3.Построить для четырёх положений планы ускорений.

1.2.4.Определить угловые и линейные скорости и ускорения звеньев и точек, результаты занести в таблицы

1.3.Силовой расчёт рычажного механизма станка.

1.3.1.Определить силы тяжести звеньев.

1.3.2. Сила полезного сопротивления F_c

1.3.3.Определить силы инерции и моменты сил инерции звеньев механизма

1.3.4.Методом планов сил определить давление в кинематических парах. Резуль­таты занести в таблицу.

1.3.5.Определить уравновешивающий момент в выбранном положении механизма двумя способами(планом сил и «рычагом» Н.Е.Жуковского), полученные результаты сравнить.

1.3.6.Определить мощность станка.

1.4.Расчёт и проектирование зубчатых механизмов.

1.4.1.По заднему передаточному отношению к модулю зацепления спроектировать планетарный редуктор, учитывая условия соосности, соседства и сборки. Рассчитать диаметр делительных окружностей и вычертить схему планетарного редуктора в двух проекциях, построить план скоростей и план чисел оборотов, определить числа оборотов каждого звена по величине и направлению.

1.4.2.Расчитать и вычертить внешнее зацепление пары зубчатых колёс эвольвентных профилей с неподвижными осями. Изобразить на чертеже по три зуба каждого колеса, линии зацепления, активные участки профилей ,угол зацепления, вычислить коэффициенты перекрытия.

1.5.Проектирование кулачкового механизма привода впускного клапана.

1.5.1.Построить графики ускорений, скоростей и перемещений ведомого звена кулачкового механизма.

1.5.2.Определить графически минимальный радиус кулачка.

1.5.3.Построить теоретический профиль кулачка.

1.5.4.Подобрать радиус ролика коромысла.

1.5.5.Построить действительный профиль кулачка.

2.Введение.

Строгальные станки предназначены для обработки деталей методом строгания плоских и фасонных (горизонтальных, вертикальных и наклонных) поверхностей, прорезание пазов и канавок, а также для обработки поверхности методом долбления при установке сменной долбёжной головки взамен строгальной.

Для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в возвратно-поступательное движение резцовой призмы 5 установлен кривошипно-кулистый механизм (рис.2.1.а). Главное движение в поперечно-строгальных станках (шепингах) совершает резец вместе с ползуном, а в продольно-строгальных – изделие. При движении ползуна 5 вправо резец снимает стружку, при движении влево происходит холостой ход. Поперечную подачу стола с обрабатываемым изделием обеспечивает кулачковый механизм.

Применение кулисного механизма позволяет достичь большей средней скорости холостого хода ползуна 5 по сравнению со средней скорости рабочего хода. Для получения необходимой скорости резания служит редуктор, состоящий из планетарной и простой ступеней.

В зависимости от длины обрабатываемой поверхности можно менять ход резца за счёт корректирования длины кривошипа

Наиболее ответственным этапом в проектировании машины является разработка структурной и кинематической схем машины, которые в значительной степени определяют конструкцию отдельных узлов и деталей, а также эксплуатационные качества машины.

Структурный анализ даёт возможность определить порядок и методы кинематического исследования.

Кинетостатический расчёт даёт возможность определить реакции в кинематических парах, уравновешивающий момент или уравновешивающую силу на ведущем звене и усилия, действующие на отдельные звенья механизма. Эти усилия необходимы при расчёте звеньев на прочность и жёсткость и определения их рациональных конструктивных форм.

Рис.2.1.Механизмы поперечно-строгального станка:

а – схема кривошипно-кулисного механизма привода ползуна 5 с резцовой головкой (1….6 – звенья);б – диаграмма сил резания ;в – планетарная и простая ступени редуктора (1….5 – зубчатые колёса; Н – водило); г – кулачковый механизм поперечной подачи стола; д – законы изменения аналога ускорения коромысла кулачкового механизма.