Организация курсового проектирования
Nbsp; ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Основы проектирования машин»
ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ
И МАШИН
Методические рекомендации к курсовому проектированию
Для студентов специальностей
Технология машиностроения»,
Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» (по направлениям),
Техническая эксплуатация автомобилей»
(по направлениям),
Автомобилестроение» (по направлениям),
Автосервис»,
Автоматизация технологических процессов и
Производств» (по направлениям)
Могилев 2017
| |
БК 34.42 Т 38
Рекомендовано к изданию
учебно-методическим отделом
Белорусско-Российского университета
Одобрено кафедрой «Основы проектирования машин»
« 22 » мая 2017 г., протокол № 12
Составители: канд. техн. наук, доц. В. Л. Комар;
канд. техн. наук, О. В. Пузанова;
канд. техн. наук, О. В. Благодарная;
Рецензент канд. техн. наук, Д. М. Свирепа
Изложены краткие сведения и задачи для курсового проектирования по дисциплине «Теория механизмов и машин».
Учебно-методическое издание
ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН.
Ответственный за выпуск А.П. Прудников
Технический редактор О. В. Пузанова
|
|
|
Компьютерная верстка О. В. Пузанова
Подписано в печать . Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Печать трафаретная. Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж экз. Заказ №
Издатель и полиграфическое исполнение:
Государственное учреждение высшего профессионального образования
«Белорусско-Российский университет».
Свидетельство о государственной регистрации издателя,
изготовителя, распространителя печатных изданий
№ 1/156 от 24.01.2014.
Пр.Мира, 43, 212000, Могилев.
© ГУ ВПО «Белорусско-Российский
университет», 2017
Содержание
| Введение 1 Цель курсового проектирования 2 Организация курсового проектирования 3 Содержание курсового проекта 4 Оформление курсового проекта 5 Методические указания 5.1 Механизмы долбежного станка 5.2 Механизмы двигателя с воздуходувной установкой 5.3 Механизмы привода глубинного насоса 5.4 Механизмы вытяжного пресса 5.5 Механизмы кривошипно-рычажных летучих ножниц 5.6 Механизмы автомобиля повышенной проходимости 5.7 Механизмы шагового транспортера автоматической линии 5.8 Механизмы поршневого компрессора 5.9 Механизмы качающегося конвейера 5.10 Механизмы вытяжного пресса Приложение A. Схемы планетарных зубчатых механизмов Приложение Б. Кинематические графики движения кулачковых механизмов Список литературы | 4 5 5 6 8 9 11 14 17 19 21 23 26 29 32 35 37 40 43 |
Введение
|
|
|
Целью изучения дисциплины является освоение будущими инженерами в области автомобилестроения и машиностроения общих методов анализа, проектирования и исследования механизмов, применяемых к любым практическим задачам, возникающим в производственном процессе. Эти знания необходимы не только при проектировании новых механизмов, обеспечивающих технологические процессы, но и для грамотной их эксплуатации.
В результате выполнения курсового проекта студент должен знать принципы проектирования основных видов механизмов; уметь составлять расчетные схемы (модели) машин и механизмов для решения технических задач, выполнять кинематические и динамические расчеты, применять результаты расчетов для получения требуемых характеристик механизмов и машин; уметь разрабатывать алгоритмы расчета параметров; владеть основными принципами проектирования, анализа и синтеза различных механизмов; методами проектирования основных видов механизмов.
|
|
|
Цель курсового проектирования
Целью курсового проектирования является исследование и проектирование основных видов механизмов, объединенных в систему машины, прибора или устройства. При этом студенты приобретают навыки в проведении инженерных расчетов механизмов, осваивают общую методику проектирования. Курсовое проектирование по дисциплине «Теория механизмов и машин» направлено на развитие навыков самостоятельной работы, выработку творческого подхода к задачам проектирования, изучение аналитических методов проектирования с применением ЭВМ.
Задачи курсового проекта:
– освоение методов кинематического анализа механизмов;
– освоение методологии постановки и решения задачи функционального проектирования механизмов;
– применение методов математического моделирования для выполнения анализа процессов функционирования механизма и синтеза механизма по заданным техническим требованиям;
– приобретение навыков обоснования и выбора технических решений, выполнения анализа, оценки результатов, формулирования выводов и оформления проектных работ.
Организация курсового проектирования
|
|
|
Выполнение курсового проекта осуществляется студентом на основе выданного ему индивидуального задания на курсовое проектирование, которое утверждается заведующим кафедрой. Типовое задание на курсовой проект предполагает проектирование рычажных, зубчатых и кулачковых механизмов, составляющих основу типовых машин, таких как, например, металлообрабатывающие станки, автоматические линии, насосы, транспортные механизмы, манипуляторы. Допускается выдача нетиповых заданий на курсовой проект.
Курсовой проект является одной из форм самостоятельной творческой работы. Студент должен посещать консультации руководителя проекта, согласно графику консультаций, утвержденному кафедрой. На выполнение курсового проекта отводится 60 часов, полторы зачетные единицы по очной форме обучения.
Содержание курсового проекта включает 4 раздела: теоретический расчет и кинематическое исследование рычажного механизма, силовое исследование рычажного механизма привода машины, расчет параметров зубчатого механизма и его проектирование, анализ и синтез кулачкового механизма. На этапах выполнения каждого раздела курсового проекта результаты оцениваются преподавателем в диапазоне от девяти до пятнадцати баллов. Итого за выполнение всего курсового проекта студент получает от тридцати шести до шестидесяти баллов.
Законченный и оформленный курсовой проект с заданием, подписанный студентом, предоставляется руководителю для рецензирования. В рецензии преподаватель должен отметить каждую ошибку и неточность с указанием, в чем заключается сущность ошибки.
Если проект удовлетворяет требованиям, предъявляемым к нему, он допускается к защите, о чем руководитель делает надпись в записке.
Защита курсового проекта производится на кафедре публично специально созданной комиссии. Студент готовит короткий устный доклад (4-6 минут) о проделанной работе и отвечает на вопросы членов комиссии для защиты курсовых проектов. Защита оценивается в диапазоне от пятнадцати до сорока баллов.
Итоговая оценка курсового проекта (работы) представляет собой сумму баллов за его выполнение и защиту и выставляется в соответствии со шкалой:
| Оценка | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
| Баллы | 100-94 | 93-87 | 86-80 | 79-72 | 71-65 | 64-58 | 57-51 | 50-41 | 40-17 | 16-1 |
Содержание курсового проекта
Задание на курсовой проект содержит наименование механизма, условия работы и технические требования. Синтезируемый механизм должен состоять из рычажного, зубчатого и кулачкового механизма. Исходные данные и вариант курсового проекта выдается преподавателем.
Курсовой проект содержит пояснительную записку, структура которой приведена в таблице 3.1. Пояснительная записка должна содержать последовательное краткое изложение всех этапов выполнения работы с использованием существующей научно-технической терминологии и стандартов. Исходные положения и принимаемые технические решения должны быть обоснованы, логически взаимосвязаны и проиллюстрированы графиками, схемами, таблицами. В обязательный перечень иллюстративно-пояснительного материала включены: схема механизма, схема структурного анализа механизма, диаграммы изменения кинематических параметров звеньев выполненные на ЭВМ, кинематическая схема зубчатого механизма, законы движения толкателя кулачкового механизма, схема кулачкового механизма, таблица геометрических параметров зацепления.
Таблица 3.1 – Структура пояснительной записки
| Наименование разделов | Рекоменд. объем, С |
| Введение | 1 |
| 1 Кинематический анализ и синтез рычажного механизма 1.1 Структурный анализ механизма 1.2 Определение недостающих размеров звеньев 1.3 Построение планов положений механизма 1.4 Построение планов скоростей механизма 1.5 Построение планов ускорений механизма 1.6 Решение задачи кинематики на ЭВМ 1.7 Определение угловых скоростей и ускорений для первого положения механизма 1.8 Определение скоростей и ускорений центров масс 1.9 Динамический анализ и синтез механизма (дополнительно) | 5…7 |
| 2 Силовой анализ механизма 2.1 Определение сил тяжести и сил инерции звеньев 2.2 Силовой расчет диады 4-5 2.3 Силовой расчет диады 2-3 2.4 Силовой расчет кривошипа 2.5 Определение уравновешивающей силы с помощью рычага Жуковского 2.6 Определение угловых скоростей в кинематических парах 2.7 Определение потерь мощности 2.8 Расчёт приведенного момента инерции | 5…7 |
| 3. Расчёт и проектирование зубчатого механизма 3.1 Расчет геометрических параметров и построение картины эвольвентного зацепления 3.2 Синтез и анализ комбинированного зубчатого механизма 3.3 Построение плана скоростей 3.4 Построение плана частот вращения | 5…7 |
| 4. Расчет и проектирование кулачкового механизма 4.1 Определение масштабных коэффициентов и построение графиков 4.2 Определение минимального радиуса кулачка 4.3 Построение профиля кулачка | 5…7 |
| Заключение | 1 |
| Список использованных источников | 1 |
Оформление курсового проекта
Весь объем проделанной работы должен быть освещен в пояснительной записке. Пояснительная записка выполняется в соответствии с ГОСТ 2.105-95 на стандартных листах белой бумаги формата А4, текст должен быть набран на ЭВМ в редакторе Word шрифтом Times New Roman, высота 14 pt.
Все листы пояснительной записки, включая графики, схемы, таблицы, должны содержать стандартную рамку и быть пронумерованы. Обозначение основной надписи в рамке составляется из аббревиатуры механизма, а затем через дефис ставится номер задания, номер варианта, номер раздела записки, например, для первого задания, т.е. механизма долбежного танка и второго варианта числовых значений в таблице в третьем разделе должно быть написано «МДС - 01.02.03».
На титульном листе указываются: наименование высшего учебного заведения, факультет, кафедра, тема работы, номер группы, фамилии студента и преподавателя. Титульный лист не нумеруется, но при подсчете количества страниц считается первым.
Записка включает содержание, соответствующее ее структуре. Заголовки разделов имеют порядковую нумерацию арабскими цифрами. Подразделы имеют двухзначную нумерацию, например, 2.5, 3.1 и т.д. Цифра до точки соответствует номеру раздела, после точки — номеру подраздела.
При использовании исходных данных, формул, определений, научно-технических положений, стандартов и других данных необходимо делать ссылку на источник, указывая его номер в списке литературы. Номер источника заключается в квадратные скобки (пример ссылки на седьмой источник: [7]). Список литературы составляется либо по алфавиту, либо по мере появления ссылок в тексте пояснительной записки и оформляется в соответствии с ГОСТ 7.1-84.
Формулы, иллюстрации и таблицы нумеруются в пределах раздела. Например, пятая формула второго раздела нумеруется так: (2.5). Аналогично нумеруются иллюстрации (рисунки) и таблицы.
Следует иметь в виду, что каждая формула выполняет роль члена предложения, поэтому после нее ставится соответствующий знак препинания (запятая, точка с запятой или точка). Обозначения переменных и параметров, принятых в формулах, должны быть расшифрованы сразу же, не посредственно после написания формулы. Расшифровка каждого обозначения осуществляется с новой строки. При этом указываются единицы измерения переменных и параметров. Расшифровке подлежат также формулы, полученные на ЭВМ.
Рисунки, графики и таблицы сопровождаются наименованиями, отображающими их содержание (например: Рисунок 3.1 – Кинематическая схема механизма).
Если на одном рисунке изображено несколько графиков различных процессов, то каждый график должен иметь отдельное обозначение, которое необходимо расшифровать в поясняющих данных к рисунку. Поясняющие данные помещают под рисунком перед его наименованием.
Рисунки, графики, чертежи и схемы можно помещать либо на листах, содержащих текст пояснительной записки, если они незначительны по размеру, либо на отдельных листах, которые располагаются сразу после первой ссылки на них в тексте.
Методические указания
Выполнение проекта начинается с изучения полученного задания, выяснения назначения машины в целом и каждого ее механизма в отдельности, а также их взаимодействия. Для этой цели в этом разделе приведены краткие указания к заданиям, а также специальной литературой той отрасли промышленности, в которой применяется предложенная в задании машина [1, 2, 3, 4, 5].
Затем, пользуясь данными задания, необходимо построить кинематические схемы отдельных механизмов, входящих в состав исследуемой машины.
В первом разделе пояснительной записки к курсовому проекту по кинематической схеме рычажного механизма и исходным данным на его синтез и анализ требуется выполнить структурный анализ рычажного механизма. Подсчитать число звеньев и кинематических пар механизма, установить классы пар, построить структурную схему механизма, определить степень подвижности механизма по формуле Чебышева. Разложить механизм на структурные группы, определить класс и порядок структурных групп и механизма в целом [6].
Затем необходимо решить задачу синтеза механизма, т.е. определить недостающие размеры звеньев и построить двенадцать планов положений в масштабе. Принять за начало отсчета крайнее положение механизма, соответствующее началу рабочего хода.
Построить двенадцать планов скоростей и определить линейные скорости всех точек механизма.
Построить шесть планов ускорений, начиная с первого положения при рабочем ходе и один из них для другого крайнего положения механизма. Определить линейные ускорения всех точек механизма.
Построить диаграммы движения выходного звена механизма в функции времени или угла поворота кривошипа.
Для первого при рабочем ходе положения определить скорости и ускорения центров масс звеньев. Принять положения центра масс посередине звена. Для первого положения механизма определить величины и направления угловых скоростей и ускорений звеньев, а также относительные угловые скорости во вращательных кинематических парах.
Решение задачи динамического анализа и синтеза подробно рассмотрено в [7].
Во втором разделе пояснительной записки к курсовому проекту необходимо определить реакции в кинематических парах в первом положении с учетом сил инерции, сил тяжести звеньев и сил полезных сопротивлений методом плана сил. Определить уравновешивающую силу на ведущем звене механизма [8].
Для этого же положения определить уравновешивающую силу методом Жуковского и сравнить результат с расчетом по методу планов сил.
Определить мгновенную мощность на ведущем звене, мощность сил полезного сопротивления и потери мощности на трение в кинематических парах. Рассчитать кинетическую энергию механизма и приведенный к кривошипу момент инерции.
В третьем разделе пояснительной записки к курсовому проекту необходимо произвести геометрический расчет зубчатой передачи по заданным числам зубьев и модулю. Расчет должен быть согласован с ГОСТ 16523-70. Для этого требуется определить вид зацепления (наличие смещения).
Затем требуется вычертить зубчатое зацепление. Начертить как минимум три пары зубьев. Вспомогательные линии должны быть видны на чертеже. Масштаб зацепления необходимо выбрать таким, чтобы высота зубьев была не менее 50 см. Проставить размеры элементов зубчатых колес. Выделить на чертеже активные профили зубьев. Определить активную линию зацепления зубчатой передачи и коэффициент торцового перекрытия графическим и аналитическим способом [9, 10].
Определить общее передаточное отношение заданного зубчатого механизма и передаточные отношения его простой и планетарной ступени. Подобрать числа зубьев зубчатых колес планетарного зубчатого механизма исходя из условия соосности и соблюдения заданного передаточного отношения. Вычертить кинематическую схему зубчатого механизма в масштабе.
Определить частоты вращения всех зубчатых колес аналитическим методом. Построить планы линейных скоростей и частот вращения, определить частоты вращения зубчатых колес, исходя из плана частот вращения, результаты сравнить с аналитическим расчетом.
В четвертом разделе пояснительной записки к курсовому проекту необходимо решить задачу синтеза кулачкового механизма по заданному закону движения выходного звена (толкателя или колебателя). Для этого по заданному закону движения выходного звена (кинематическому графику) построить все шесть кинематических графиков [11]. Определить масштабные коэффициенты по осям координат всех кинематических графиков. Построить график изменения приведенной скорости (или приведенного ускорения) ведомого звена и определить минимальный радиус центрового и действительного профиля кулачка. Пользуясь методом обращенного движения выстроить профиль кулачка. Построить кинематическую схему кулачкового механизма. Определить максимальную линейную скорость и ускорение толкателя (или конца колебателя).
Механизмы долбежного станка
Долбежный станок предназначен для долбления пазов и внутренних канавок в отверстиях деталей, а также для строгания вертикально расположенных поверхностей.
Станок имеет станину, ползун с резцовой головкой, стол, электродвигатель, коробку скоростей и передаточные механизмы.
Резание металла осуществляется резцом, закрепленным в резцовой головке при его возвратно-поступательном движении в вертикальном направлении. Для движения резца используется шестизвенный кулисный механизм с качающейся кулисой, состоящий из кривошипа 1, камня 2, кулисы 3, поводка 4 и ползуна 5 (рисунок 5.1, а).
Ход ползуна выбирается в зависимости от длины обрабатываемой поверхности с учетом выбегов в начале и в конце рабочего хода. Длина хода ползуна может изменяться при наладке станка для обработки конкретных деталей. Средняя скорость резания выбирается в зависимости от условий обработки и обеспечивается при помощи привода, состоящего из электродвигателя, коробки скоростей, зубчатой передачи и кулисного механизма.
Исходные данные для проектирования механизмов долбежного станка приведены в таблице 5.1. Схемы планетарных зубчатых механизмов приведены в приложении A. Кинематические графики движения кулачковых механизмов приведены в приложении Б.
 | |||
| |||
|
а – рычажный механизм перемещения долбяка; б – диаграмма сил резания; в – кулачковый механизм подачи
Рисунок 5.1 – Механизмы долбежного станка
| |
| Параметры | Обозн. | Ед. изм. | Варианты | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||
| Размеры звеньев рычажного механизма | lO1A | м | 0,10 | 0,11 | 0,12 | 0,13 | 0,14 | 0,10 | 0,51 | 0,12 | 0,16 | 0,14 |
| lO1O2 | м | 0,05 | 0,05 | 0,04 | 0,06 | 0,08 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,08 | 0,07 | |
| lO2B | м | 0,10 | 0,11 | 0,08 | 0,12 | 0,12 | 0,09 | 0,10 | 0,14 | 0,15 | 0,15 | |
| lBC | м | 0,40 | 0,45 | 0,35 | 0,50 | 0,56 | 0,30 | 0,50 | 0,48 | 0,60 | 0,55 | |
| x1 | м | 0,02 | 0,01 | 0,03 | 0,02 | 0,02 | 0,01 | 0,01 | 0,02 | 0,02 | 0,01 | |
| x2 | м | 0,03 | 0,02 | 0,04 | 0,03 | 0,03 | 0,02 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,02 | |
| y1 | м | 0,30 | 0,34 | 0,27 | 0,38 | 0,44 | 0,21 | 0,40 | 0,34 | 0,45 | 0,40 | |
| y2 | м | 0,50 | 0,56 | 0,43 | 0,62 | 0,68 | 0,39 | 0,60 | 0,52 | 0,75 | 0,70 | |
| Частота вращения двигателя | nдв | мин-1 | 1500 | 1200 | 1500 | 1400 | 1500 | 1000 | 1500 | 1400 | 1000 | 1000 |
| Частота вращения кривошипа 1 и кулачка | n1 = nк | мин-1 | 200 | 120 | 180 | 140 | 160 | 100 | 150 | 120 | 80 | 110 |
| Массы звеньев рычажного механизма | m3 | кг | 20 | 22 | 22 | 21 | 24 | 18 | 25 | 20 | 28 | 22 |
| m4 | кг | 5 | 5 | 6 | 5 | 6 | 4 | 6 | 5 | 7 | 5 | |
| m5 | кг | 30 | 35 | 34 | 32 | 35 | 25 | 40 | 32 | 42 | 35 | |
| Сила резания | Ррез | кН | 2,0 | 1,75 | 1,5 | 1,8 | 1,35 | 1,9 | 1,6 | 1,7 | 1,85 | 2,5 |
| Положение кривошипа 1 при силовом расчете | φ1 | град. | 90 | 120 | 150 | 180 | 210 | 240 | 270 | 240 | 210 | 150 |
| Модуль зубчатых колес планетарной ступени редуктора | m1 | мм | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 |
| Числа зубьев колес простой передачи
 Мы поможем в написании ваших работ! | ||||||||||||