Учебное пособие: Методические указания и задания к курсовому проектированию
МИНИСТЕРСВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Иркутский Государственный Технический Университет
Кафедра: Конструирования и стандартизации в машиностроении
П.В. Королев к.т.н., доцент
ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ К КУРСОВОМУ
ПРОЕКТИРОВАНИЮ
Иркутск 2002
Теория механизмов и машин. Методические указания и задания к курсовому проектированию. Составил: П.В. Королев. – Иркутск, 2002. –27 с.
Представлены задания к курсовому проекту (курсовой работе), изложены требования и вопросы по каждому листу проекта.
Методические указания предназначены для студентов специальностей: АТ, СДМ, АС, ММ, АМ, СП, ЭЛ, СМ дневной, вечерней и заочной формы обучения.
Порядок выдачи задания на курсовой проект
(курсовую работу).
Студенту выдается вариант задания:
- схема механизма двигателя внутреннего сгорания или механизма пресса,
- вид индикаторной диаграммы (закон изменения усилия прессования),
- число зубьев колес и их модуль,
- схема кулачкового механизма,
- закон движения толкателя,
- номер варианта задания каждому студенту выдает преподаватель.
К защите допускается курсовой проект (курсовая работа),
выполненная согласно выданному заданию.
1. Общие замечания.
Курсовой проект (курсовая работа) состоит из пояснительной записки и графической части, из четырех (трех) листов формата А1.
В текстовой части записки даются пояснения к расчету и порядок выполнения графической части.
Формулы пишут в общем виде ссылаясь на литературу, а затем в них подставляют числовые значения.
В конце записки приводится список литературы, которой пользовался студент.
2. Порядок выполнения.
Лист № 1. «Структурный, кинематический и силовой анализ механизма».
1. Начертить структурную схему механизма и провести его структурный анализ.
2. Определить недостающие размеры механизмы по известным данным.
3. Выбрать масштаб схемы механизма и решить первую задачу кинематического анализа механизма – построить 8 положений механизма. Одно из крайних положений принять за нулевое. Положение механизма, заданное для силового расчета выделить более толстой линией.
4. Выбрать масштаб плана скоростей и решить вторую задачу кинематического анализа механизма – построить планы скоростей для каждого положения механизма. Вычислить линейные скорости всех точек механизма, в том числе центров масс звеньев, а также угловые скорости звеньев.
5. Выбрать масштаб плана ускорений и решить третью задачу кинематического анализа механизма – построить планы ускорений для каждого положения механизма. Вычислить линейные ускорения всех точек механизма, в том числе центров масс звеньев, а также угловые ускорения звеньев.
6. Построить диаграмму перемещения рабочего звена механизма в зависимости от угла поворота кривошипа. Методом графического дифференцирования построить диаграммы: скорости и ускорения рабочего звена механизма в зависимости от угла поворота кривошипа.
7. Начертить группу Ассура механизма в положении, заданном для силового расчета, вычислить все силы и моменты, действующие на звенья механизма, и показать их на схеме.
8. Выбрать масштаб плана сил и определить реакции в кинематических парах группы Ассура.
9. Начертить механизм 1-го класса, вычислить все силы и моменты, действующие на ведущее звено, а также указать на схеме уравновешивающую силу.
10. Выбрать масштаб плана сил и определить реакцию в кинематической паре и уравновешивающую силу.
11. Определить уравновешивающую силу методом «рычага Жуковского» и сравнить обе величины.
Размещение чертежей 1-го листа на формате А1.
Восемь положений
механизма.
Восемь планов
ускорений.
Расчет группы
Ассура
Расчет ведущего
звена.
Восемь планов
скоростей.
Диаграммы:
перемещения,
скорости,
ускорения
рабочего звена.
«Рычаг
Жуковского».
Угловой штамп.
Варианты заданий 1-го листа.
Задание № 1. Механизм двигателя внутреннего сгорания.
Схема А.
Кривошип Шатун Ползун
Схема В. Схема С.
Схема D.
Наименования параметров к заданию №1 (лист 1).
n1
- частота вращения кривошипа, об./мин.
S – максимальный ход ползуна, м.
l = LОА
/ LАВ
– отношение длины кривошипа к длине шатуна.
D = S – диаметр ползуна равен максимальному ходу ползуна, м.
М1
– масса кривошипа, кг.
М2
= 0,5 М1
– масса шатуна, кг.
М3
= 0,2 М1
– масса ползуна, кг.
Центр масс кривошипа (точка S1
) совпадает с точкой О.
Центр масс шатуна (точка S2
) находится на расстоянии : LAS2
= 0,3 LАВ
.
Центр масс ползуна (точка S3
) совпадает с точкой В.
Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через центр тяжести, равен: J2
= 0,17 (LАВ
)2
М2
.
Р газовая max. – максимальное значение давления на индикаторной диаграмме, атм.
d = 0,01 - коэффициент неравномерности хода машины (данный параметр используется при выполнении листа № 2 курсового проекта).
Таблица № 1 исходных данных к заданию № 1 (лист 1).
№ положения для п/п силового расчета
n1
об./мин
S
м.
l
--
М1
кг
Ргазовая
атм
№
max.
1
1500
0,28
0,20
40
27
1
2
1550
0,27
0,20
39
26
2
3
1600
0,26
0,21
39
25
3
4
1650
0,25
0,21
38
24
4
5
1700
0,24
0,22
38
23
5
6
1750
0,23
0,22
37
22
6
7
1800
0,22
0,23
37
21
7
8
1850
0,21
0,23
36
20
8
9
1900
0,20
0,24
36
21
9
10
1950
0,19
0,24
35
22
10
11
2000
0,18
0,25
35
23
11
12
2050
0,17
0,25
34
24
12
13
2100
0,16
0,26
34
25
13
14
2150
0,15
0,26
33
26
14
15
2200
0,14
0,27
33
27
15
16
2250
0,13
0,27
32
28
16
17
2300
0,12
0,28
31
29
1
18
2350
0,11
0,28
31
30
2
19
2400
0,10
0,29
30
29
3
20
2450
0,11
0,29
30
28
4
21
2500
0,12
0,30
29
27
5
22
2550
0,13
0,31
29
26
6
23
2600
0,14
0,31
28
25
7
24
2650
0,15
0,32
28
24
8
25
2700
0,16
0,32
27
23
9
26
2750
0,17
0,33
27
22
10
27
2800
0,18
0,33
26
21
11
28
2850
0,19
0,34
26
20
12
29
2900
0,20
0,34
25
21
13
30
2950
0,21
0,35
25
22
14
Таблица № 2 исходных данных к заданию № 1 (лист 1).
№
п/п
об./мин. м.
n1
S
l
---
М1
кг.
Ргазовая
max.
атм.
№ положения для
силового расчета
---
1
1500
0,28
0,28
40
21
1
2
1550
0,27
0,28
39
21
2
3
1600
0,26
0,29
39
22
3
4
1650
0,25
0,29
38
22
4
5
1700
0,24
0,27
38
25
5
6
1750
0,23
0,27
37
25
6
7
1800
0,22
0,26
37
26
7
8
1850
0,21
0,26
36
26
8
9
1900
0,20
0,25
36
27
9
10
1950
0,19
0,25
35
27
10
11
2000
0,18
0,28
35
28
11
12
2050
0,17
0,28
34
28
12
13
2100
0,16
0,29
34
21
13
14
2150
0,15
0,29
33
21
14
15
2200
0,14
0,21
33
22
15
16
2250
0,13
0,21
32
22
16
17
2300
0,12
0,22
31
23
1
18
2350
0,11
0,22
31
23
2
19
2400
0,10
0,23
30
24
3
20
2450
0,11
0,23
30
24
4
21
2500
0,12
0,24
29
25
5
22
2550
0,13
0,24
29
25
6
23
2600
0,14
0,25
28
29
7
24
2650
0,15
0,25
28
29
8
25
2700
0,16
0,26
27
30
9
26
2750
0,17
0,26
27
30
10
27
2800
0,18
0,27
26
31
11
28
2850
0,19
0,27
26
31
12
29
2900
0,20
0,21
25
32
13
30
2950
0,21
0,21
25
32
14
Индикаторная диаграмма двухтактного двигателя.
Ргаз.
max
Атмосферная линия.
НМТ
ВМТ
S
Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя.
ВМТ
НМТ
Задание № 2. Механизм пресса.
Наименование параметров к заданию № 2 (лист 1).
n1
- частота вращения кривошипа, об./мин.
S – максимальный ход ползуна, м.
l = LОА
/ LАВ
– отношение длины кривошипа к длине шатуна.
М1
– масса кривошипа, кг.
М2
= 1,5 М1
– масса шатуна, кг.
М3
= 2,5 М1
– масса ползуна, кг.
Центр масс кривошипа (точка S1
) совпадает с точкой О.
Центр масс шатуна (точка S2
) находится на расстоянии : LAS2
= 0,5 LАВ
.
Центр масс ползуна (точка S3
) совпадает с точкой В.
Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через центр тяжести, равен: J2
= 0,25 ( LАВ
)2
М2
.
Р max. – максимальная усилие прессования, н.
d = 0,02 - коэффициент неравномерности хода машины (данный параметр используется при выполнении листа № 2 курсового проекта).
Закон изменения усилия прессования.
Таблица №3 исходных данных к заданию № 2 (лист 1).
№
п/п
об./мин. м.
n1
S
l
---
М1
кг.
Р max.
кг.
№ положения для
силового расчета
---
1
1000
0,88
0,20
940
27000
1
2
1050
0,87
0,20
939
26000
2
3
1100
0,86
0,21
939
25000
3
4
1150
0,85
0,21
938
24000
4
5
1200
0,84
0,22
938
23000
5
6
1250
0,83
0,22
937
22000
6
7
1300
0,82
0,23
937
21000
7
8
1350
0,81
0,23
936
20000
8
9
1400
0,80
0,24
936
21000
1
10
1450
0,79
0,24
835
22000
2
11
1500
0,78
0,25
835
23000
3
12
1550
0,77
0,25
834
24000
4
13
1600
0,76
0,26
834
25000
5
14
1650
0,75
0,26
833
26000
6
15
1700
0,74
0,27
833
27000
7
16
1750
0,73
0,27
832
28000
8
17
1800
0,72
0,28
831
29000
1
18
1850
0,71
0,28
831
30000
2
19
1900
0,70
0,29
830
29000
3
20
1950
0,61
0,29
730
28000
4
21
2000
0,62
0,30
729
27000
5
22
2150
0,63
0,31
729
26000
6
23
2200
0,64
0,31
728
25000
7
24
2250
0,65
0,32
728
24000
8
25
2300
0,66
0,32
727
23000
1
26
2350
0,67
0,33
727
22000
2
27
2400
0,68
0,33
726
21000
3
28
2450
0,69
0,34
726
20000
4
29
2500
0,50
0,34
725
21000
5
30
2550
0,51
0,35
725
22000
6
Таблица № 4 исходных данных к заданию № 2 (лист 1).
№ положения для
п/п
n1
об./мин.
S
м.
l
---
М1
кг.
Р max.
кг.
силового расчета
---
1
2000
0,88
0,20
940
37000
1
2
2050
0,87
0,20
939
36000
2
3
2100
0,86
0,21
939
35000
3
4
2150
0,85
0,21
938
34000
4
5
2200
0,84
0,22
938
33000
5
6
2250
0,83
0,22
937
32000
6
7
2300
0,82
0,23
937
31000
7
8
2350
0,81
0,23
936
30000
8
9
2400
0,80
0,24
936
31000
1
10
2450
0,79
0,24
835
32000
2
11
2500
0,78
0,25
835
33000
3
12
2550
0,77
0,25
834
34000
4
13
2600
0,76
0,26
834
35000
5
14
2650
0,75
0,26
833
36000
6
15
2700
0,74
0,27
833
37000
7
16
2750
0,73
0,27
832
38000
8
17
2800
0,72
0,28
831
39000
1
18
2850
0,71
0,28
831
40000
2
19
2900
0,70
0,29
830
49000
3
20
2950
0,61
0,29
730
48000
4
21
2000
0,62
0,30
729
47000
5
22
3150
0,63
0,31
729
46000
6
23
3200
0,64
0,31
728
45000
7
24
3250
0,65
0,32
728
44000
8
25
3300
0,66
0,32
727
43000
1
26
3350
0,67
0,33
727
42000
2
27
3400
0,68
0,33
726
41000
3
28
3450
0,69
0,34
726
50000
4
29
3500
0,50
0,34
725
51000
5
30
3550
0,51
0,35
725
52000
6
Лист № 2. «Динамический синтез машины».
(Выполняется только в курсовом проекте).
1. Определить приведенный момент движущих сил (двигатель) или приведенный момент сил полезного сопротивления (пресс) по методу «рычага Жуковского» и построить график приведенного момента в зависимости от угла поворота кривошипа.
2. Методом графического интегрирования графика приведенного момента построить график работ движущих сил (двигатель) или график работ сил полезного сопротивления (пресс).
3. Построить график избыточной работы.
4. Построить график приведенного момента инерции всех звеньев механизма.
5. Построить неполную диаграмму Виттенбауэра и определить по диаграмме с учетом заданного коэффициента неравномерности хода машины (d) момент инерции, размеры и массу маховика.
Размещение чертежей 2-го листа на формате А1.
Лист № 3. «Синтез зубчатой передачи» и определение передаточного отношения планетарных редукторов.
1. Начертить четыре схемы планетарных редукторов в произвольном масштабе, обозначить все зубчатые колеса и водило. В пояснительной записке определить передаточное отношение (используя числа зубьев) от колеса к водилу и от водила к колесу, согласно принятым обозначениям на схеме.
2. Рассчитать основные размеры зубчатых колес, выбрать масштаб и начертить картину эвольвентного зацепления двух колес (показать не менее трех зубьев каждого колеса).
3. Определить графически и рассчитать коэффициент перекрытия зубчатой передачи.