Проектирование рычажного механизма поршневого компрессора

 

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

 «Курский  государственный технический университет» 

Кафедра теоретической механики и мехатроники 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

по дисциплине «Теория механизмов и машин»

на тему «__________________________________________________» 

Специальность (направление подготовки) __________________________________ 

Автор работы (проекта) ______________.                           _____________________

                                                         (инициалы, фамилия)                                                      (подпись, дата)  

Группа  __________ 
 

Руководитель  работы (проекта)  __________________           ___________________

                                                             (инициалы, фамилия)                               (подпись, дата)  

Проект защищен ________________________   

                                                                         (дата)

Оценка_____________________ 
 
 

Председатель комиссии                            ________________________  _____________                                                                                                                                                                                                  (подпись, дата)                            (инициалы, фамилия) 
 

 Члены комиссии                   _________________________                       ____________

                                                                                               (подпись, дата)                                        (инициалы, фамилия) 

                                                  _________________________                  _____________

                                                                                             (подпись, дата)                                        (инициалы, фамилия) 

                               

Курск, 20 __ г. 

Содержание: 

Задание

Введение

1. Проектирование рычажного механизма
1. Синтез механизма;
2. Определение скоростей;
3. Определение ускорений;
4. Построение диаграмм скоростей и ускорений;
5. Силовой анализ механизма;
1. Подготовка к силовому анализу;
2. Силовой анализ 1 структурной группы;
3. Силовой анализ 2 структурной группы;
4. Силовой анализ начального механизма;
5. “Жесткий рычаг” Жуковского.
2. Проектирование планетарной передачи

2.1 Определение  передаточного отношения аналитическим  способом;

2.2 Определение передаточного отношения планетарной передачи графо-аналитическим методом.

   3. Проектирование кулачкового механизма

3.1 Определение минимального начального радиуса и эксцентриситета кулачка;

3.2 Построение  профиля дискового кулачкового  механизма.

Литература 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

    Создание  современной машины требует от конструктора всестороннего анализа ее проекта. Конструкция должна удовлетворять многочисленным требованиям, которые находятся в противоречии. Например, минимальная динамическая нагруженность должна сочетаться с быстроходностью, достаточная надежность  и  долговечность должны обеспечиваться при минимальных габаритах и массе. Из допустимого множества решений конструктор выбирает компромиссное решение с определенным набором параметров и проводит сравнительную оценку различных вариантов. Из числовых показателей эффективности решения, называемых критериями качества, по которым следует оценивать конструкцию, обычно выделяют главные критерии, а вспомогательные показатели используют как  ограничения, накладываемые на элементы решения. В настоящее время расчеты выполняют на ЭВМ, что позволяет оценить конструкцию по многим критериям качества и найти максимум показателя эффективности.

    Единой  системой конструкторской документации (ЕСКД) установлено пять стадий разработки документации на изделия всех отраслей промышленности: техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект и разработка рабочей документации. Многовариантный характер инженерных решений в процессе конструирования машины требует достаточной детальной разработки методов расчета и реализации оптимальных решений.

    В конструкторской подготовке инженеров особое место отводится вопросам технологичности проектируемых машин. Конструктивные решения должны подчиняться требованиям рациональных технологических процессов изготовления и сборки, обеспечения минимума  производственных затрат при заданных параметрах и  показателях эффективности проектируемой машины. Основная цель курсового проектирования - привить навыки использования общих методов проектирования и исследования механизмов для создания конкретных машин и приборов разнообразного назначения.  
 
 

    1. Проектирование рычажного  механизма 

    1.1 Синтез механизма 

    Строим  планы положений механизма B, ход которого по условию равен 333 мм, а по построению получается равным 70 мм. Для всех положений механизма принимаем масштаб плана скоростей:

Угловое ускорение звена 1 вычисляем по формуле:

    Выбираем  произвольно полюс скоростей  P_V и откладываем отрезок P_Vа, изображающий скорость точки А. 

    1.2 Определение скоростей 

    Далее рассчитываем скорости всех точек звеньев и составляем уравнения скоростей:

    Скорость  точки А подчеркиваем сплошной чертой, т.к. она известна и по направлению, и по величине, а скорости точки  В и звена ВА только по направлению. Выбираем масштаб плана скоростей:

    

    

    

    

    

    P_Vс – определяется из подобия ;                             P_Vс=71,4 (мм)

    

    

    

    

      

    1.3. Определение ускорений 

    Определение ускорений точек и угловых  ускорений звеньев методом плана  ускорений. Строим план ускорений для расчетного пятого положения механизма.

    Выбираем  произвольно полюс ускорений  P_Va.

- т.к.

    Рассчитываем  масштаб плана ускорений:

;

    Запишем уравнение для расчета ускорения  точки В: 

;

;  ;

;  ;

- т.к.

    Запишем уравнение для расчета ускорения  точки D: 

;

;  ;

;  ;

    Отмечаем  в плане ускорений на отрезках ab и cd середины – центры масс. Рассчитаем ускорения центров масс:  ;

     ; 

    1.4. Построение диаграмм скоростей и ускорений 

    Далее строим графики скоростей и ускорений. Вычисляем масштаб времени: , где N – число рабочих ходов. Определяем масштаб ускорений: , где k – расстояние от начального “нулевого” положения на оси времени, до точки начала построения ускорений. По графику определяем ускорение ведущего (D) звена для расчетного пятого положения:  , где “О” – нормаль из точки 5 графика ускорений, к кривой ускорений; Определяем погрешность расчетов:  ; 

    1.5. Силовой анализ механизма 

    1.5.1. Подготовка к силовому анализу  

    Определяем  массу всех звеньев: - масса исполнительных звеньев; , , .

    Определяем силы тяжести всех звеньев механизма: , , , .

    Рассчитываем  силы инерции:    ; ; ; .

    Рассчитываем  плечи: ; ; ;

. На чертеже плечи откладываем  с учетом масштаба. Для расчета  необходимо знать максимальную  рабочую нагрузку. Методом пропорций получаем значение Р_п=204,4(Н). 

    1.5.2. Силовой анализ первой структурной группы 

.

Далее составляем это уравнение относительно точки D.    

 

Отсюда  выражаем

.

Вычисляем масштаб для силового многоугольника: . Вычисляем длины сил в многоугольнике: , , , , .

Точка пересечения прямой, параллельной R₆₄ и проходящей через точку m и прямой, параллельной , проходящей через точку b – есть точка k; mk – показывает R₆₄; kb - ; ka – R₁₄.  , , . 

    1.5.3. Силовой анализ второй структурной группы 

.

Далее составляем это уравнение относительно точки В. Отсюда выражаем

.

Вычисляем масштаб для силового многоугольника: . Вычисляем длины сил в многоугольнике: , , , .

Точка пересечения прямой, параллельной R₆₃ и проходящей через точку f и прямой, параллельной , проходящей через точку b – есть точка n; fn – показывает R₆₃; nb - ; na – R₁₂. ; ; . 
 

    1.5.4. Силовой анализ начального механизма 

; ;   .

Относительно  точки О:

;

Вычисляем масштаб для силового многоугольника: ; ; ; ;

Соединяем точки e и a. .