TMM_metodichka_2014

ВСТУП

Машинобудування — основна галузь сучасної промислово розвинутої країни — визначає рівень розвитку продуктивних сил суспільства, становить фундамент технічного прогресу всіх галузей народного господарства. У свою чергу, прогрес машинобудування визначається досконалістю машин, які створюються. Тому від інженера вимагаються глибокі теоретичні знання і досвід, вміння не тільки керувати складною технікою, успішно її використовувати, але й забезпечувати її швидкий прогрес. Сучасний інженер повинен досконало володіти методами розрахунку і конструювання нових швидкохідних, автоматизованих і високопродуктивних машин.

Створення нових машин базується на досягненнях багатьох фундаментальних і прикладних наук, серед яких важливе місце посідає теорія механізмів і машин.

Теорія механізмів і машин (ТММ) — наука про загальні методи дослідження властивостей механізмів і машин та проектування їхніх схем.

Теорія механізмів і машин є однією з основних загальноінженерних дисциплін, яку викладають у вищих технічних учбових закладах. ТММ розглядає будову і класифікацію механізмів, методи кінематичного та динамічного дослідження, проектування їхніх схем, які є загальними для механізмів і машин різного призначення. Ці знання необхідні інженерам-механікам для створення сучасних машин, умілого їх використання.

Знання ТММ необхідні не тільки інженерам -конструкторам, які проектують машини, а й інженерам, що займаються їхнім виготовленням і експлуатацією. Вони повинні добре знати основні механізми, принципи їхньої роботи, найважливіші кінематичні та динамічні властивості. У процесі експлуатації машини завжди можуть виникнути неполадки. Усунути їх, а в деяких випадках дати завдання на проектування нової машини чи вдосконалення існуючої, може тільки інженер, який добре знає властивості механізмів, їхню будову і взаємодію у машині.

Саме тому разом із вивченням теоретичного курсу навчальним планом передбачено виконання студентами курсового проекту з теорії механізмів і машин. Проект містить завдання по дослідженню і проектуванню машин, які складаються з простих та складних у структурному відношенні механізмів: шарнірно-важільних, зубчастих, кулачкових.

Курсове проектування сприяє закріпленню, поглибленню та узагальненню теоретичних знань, а також застосуванню цих знань для комплексного вирішення конкретних інженерних задач.

3

1. ЗАГАЛЬНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

Курсовий проект з ТММ є для студентів першим проектом за час навчання, а отже це перша комплексна самостійна робота в галузі проектування для майбутніх інженерів . Виконання проекту закріплює і поглиблює знання, отримані при вивченні інженерної графіки, теоретичної механіки, опору матеріалів, теорії механізмів і машин.

Технічне завдання (ТЗ) на курсовий проект з ТММ передбачає вирішення питань, які стосуються структурного, динамічного, кінематичного і силового аналізу важільних механізмів, а також синтезу зубчастих і кулачкових механізмів.

Вихідні дані для курсового проекту студент вибирає за двозначним шифром, заданим керівником проекту в технічному завданні. Перша цифра шифру вказує на номер теми, а друга – на варіант числових значень в межах даної теми. Загалом передбачено для виконання 10 тем завдань, кожна тема містить 10 варіантів числових значень.

Проект складається із графічної частини та пояснювальної записки.

Обсяг графічної частини проекту складає чотири листи формату А1. Об’єм пояснювальної записки суворо не регламентується, але зазвичай складає 25 – 40 сторінок формату А4.

Виконаний курсовий проект подається на перевірку керівнику в строки, визначені технічним завдання. Захист курсового проекту проводиться в присутності комісії, до складу якої окрім керівника проекту можуть входити викладачі кафедри технології машинобудування, чи представники деканату інженерно-технічного факультету.

На захисті студент повинен показати знання теорії та загальних методів дослідження і проектування механізмів. Курсовий проект оцінюється диференційованою оцінкою, яка виставляється керівником у залікову книжку студента та відомість.

4

2. ОФОРМЛЕННЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

Курсовий проект складається з розрахунково-пояснювальної записки та графічних побудов. Проект повинен бути оформлений відповідно до вимог ЄСКД.

Графічна частина проекту виконується олівцем на креслярському папері формату А1 (841×594 мм.).

Всі рисунки, таблиці та графіки повинні бути підписані стандартним шрифтом згідно ГОСТ 2.304-81. На кресленні обов’язково повинні бути показані масштаби побудов. При виборі масштабів кінематичних схем та інших побудов, зв’язаних з синтезом та аналізом механізмів, дозволяються відхилення від ГОСТ 2.302-68.

Всі допоміжні побудови виконують тонкими лініями і зберігають на кресленні.

В правому нижньому куті аркушу розміщують основний напис згідно ГОСТ 2.104-68. Графи основного напису заповнюються згідно загальноприйнятих рекомендацій. Для навчальних креслень та документів дозволяється спрощений варіант заповнення графи позначення документу. Умовне позначення рекомендовано записувати у вигляді групи букв і цифр, розділених крапкою. Наприклад:

КП.ТММ.000000.25.01

де КП –вид роботи (курсовий проект); ТММ – скорочена назва дисципліни;

000000 – номер залікової книжки студента;

25 – варіант згідно технічного завдання;

01 – порядковий номер аркуша креслення.

Графічна частина курсового проекту супроводжується розрахунково-пояснювальною запискою. Її пишуть чорнилом на одній стороні аркуша паперу форматом А4 (210×297мм.). Оформлення пояснювальної записки повинно відповідати ГОСТ 2.105-79.

Пояснювальна записка повинна містити: титульну сторінку, технічне завдання на курсовий проект, зміст, вступ, схеми механізмів та вихідні дані на проектування, короткі пояснення, розрахунки та їх результати для кожного розділу проекту, висновки, перелік використаної літератури.

Порядок розрахунків повинен відповідати нумерації пунктів у завданні. Для цього в пояснювальній записці доцільно виділяти окремі параграфи, пункти, підпункти і т. д. з короткими і зрозумілими заголовками.

Для наочності розрахунки потрібно супроводжувати схемами або робити відповідні посилання на графічну частину проекту. Аналогічними посиланнями на літературу супроводжуються і формули, за якими проводять розрахунки.

5

Всі необхідні для розрахунку рівняння і формули пишуть у записці в загальному вигляді , а пізніше в них підставляють числові значення та отримують результат (із зазначенням одиниць вимірювання величин). Проміжкові результати розрахунків зазначати не рекомендується. Всі величини, які входять до формул перший раз в тексті, супроводжують обов'язковим поясненням із зазначенням одиниць вимірювання.

Для обчислень, які повторюються багато разів, наприклад для кількох положень механізму або кількох значень аргументу, рекомендується у вигляді таблиці подати значення величин, що входять до складу формули, а також значення кінцевого результату.

Степінь точності розрахунків повинна бути рівна степені точності вихідних даних.

При погодженні з керівником розрахунково-пояснювальна записка та графічна частина курсового проекту можуть бути виконанні за допомогою обчислювальної техніки з використанням відповідних програмних продуктів.

6

3. ЗМІСТ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

Курсовий проект з теорії механізмів і машин включає наступні розділи.

1.Динамічний синтез важільного механізму за коефіцієнтом нерівномірності руху.

2.Динамічний аналіз важільного механізму.

3.Проектування кінематичної схеми планетарного редуктора та побудова картини евольвентного зачеплення.

4.Синтез кулачкового механізму.

3.1. Динамічний синтез важільного механізму за коефіцієнтом нерівномірності руху

1.Побудувати плани положень механізму для 12 рівновіддалених положень ведучої ланки та відповідні ним повернуті плани швидкостей.

2.Побудувати графік приведеного до ведучої ланки моменту інерції механізму в залежності від кута повороту ланки приведення для циклу усталеного руху.

3.Побудувати графік моментів сил опору та рушійних сил, приведених до ведучої ланки, в залежності від кута повороту для циклу усталеного руху.

Для технологічних машин графік приведеного моменту опору побудувати за заданою діаграмою сил виробничих опорів, а приведений момент рушійних сил вважати постійним.

Для двигунів внутрішнього згорання графік рушійного моменту побудувати за заданою індикаторною діаграмою, а приведений момент опор вважати постійним.

4.Побудувати графік зміни кінетичної енергії важільного механізму.

5.Побудувати діаграму «енергія-маса» (діаграма Віттенбауера).

6.Визначити момент інерції маховика, який забезпечить обертання ланки зведення із заданим коефіцієнтом нерівномірності

руху.

7. Визначити габаритні розміри обода маховика і місце його встановлення.

7

3.2.Динамічний аналіз важільного механізму

1.Визначити кутове прискорення і дійсну кутову швидкість обертання ланки зведення в заданому положенні механізму.

2.Побудувати для заданого положення механізму його схему, план швидкостей та план прискорень. Визначити лінійні швидкості та прискорення центрів мас, а також кутові швидкості та прискорення ланок.

3.Визначити величину інерційних навантажень на ланки.

4.Для заданого положення механізму накреслити в масштабі структурні групи і вказати сили, прикладені до його ланок.

5.Методом планів сил визначити реакції в усіх кінематичних парах механізму.

6.Визначити зрівноважувальний момент на ланці зведення механізму методом планів сил і методом важеля Жуковського.

3.3.Проектування кінематичної схеми планетарного редуктора та побудова картини евольвентного зачеплення

1.Підібрати кількість зубів всіх зубчастих коліс заданого планетарного механізму і кількість сателітів (якщо вона не задана),

вважаючи, що zmin>15, і всі колеса нульові. Врахувати, що допустиме відхилення передаточного відношення спроектованого механізму від заданого не повинно перевищувати 5%. При цьому врахувати умови соосності, сусідства та рівності кутів між сателітами.

2.Розрахувати початкові діаметри і накреслити схему планетарного механізму в двох проекціях.

3 Розрахувати зовнішнє зачеплення пари евольвентних зубчастих коліс з нерухомими осями, вважаючи, що вони нарізані стандартною інструментальною рейкою з модулем m. Вибираючи коефіцієнти зміщення рейки, забезпечити відсутність підрізання ніжок зубів.

4.Побудувати картину евольвентного зачеплення. Зобразити не менше трьох зубів кожного колеса, лінію, кут і дуги зачеплення, теоретичну і робочу ділянки лінії зачеплення, а також робочі ділянки профілів зубів. Масштаб побудови зачеплення вибрати таким, щоб висота зубів на кресленні була не меншою 40мм.

5.Аналітично та за даними картини евольвентного зачеплення визначити коефіцієнт перекриття.

8

3.4.Синтез кулачкового механізму

1.За заданим законом зміни другої похідної від переміщення веденої ланки в залежності від кута повороту кулачка побудувати графіки першої похідної і переміщення веденої ланки в залежності від кута повороту кулачка. Визначити масштаби побудови.

2.Визначити, врахувавши допустимий кут тиску (для кулачкових механізмів з роликовим штовхачем) або умову опуклості кулачка (для кулачкового механізму з плоским штовхачем), основні розміри кулачкового механізму.

3.Побудувати профілі кулачка.

Для кулачкових механізмів, вихідна ланка яких оснащена роликом, необхідно спочатку побудувати теоретичний (центровий) профіль кулачка, визначити радіус ролика і побудувати дійсний (робочий) профіль.

Для механізмів з плоским штовхачем спочатку будують теоретичний профіль кулачка, потім практичний і визначають діаметр тарілки.

4.У дводискових кулачкових механізмах з геометричним замиканням спочатку розраховують основний кулачок (дивись п. 1-3),

апотім будують додатковий профіль замикаючого кулачка таким чином, щоб віддаль між центрами роликів залишалася постійною.

5.У механізмах з силовим замиканням підібрати попередній натяг і жорсткість пружини, яка здійснює замикання кулачкового механізму

6.Побудувати графік зміни кута тиску в залежності від кута повороту кулачка.

9

4. ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ Тема 1. Механізми витяжного пресу

Рис. 4.1. Механізми витяжного пресу а – важільний механізм переміщення повзуна з пуансоном; b – графік зміни зусилля витяжки;

c – планетарна і проста ступені редуктора; d – схема кулачкового механізму;

e – графік зміни аналога прискорення коромисла кулачкового механізму.

10