книги / Теория механизмов и машин задания, упражнения и задачи к курсовому проекту

УДК 531.8 ББК 30.12 К554

Рецензенты:

д-р техн. наук, заместитель генерального директора по науке И.Б. Шендеров

(Пермский научно-исследовательский технологический институт); д-р техн. наук, профессор В.Я. Беленький

(Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

Кобитянский, А.Е.

К554 Теория механизмов и машин: задания, упражнения и задачи к курсовому проекту : учеб.-метод. пособие / А.Е. Кобитянский, А.В. Шафранов. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2020. – 116 с.

ISBN 978-5-398-02330-5

Изложены требования к основным этапам выполнения курсового проекта по теории механизмов и машин и приведены многовариантные задания к нему.

Представлены вопросы, упражнения, задачи, которые могут предлагаться в процессе сдачи экзамена, выполнения лабораторных работ и при защите курсового проекта.

Предназначено для студентов инженерно-технических специальностей.

УДК 531.8 ББК 30.12

2

3

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО ПРЕДМЕТУ «ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН»

Предмет «Теория механизмов и машин» изучает общие методы исследования механизмов и машин в связи с их анализом и синтезом.

Для инженерно-технических специальностей, в частности для машиностроительных, включает в себя теоретический лекционный курс, практические, лабораторные работы и курсовой проект [1–8]. Курсовой проект – одна из первых расчетно-проектных работ, базирующаяся на сведениях, полученных студентами при изучении естественнонаучных и общетехнических дисциплин: математики, физики, теоретической механики, начертательной геометрии, инженерной графики, информатики и др.

Впроцессе выполнения проекта формируются навыки системного подхода к анализу и синтезу конкретных механизмов машин и приборов различного назначения с применением современных графических, аналитических методов и компьютерных технологий.

Выполнение курсового проекта способствует подготовке студентов к выполнению проекта по деталям машин и специальным дисциплинам.

Предлагаемое пособие включает в себя контрольные вопросы, упражнения и задания по курсовому проекту. Вопросы и упражнения позволяют осуществить подготовку к экзамену, к сдаче лабораторных и практических работ и непосредственно к защите курсового проекта.

Структура проекта: графическая часть (пять листов в формате А1) и рас- четно-пояснительная записка, выполненные по соответствующим стандартам.

Вкачестве тем предлагается исследование и проектирование механизмов технологических, энергетических, транспортных машин и загрузочных устройств.

4

2.ХАРАКТЕРИСТИКА СОДЕРЖАНИЯ И ТРЕБОВАНИЙ

КВЫПОЛНЕНИЮ И ЗАЩИТЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Задания к курсовому проекту содержат название темы, краткое описание назначения и работы механизмов, машины и функций их исполнительных органов. Каждое задание снабжено значениями исходных данных и имеет 10 вариантов.

Темы основных листов проекта:

1-й лист «Структурный и кинематический анализ плоского шарнирнорычажного механизма».

2-й лист «Силовой расчет механизма».

3-й лист «Кинематический анализ зубчатого механизма и проектирование зацепления зубчатых колес».

4-й лист «Синтез кулачкового механизма».

5-й лист «Расчет маховика и определение истинного закона движения механизма».

Выполненный курсовой проект должен содержать графическую часть и оформленную пояснительную записку к каждому листу.

Результаты собеседования по каждому разделу фиксируются и подписываются руководителем проекта.

К защите курсового проекта допускаются студенты, выполнившие все этапы задания.

В процессе защиты студент должен изложить основные задачи исследования, ответить на поставленные вопросы и обосновать приемы и методы графических и аналитических расчетов.

5

3.ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

3.1.Требования к пояснительной записке

1.Записка размещается на листах формата A4 с одной стороны.

2.По периметру листа оставляются поля вверху, внизу и справа 10 мм,

аслева не менее 25 мм.

3.Титульный лист пояснительной записки (титульный лист) представлен на рис. 1 согласно образцу.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра «Инновационные технологии машиностроения»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по ТММ

Задание № _________ Вариант № ________

Студента гр._______________

__________________________

Руководитель проекта

__________________________

Пермь 2020

Рис. 1. Образец титульного листа

6

4.Записка должна иметь наименование разделов задания. Каждый раздел начинается с описания его исходных данных. Раздел начинается с новой страницы. Номер раздела обозначается римской или арабской цифрой.

Например: 1. Структурный и кинематический анализ рычажного механизма.

Каждый раздел делится на подразделы (1.1, 1.2, 1.3, …). Например: 1.1. Структурный анализ рычажного механизма.

5.Все расчеты в записке должны сопровождаться соответствующими схемами в произвольном масштабе.

6.Страницы записки нумеруются.

7.Таблицы, приведенные в записке, должны иметь название и номер.

8.Определение необходимых параметров сопровождается краткой их характеристикой с записью расчетной формулы. Далее приводятся численные значения величин, входящих в формулу в той последовательности, в которой они записаны.

Пример:

Численные значения определяемой величины (результаты) даются с указанием размерности. Формулы можно нумеровать, если в записке необходимо делать на них ссылки.

Например: (1.6) первый раздел, формула 6.

9. Пояснительная записка завершается списком литературы, а оглавление с указанием разделов и номеров страниц размещается после титульного листа.

Каждый литературный источник должен иметь свой порядковый номер с указанием автора (фамилия, инициалы), названия книги, под чьей редакцией, номера тома (т. 2), части (4.3), выпуска (вып. 1). В выходных данных указывают: место издания (без слова «город»), издательство (изд-во), год издания (без слова «год»), количество страниц (251 с.).

Например: Попов С.А., Тимофеев Г.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин / под ред. К.В. Фролова. 6-е изд., стер М.: Высш. шк., 2008. 351 с., ил.

Если книга написана несколькими авторами, то либо приводят все фамилии (в последовательности, указанной в титуле), либо только фамилию и инициалы первого автора, после чего пишут и др. Если автор не указан (сб. статей и др.), то начинают с названия книги, а далее указывают те же элементы и в той же последовательности, что и при ссылке на книгу под фамилией одного автора.

7

3.2.Примерный план пояснительной записки

1.Структурный и кинематический анализ механизма

Исходные данные:

1.1.Структурный анализ механизма.

1.2.Решение задачи о положениях. Определение начального положения

механизма и построение положений звеньев механизма.

1.3.Исследование механизма графическим методом. Построение кинематических диаграмм.

1.4.Решение задач о скоростях и ускорениях. Исследование кинематики механизма методом планов скоростей и ускорений:

а) построение планов скоростей; б) построение планов ускорений.

1.5.Определение угловых скоростей и ускорений звеньев механизма.

1.6.Построение годографа скорости и ускорения характерных точек звеньев (центра тяжести звена и др.).

Примечание. Результаты исследований механизма по п. 1.4 свести

втабл. 1.1; 1.2; 1.3; 1.4, по п. 1.5 – в табл. 1.5; 1.6.

Таблица 1.1

Значение длин отрезков на плане скоростей, мм

Таблица 1.2

Значение скоростей характерных точек звеньев механизмов, м с–1

8

Таблица 1.3

Значение длин отрезков на плане ускорений, мм

2. Кинетостатический расчет механизма (силовой расчет)

Исходные данные:

2.1.Определение сил инерции и моментов от сил инерции звеньев ме-

ханизма.

2.2.Определение реакций в кинематических парах наиболее удаленной структурной группы.

9

2.3.Определение реакций в кинематических парах последующих структурных групп.

2.4.Расчет входного (ведущего) звена и определение потребной мощности двигателя.

2.5.Определение уравновешивающей силы или момента методом рычага Н.Е. Жуковского.

Примечание. Порядок определения реакций в кинематических парах структурных групп по п. 2.2 и 2.3 рекомендуется, например, свести в табл. 2.1,

2.2и т.д.

Таблица 2.1

Порядок расчета структурной группы 22

3. Кинематический анализ зубчатого механизма и проектирование зацепления зубчатых колес

Исходные данные:

3.1.Кинематический расчет зубчатой передачи.

3.2.Выбор коэффициентов смещения. Определение размеров зубчатого зацепления.

3.3.Построение внешнего неравносмещенного зубчатого зацепления.

3.4.Определение качественных показателей зацепления ( γ , ).

3.5.Построение инструментального зацепления без смещения рейки.

3.6.Построение инструментального зацепления со смещением рейки. Примечание. Значение параметров зубчатого зацепления по п. 3.2

рекомендуется свести в табл. 3.1, по п. 3.4 в табл. 3.2.

10