Министерство высшего и среднего специального образования Российской Федерации
Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени Н. Э. БАУМАНА
Расчетно-пояснительная записка
по курсовому проекту по курсу теория механизма и механика машин.
Проектирование и исследование механизмов установки для укладки арматурной проволоки.
Выполнил:
Руководитель проекта: Тимофеев Г.А.
г. Москва, 2007 год
РЕФЕРАТ
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту “Проектирование и исследование механизмов установки для укладки арматурной проволоки” содержит 35 страниц машинописного текста, 7 рисунков, 7 таблиц, диск с программами ZUB и Diada.
В расчетно-пояснительной записке проведены проектирование основного механизма установки для укладки арматурной проволоки и определение ее закона движения; силовой расчет основного механизма установки с учетом динамических нагрузок; проектирование кулачкового механизма; проектирование зубчатой передачи и планетарного механизма, отрезающего проволоку.
Оглавление
Техническое задание
Проектирование и исследование механизмов установки для укладки арматурной проволоки
Установка предназначена для укладки арматурной проволоки на конвейер. Основным механизмом установки является четырехзвенный рычажный механизм, состоящий из кривошипа 1, коромысла 3, шатуна 2 и стойки 4. Сила F сопротивления при укладке приложена в точке Е коромысла 3, является постоянной величиной и направлена по касательной к траектории этой точки. Крайних положения DE' и DE” коромысла 3 сила F меняет свое направление. Проволока 5 укладывается между штырьками 6 конвейера, который движется перпендикулярно плоскости рычажного механизма.
Привод установки состоит из двухрядного планетарного редуктора 7 (число блоков сателлитов к=3) и электродвигателя 8. На выходном валу редуктора установлен маховик 9, обеспечивающий требуемый коэффициент неравномерности вращения кривошипа (δ=1/20).
Кулачковый механизм предназначен для отрезки секций уложенной проволоки. Кулачок 10 жестко связан с зубчатым колесом 7 и получает вращение от кривошипа 1 через зубчатую передачу, состоящую из колес z5, z6, z7 и z8(модуль колес m=5 мм). Закон движения толкателя 2 дан на рисунке. Допустимый угол давления [υ] = 25°.
Примечание. Центры масс S2 и S3 звеньев 2 и 3 находятся в середине их длин. Моменты инерции этих звеньев относительно их центров масс определяются по формуле Iis=mili2/12
№ п/п | Наименование параметра | Обозначение | Единицы СИ | Значение |
1 | Ширина укладки проволоки | H | м | 0.36 |
2 | Угол поворота коромысла | β | град | 56 |
3 | Коэффициент измерения средней скорости коромысла | kω | - | 1.0 |
4 | Средняя скорость укладки проволоки | (Ve)cp | м/с | 0.6 |
5 | Массы звеньев 3 и 2 | m3=2m2 | кг | 9.4 |
6 | Усилие, необходимое для укладки проволоки | F | Н | 470 |
7 | Момент инерции зубчатых колес, приведенный к валу кривошипа |
| кг*м2 | 4.5 |
8 | Угловая координата кривошипа 1 | φ | град | 150 |
9 | Передаточное отношение планетарного редуктора | U1h | - | 14 |
10 | Число зубьев колес | z5=z4 | - | 14 |
|
| z6=z8 | - | 28 |
11 | Ход толкателя кулачкового механизма | hN | м | 0.016 |
12 | Угол рабочего профиля кулачка | δp | град | 140 |
13 | Угол дальнего стояния толкателя | φдс | град | 10 |
Определение закона движения механизма
Проектирование кривошипно-ползунного механизма
Кривошипно-ползунный механизм применяется для преобразования вращательного движения кривошипа 1 во вращательное движение коромысла 3. Коромысло и кривошип шарнирно соединяются с шатуном 2 в кинематических парах C и B .
Целью проектирования является создание (синтез) кинематической схемы механизма с заданным соотношением длин звеньев (lDC=lCE и lBC=3lAB), обеспечивающим заданную ширину укладки проволоки H и угол поворота коромысла β .
Определение основных размеров звеньев механизма.
Сначала определяем длины коромысла 3. Так как у нас задан угол поворота коромысла и ширина укладки проволоки, то определим lDE как радиус сектора:
, где n - градусная мера центрального угла;
Теперь рассмотрим два положения механизма: 1) φ1=0 рад; 2) φ1=
AB=x, BC=y=2x:
AB+BC=z; и BC-AB=z-0.18, где z - расстояние С”C'
Решаю систему из этих 2 уровней получили, что AB=0.09м, ВС=0.18м. Легко понять, что АС'=ВС=0.18м. Таким образом, все размеры определены.
Определение передаточных функций
Передаточные функции определим из соотношений:
Результаты расчета приведены в таблице 1.
Таблица 1. Аналоги скоростей точек.
Угол | Vqc | VqS2 | VqS3 | Vqe | U21 | U31 |
0 | 0 | 0,045 | 0 | 0 | -0,5 | 0,01 |
30 | 0,08 | 0,066 | 0,08 | 0,167 | -0,63 | -0,44 |
60 | 0,11 | 0,097 | 0,11 | 0,227 | -0,36 | -0,6 |
90 | 0,08 | 0,085 | 0,08 | 0,161 | 0,1 | -0,42 |
120 | 0,05 | 0,063 | 0,05 | 0,095 | 0,39 | -0,25 |
150 | 0,024 | 0,047 | 0,024 | 0,049 | 0,51 | -0,13 |
180 | 0,002 | 0,045 | 0,002 | 0 | 0,5 | 0 |
210 | 0,03 | 0,059 | 0,03 | 0,061 | 0,37 | 0,17 |
240 | 0,072 | 0,081 | 0,072 | 0,144 | 0,14 | 0,38 |
270 | 0,093 | 0,092 | 0,093 | 0,187 | -0,04 | 0,49 |
300 | 0,09 | 0,089 | 0,09 | 0,18 | -0,17 | 0,47 |
330 | 0,062 | 0,072 |