Методические указания и задания для выполнения курсового проекта направления подготовки 35. 03. 06 Агроинженерия
 Скачать 1.17 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный аграрный университет» Кафедра механики и конструирования машин Б1.О.32 ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН Методические указания и задания для выполнения курсового проекта. направления подготовки 35.03.06 Агроинженерия профили Производственный менеджмент квалификация (степень) выпускника бакалавр Уфа 2020 УДК 378.148:531.2 ББК 74.58:22.21 Рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии механического факультета 26 марта 2020г. (протокол № 7/1). Составители: доценты Масалимов И.Х., Ахметьянов И.Р. Рецензент: доцент кафедры автомобили и машинно-тракторные комплексыБакиев И.Т. Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой механики и конструирова- ния машин к. т. н., доцент Ахметьянов И.Р. г. Уфа, БГАУ, Кафедра механики и конструирования машин, 2020 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Курсовой проект по теории механизмов и машин является первой самостоя- тельной расчетно-графической работой студентов факультета механизации сель- ского хозяйства. По своему содержанию курсовой проект охватывает основные разделы курса ТММ и является одним из важнейших этапов его изучения и освоения. Цель курсового проектирования – овладение методикой и навыками само- стоятельного решения конкретных инженерных задач, связанных с проектировани- ем и исследованием механизмов машин. На проектирование каждой студент получает индивидуальное задание и рабо- тает под руководством преподавателя – консультанта. Календарные сроки выполнения отдельных разделов проекта и всего проекта в целом утверждается кафедрой. Законченный проект просматривается руководителем (консультантом) и по- сле необходимых исправлений и дополнений по его указанию допускается к защи- те. Защита курсового проекта производится на кафедре перед комиссией. Оценка за проект ставится в зависимости от качества его выполнения и выявленной на за- щите теоретической подготовки студента. 1.СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 1.1 Структурное и кинематическое исследование шарнирно – рычажного меха- низма. 1.1.1 Произвести структурный анализ механизма. 1.1.2 Построить 12 положений механизма. 1.1.3 Вычертить траекторию заданной точки звена (по указанию консультанта). 1.1.4 Построить планы скоростей для шести положений механизма. 1.1.5 Построить планы ускорений для двух положений механизма (по указанию консультанта). 1.1.6 Построить диаграмму перемещения выходного звена и методом графическо- го дифференцирования построить графики скоростей и ускорений. 1.2 Силовой расчет механизма. 1.2.1 Методом кинетостатики определить усилия в кинематических парах и урав- новешивающий момент ( или уравновешивающую силу ) на ведущем звене для од- ного из положений механизма ( по указанию консультанта ). 1.2.2 Проверить значение уравновешивающего момента ( уравновешивающей си- лы ) методом Н.Е.Жуковского. 1.2.3 Определить приближенно потери мощности на трение во всех кинематиче- ских парах в положении механизма, исследованном в пункте 2.1. 1.3 Проектирование зубчатой передачи. 1.3.1 Произвести геометрический расчет прямозубой цилиндрической передачи. 1.3.2 Вычертить картину зацепления зубьев. 1.4 Проектирование плоского кулачкового механизма. 1.4.1 Построение кинематических диаграмм движения толкателя по заданному за- кону изменения его ускорения. 1.4.2 Определение основных размеров кулачкового механизма наименьших габа- ритов с учетом максимально допустимого угла давления. 1.4.3 Построение профиля кулачка (центрового и конструктивного). 1.4.4 Построение диаграммы изменения угла давления в функции угла поворота кулачка. 2 ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА. Общий объем графической части курсового проекта составляет 3 листа фор- мата 24 (594х841). Лист 1 – Исследование движения механизма. Формат 24. графические по- строения, связанные с исследованием неустановившегося или установившегося движения механизма. В последнем случае производится дополнительные построе- ния по расчету момента инерции махов Лист 2 – Силовой расчет механизма. Формат 24. Лист 3 – Схема зацепления пары зубчатых колес. Формат 22. Лист 4 – Проектирование кулачкового механизма. Формат 22. Графические построения выполняются в карандаше на листах чертежной бу- маги с соблюдением ГОСТа 2.703-68 ЕСКД (Правила выполнения кинематических схем). Схемы механизмов и диаграмм выполняются сплошными одинарными ли- ниями толщиной не менее 0,5 мм. Необходимые вспомогательные построения со- храняются. На графиках по осям координат указывается буквенные обозначения и размерности масштабов. Характерные точки на графиках обводятся кружками диаметром 1,5 – 2 мм. Над каждым графическим построением делается надпись, указывающая его наименование. Надписи делаются нормальным шрифтом (ГОСТ 2.304-68). В правом нижнем углу листа помещается основная надпись по форме №1 (ГОСТ 2.104-68). Примерное расположение на листах отдельных графических построений мож- но видеть на образцах выполненных проектов, выставленных на стенде кафедры. 3 РАСЧЕТНО – ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА. Расчетно – пояснительная записка, оформляемая по ГОСТ 2.105-68, выполня- ется чернилами на одной стороне формата 11 (210х297) и включает все числовые расчеты, которые требуются для выполнения курсового проекта, ссылки на черте- жи и используемую литературу, а также эскизы, иллюстрирующие расчеты и обос- нования. Все необходимые формулы или уравнения сначала пишутся в буквенном виде, а затем в них подставляются числовые значения и, наконец, приводится ре- зультат (без промежуточных выкладок) с указанием размерности. Заглавный (титульный) лист записки выполняется по образцу, приведенному на стенде кафедры. После заглавного листа приводится оглавление, затем задание на проектиро- вание, включающее содержание задания, схему механизма и исходные данные, и только после этого собственно расчет с новой страницы. В конце записки помеща- ется список использованной литературы. ЗАДАНИЕ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА Каждый студент проектирует кулачковый механизм согласно заданию, вы- данному преподавателем в виде шифра, состоящего из пятизначного числа, напри- мер, 85484. в данном шифре первая цифра означает номер закона движения толка- теля, вторая цифра – номер строки для определения суммарного фазового угла , третья цифра – номер строки для определения соотношения фазовых углов П : В : 0 , четвертая – номер строки для определения коэффициентов К П и К 0 ; пятая циф- ра – номер строки для определения основных параметров (h,e, ,A и max ) и типа механизма. При выборе типа механизма следует иметь в виду следующие обозначения; а – механизм с поступательно движущимся роликовым толкателем; б – механизм с поступательно движущимся толкателем с плоской тарелкой; в – коромысловый с роликовым толкателем. При выборе основных параметров и фазовых углов использованы такие обо- значения: - угол поворота кулачка, соответствующий суммарному времени подъема, верхнего выстоя и опускания толкателя. П – угол поворота кулачка, соответствующий подъему толкателя. В – угол поворота кулачка, соответствующий верхнему выстою; 0 – угол поворота кулачка, соответствующий опусканию толкателя. где - максимальное ускорение толкателя при подъеме; - ми- нимальное ускорение толкателя при подъеме. где - максимальное ускорение толкателя при опускании; - минимальное ускорение толкателя при опускании. h – ход толкателем в мм; е – эксцентриситет в мм; - угол поворота коромысла; А – расстояние между центрами вращения кулачка и коромысла в мм; max – допускаемый наибольший угол давления. Примечание : Начальный угол отклонения коромысла о принять в пределах 10 о – 20 о ; R Р – радиус ролика толкателя в пределах 10-20 мм. Таблица 1 Рисунок 1 Таблица 2 Рисунок 2 Таблица 3 Рисунок 3 Таблица 4 Рисунок 4 Примечание: 1. Веса звеньев 3 и 4 определить, приняв вес 1 пог.см.длины q=1,5-2 кг/см, а моменты инерции по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 2. Диаметры цапф в соединительных узлах звеньев принять в пределах 40-80 мм. 3. Коэффициенты трения в поступательной паре –f 1 =0?09-0,15 в цапфах-f 2 =0?04-0,1/ 4. Сила сопротивления Q действует только при движении звена 6 влево. Таблица 5 Рисунок 5 Примечание: 1. Веса звеньев 1,2,3 принять в пределах 3-15 кг. Веса звньев 4,5,5,7 определить , приняв вес 1 пог.см. длины звена q=(1.5-2)кг/см 2. Угол γ определить из условия, что в нижнем положении орудия продольная тяга GF и грядель GM го- ризонтальны. 3. Давление в цилиндре Р 1 =1,3Р о , Р 2 =1,1Р 1 , где Р о - величина давления Р 3 определяется из условтя, что за период подъема Ag=1,1 Ас 4. В начальном положении скорость поршня V A =0 Таблица 6 Рисунок 6 Примечание: 1. Вес звена 3 определить, приняв вес 1 пог.см.длины q=1,5кг/см момент инерции Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 . Сила сопротивления Q 1 действует при движении ползуна 4 вправо, Q 2 при движении штанги 6 вверх. 2. Диаметры цапф в соединительных узлах звеньев принять в пределах 30-80 мм. 3. Коэффициент трения в поступательной паре f=0,12-0,15, в цапфах f=0,09-0,1. 4. Принять Mg=1/.2Mg * , где М * - величина движущего момента при реиме, когда Ag=Ac за цикл. 5. φ 0 и ω 0 – угловая координата и угловая скорость кривошипа для начала разгона. Таблица 7 Рисунок 7 Примечание: 1. Веса звеньев определить, приняв вес 1пог.см. q=0,3-0,5 кг/см. Вес звена 6 принять G 6 =3G 3 / массой звена 4 пренебречь, моменты инерции звеньев относительно центров тяжести определить по фор- муле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 2. Сила Qп.с. действует при движении ползуна 6 влево. 3. Диаметры цапф в соединительных узлах принять в пределах 2030 мм. 4. Коэффициенты трения принять: 5. fпол.-0,06-0,08, 6. fпод-0,03-0,04 Таблица 8 Рисунок 8 Примечание: 1. Веса звеньев определить из условия, что один пог.см. звена равен q=0,5 кг/см. 2. Диаметры цапф принять 30-60 мм. 3. Коэффициенты трения в кинематических парах принять: fвр.=0,06-0,08, fпол.+0,1-0,12 4. Сила сопротивления Q действует при движении ползуна вправо. 5. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 Таблица 9 Рисунок 9 4. Коэффициент трения в ползунах f 1 =0?09-0?1$ в подшипниках f 2 =0,01-0,05 Примечание: 1. Веса звеньев определить, приняв вес 1пог.см. q=0,5-0,7 кг/см, а моменты инерции по формуле Ј S =0,08ml 2 кгмсек 2 2. Момент сопротивления Мп.с. действует, когда звено 6 вращается по часовой стрелке. 3. Диаметры цапф в соединительных узлах звеньев принять в пределах 20-50мм. Таблица 10 Рисунок 10 4. Коэффициент трения принять fподш.=0,08-0,1 fполз.=0,09-0,15 Примечание: 1. Веса звеньев определить приняв вес 1 пог.см. длины q=0,4 -0,5 кг/см. 2. Моменты инерции звеньев опредилить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 3. Диаметры цапф в соединительных узлах звеньев принять 30-50мм. Таблица 11 Рисунок 11 Примечание: 1. Веса звеньев 3 и 6 определить, приняв вес 1пог.см., моменты инерции по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 2. Диаметры цапф в соединительных узлах звеньев принять в пределах 40-60 мм. 3. Коэффициент трения в ползунах f 1 =0,02-0,12; в подшипниках f 2 =0,09-0Ю1. 4. Момент сопротивления Мп.с. действует при вращении звена 6 против часовой стрелки. Таблица 12 Рисунок 12 Примечание: 1. Веса звеньев 3,5 определить, приняв вес 1 пог.см. длины q=1-1,5 кг/см; момент инерции по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 2. Сила Qп.с действует только при вращении звена 6 против часовой стрелки. 3. Диаметры цапф в соединительных узлах звеньев принять в пределах 30-60 мм. Коэффициент трения в цап- фах 0,09-0,1 Таблица 13 Рисунок 13 Примечание: 1. Веса звеньев определить, приняв вес 1 пог.см. q=(0?5-1) кг/см. 2. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 Таблица 14 Примечание: 1. Массу звеньев определить, приняв массу 1пог.см. q=0,8 кг/см. 2. Сила Q действует при движении звена 6 вправо 3. Диаметры цапф принять в пределах 30-40 мм. 4. Коэффициенты трения принять: fпол.=0,1-0,14; fвр.=0,09-0,12. 5. Момент инерции звеньев определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгм 2 Рисунок 14 Таблица 15 Рисунок 15 Примечание: 1. Веса звеньев определить, приняв вес 1 пог.см. звена =1-1,2 кг/см, моменты инерции – по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 2. Вес звена 5 принять равным 2G 4 , угол δ о =20 0 -25 0 3. Сила Q действует при движении звена 5 вверх. 4. Диаметры цапф принять 40-45 мм. 5. Коэффициент трения принять: fпост=0,09-0,1, fвр=0,06-0,08. 6. Mg * - величина движущего момента при режиме, когда Ag=Ac за цикл. Таблица 16 Рисунок 16 Таблица 17 Рисунок 17 Примечание: 1. Массу звеньев определить, приняв массу 1 пог.см. длины звена q=0,7-0,9 кг/см. 2. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 3. Сила сопротивления q действует при движении звена 6 вправо. 4. Массой звеньев 4 и 5 пренебречь. 5. Диаметры цапф принять в пределах 30-50 мм. 6. Коэффициенты трения: fпол=0,1-0,14, fвр=0,09-0,1. Таблица 18 Рисунок 18 4. Давление в цилиндре Р 1 =1,1Р о ,Р 3 =1, 2Р, где величина Р о равна приведенной силе сопротивления в на- чальном положении механизма. Величина силы Р 3 определяется из условия, что за подъем Ag=1,1Ac Примечание: 1. Веса звеньев 2,3,4 определить, приняв вес 1 пог.см. q=1-1,5 кг/см 2. Диаметры цапф в соединительных узлах звеньев принять в пределах 30-50 мм. 3. Коэффициент трения в шарнирах-0,08, в цилиндре-0,10. Таблица 19 Рисунок 19 3. Диаметры цапф принять в пределах 15-30 мм. 4. Коэффициенты трения принять:fпол=0?09-0?15$ fвр=0,06-0,09. Примечание: 1. Массы звеньев определить. приняв массу 1пог.см. длины звена q=1,2 кг/см 2. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгм 2 Таблица 20 Рисунок 20 Примечание 1. Веса звеньев определить приняв вес 1пог.см.=1-1,5 кг/см. 2. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 3. Рраб. Действует при движении штока 6 вверх. 4. Диаметры цапф принять в пределах 20-40 мм. 5. Коэффициенты трения: fпол.0,1-0,15; fвр.0,05-0,09 Таблица 21 Рисунок 21 Примечание: 1. Массы звеньев определить, приняв 1пог.см. длины звена q=1-1,5 кг/см. массу звена 6 принять m 6 =10m 5 2. Моменты инерции определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгм 2 3. Сила Р действует при движении ползуна 6 вправо. 4. Диаметры цапф принять в пределах 20-40 мм. 5. Коэффициенты трения принять: fпол=0,1-0,13; fвр=0,09-0,05 Таблица 22 Рисунок 22 Примечание 1. Моменты инерции определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 2. Веса звеньев определить, приняв вес 1пог.см. звена q=0,5-0,7 кг/см 3. Сила Q действует при движении звена 6 влево. 4. Весами 4 и 5 пренебречь 5. Диаметры Цапф принять в пределах 30-55 мм. 6. Коэффициенты трения принять6 fпол=0,1-0,15; f=0,05-0,09. Таблица 23 Рисунок 23 Примечание: 1. Массу звеньев определить, приняв 1пог.см.длины звена q=2кг/см. 2. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 3. Сила Q действует при движении звена 6 вверх. 4. Диаметры цапф принять 50-60 мм. 5. Коэффициенты трения принять: в поступательной паре f 1 =0,1;во вращательной f 2 =0,08 Таблица 24 Рисунок 24 Примечание: 1. Сила Q действует только тогда, когда ползун 6 движется влево. 2. Диаметры цапф принять в пределах fполз.=0,09-0,1, fподш.=0)06-0,11. 3. Веса звеньев определить, приняв вес 1 пог.см. длины q=0,5-1.2 кг/см, моменты инерции звеньев по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 Таблица 25 Рисунок 25 Примечание: 2. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 3. Сила сопротивления Q действует при движении звена 6 вправо. 4. Диаметры Цапф принять в пределах 30-60 мм. 5. Коэффициент трения: fпол.=0,1-0,15; fвр.=0,04-0,08 Примечание: 1. Веса звеньев определить, приняв вес 1 пог.см. q=0,5-0,7 кг.см. Таблица 26 Рисунок 26 4. Коэффициент трения в ползунах f 1 =0,09-0,1 в подшипниках f 2 =0,02-0,05 Примечание 1. Веса звеньев считать приложенными в серединах стержней. Массу звеньев определить, приняв 1пог.см. длины звена q=0,4кг/см. 2. Момент сопротивления Мп.с. действует при вращении звена 5 против часовой стрелки 3. Диаметры цапф в соединительных узлах звеньев принять в пределах 40-70 мм. Таблица 27 Рисунок 27 Примечание: 1. Веса Звеньев определить, приняв вес 1 пог.см. длины q=0,4-0,6 кг/см. 2. Моменты инерции масс звеньев определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 3. Сила сопротивления Q действует, когда шток 6 движется вправо. 4. Коэффициент неравномерности хода 5 принять равным δ =1/23-1/15 5. Диаметры цапф принять в пределах 25-40 мм. 6. Коэффициент трения принять: fпост.=0,12-0,15; fвр.=0,06-0,1 7. Углы принять: γ =15 0 β =30 0 Таблица 28 Рисунок 28 Примечание 1. Веса звеньев определить, приняв вес 1пог.см. длины звена q=0,5 кг/см. 2. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 3. Момент полезного сопротивления Мп.с. действует при движении звена 4 по часовой стрелке. 4. Массой звена 3 пренебречь. 5. Диаметры цапф принять в пределах 20-30 мм. 6. Коэффициент трения: fпол=0,1-0,15, fвр=0,04-0,08. Таблица 29 Рисунок 29 2. Моменты инерции определить по формуле Ј s = 0,8ml 2 кгмсек 2 3. Момент полезного сопротивления Мп.с. действует при вращении звена 4 по часовой стрелке. 4. Моментом инерции звена 3 пренебречь. 5. Диаметры цапф принять в пределах 20-30 мм. Примечание: 1. Веса звеньев определить, приняв вс 1 пог.см. длины звена q=0,5 кг/см. 6. Коэффициент трения: fпол 0,1-0,15; Fвр. 0,04-0,08. Таблица 30 Рисунок 30 4. Диаметры цапф принять в пределах 30-45 мм Примечание 1. веса звеньев определить, приняв вес 1 пог.см. q=0,5 кг/см. массой звена 3 пренебречь 2. Момент инерции определить по формуле формуле Ј s = 0,1ml 2 кгмсек 2 3. Момент полезного сопротивленя дкйствует при вращении звена 4 по часовой стрелке. Таблица 31 Рисунок 31 2. Моменты инерции определить по формуле Ј s = 0,1ml 2 кгмсек 2 3. Момент сопротивления Мп.с. действует когда звено 6 вращается по часовой стрелке 4. Коэффициент трения: f пост.=0,10-0,14 , f вр=0,04-0,08. 5. Диаметры цапф принять в пределах 30-45 мм. Примечание 1. Веса звеньев определить, приняв вес 1 пог.см. длины q=0,4-0,6 кг/см. Таблица 32 Рисунок 32 Примечание 1. Веса звеньев определить. приняв вес 1 пог.см. длины звена q=0,2-0,5 кг/см. 2. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s =0,08ml 2 3. Момент полезного сопротивления действует при вращении звена 5 по часовой стрелке. 4. Диаметры цапф принять d=30-50мм. 5. Коэффициенты трения: в поступат.паре-0,12-0,15 во вращательной паре-0,04-0,08. Таблица 33 Рисунок 33 2. Моменты инерции масс звеньев определить по формуле Ј s =0,08ml 2 кг мсек 2 3. Вес звена 6 принять равным G 6 =1,5G 5 4 Сила сопротивления Р действует при движении ползуна 6 вниз. 5. Диаметры цапф принять в пределах 30-45 мм. 6. Коэффициенты трения принять в поступательной паре f пост.=0,1-0,25, во вращательной паре f вр.= 0,05-0,07. Примечание 1. Веса звеньев определить приняв вес 1 пог.см.длины q=0,2-0,4 кг/см. 2. Вес звена 6 принять равным G 6 =1,5G 5 3. Сила сопротивления Р действует при движении ползуна 6 вниз. 4. Диаметры цапф принять в пределах 30-45 мм. Таблица 34 Рисунок 34 Примечание 1. Массу звеньев определить, приняв 1 пог.см. длины звена q=1-1,5 кг/см. Массу звена 6 принять (5-100 m 4 2. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s =0,08ml 2 кг м 2 3. Сила Q действует при движении звена 6 вправо. 4. Диаметр цапф принять 30 -50 мм. 5. Коэффициенты трения принять в пределах: fвр=0,05-0,08; fпост=0,12-0,16. Таблица 35 Рисунок35 Диаметры цапф принять d=30-60 мм; Коэффициенты трения в поступательных парах f=0,1-0,15; во вращательных парах fвр=0,03-0,06. Примечание 1. Массу звеньев определить, приняв 1 пог.см. звена q=0,6-1 кг/см. Массу звена 6 принять в преде- лах m 6 =50-75 кг. 2. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s =0,08ml 2 кг м 2 3. Сила Q действует при движении звена 6 влево. Таблица 36 Рисунок 36 во вращательной паре – 0,04-0,08. Примечание 1. Сила Q действует при движении звена 6 вниз. 2. Веса звеньев, не указанных в таблице не учитывать. 3. Диаметры цапф принять в пределах 10-20 мм. 4. Коэффициенты трения: в поступат. паре – 0,12-0,15; Таблица 37 Рисунок 37 4. Диаметры цапф принять (40-60) мм. Прмечание 1. Массу звеньев определить, приняв 1 погон.см. длины звена q=2 кг/см. 2. Моменты инерции звеньев определить по формуле Ј s =0,08ml 2 кг м 2 3. Сила Q действует при движении ползуна 6 вправо. Рисунок 38 Таблица 38 Таблица 39 Рисунок 39 Таблица 40 Таблица 41 |