![](/user_photo/_userpic.png)
725
.pdf![](/html/65386/183/html_eQd8CgFb2i.O9nv/htmlconvd-eSmBse1x1.jpg)
Б.В. Глухов
КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПО ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ
Новосибирск
СГУПС
2008
![](/html/65386/183/html_eQd8CgFb2i.O9nv/htmlconvd-eSmBse2x1.jpg)
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Б.В. Глухов
КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПО ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ
Учебное пособие
Допущено УМО вузов РФ по образованию в области траспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебного пособия
для студентов вузов, обучающихся по специальности «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование»
направления подготовки диплолмированных специалистов «Траспортные машины и траспортно-технологические комплексы»
2
Новосибирск 2008
УДК 621
Г554
Глухов Б.В. Курсовое проектирование по теории меха-
низмов: Учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа,
2008. – 183 с.
ISBN 5-93461-322-7
Содержится краткий теоретический материал, методика курсового проектирования по теории механизмов и машин и задания на курсовой проект, рассматриваются аналитические и графические методы исследования и проектирования рычажных, зубчатых и кулачковых механизмов.
Данное пособие предназначено для студентов специальности «Подъемнотранспортные, строительные и дорожные машины и оборудование» и других механических специальностей дневной и заочной форм обучения.
Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
О т в е т с т в е н н ы й р е д а к т о р д-р техн. наук, проф. В.Н. Анферов
Р е ц е н з е н т ы:
кафедра «Теория механизмов и машин и детали машин» Новосибирской государственной академии водного транспорта, завкафедрой д-р. техн. наук, проф. А.М. Барановский
канд. техн. наук, проф., завкафедрой «Машиноведение» Новосибирского государственного педагогического университета В.М.
Потапов
ISBN 5-93461-322-7
©Глухов Б.В., 2008
©Сибирский государственный университет путей сообщения, 2008
3
![](/html/65386/183/html_eQd8CgFb2i.O9nv/htmlconvd-eSmBse4x1.jpg)
Учебное издание
Глухов Борис Васильевич
Курсовое проектирование по теории механизмов
Учебное пособие
Печатается в авторской редакции Компьютерная верстка А.С. Петренко
Изд. лиц. ЛР № 021277 от 06.04.98 Подписано в печать 06.02.2008
11,75 печ. л., 9,5 уч.-изд. л. Тираж 200 экз. Заказ № 1883
Издательство Сибирского государственного университета путей сообщения
630049, Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191 Тел./факс: (383) 328-03-81. E-mail: press@stu.ru
4
ВВЕДЕНИЕ
Курсовой проект по дисциплине «Теория механизмов и машин» — первый курсовой проект, выполняемый будущими инженерами-механиками. Он служит для закрепления теоретического материала и освоения приемов аналитических и графических методов исследования (анализа) и проектирования (синтеза) механизмов. Большая комплексная работа, содержащая наиболее распространенные в технике рычажные, зубчатые и кулачковые механизмы, позволит студенту различными методами определить кинематические и силовые характеристики, необходимые для проектирования механизмов и машин. В процессе курсового проектирования студент научится выполнять расчеты с использованием ЭВМ с решением задач оптимизации, графическим методам решения инженерных задач на разных этапах процесса проектирования.
1. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Студенты дневной формы обучения выполняют курсо-
вой проект в соответствии с индивидуальным заданием, содержащим номер задания и вариант исходных данных ры-
чажного, зубчатого и кулачкового механизмов. Оформление пояснительной записки и графической части выполняют по стандарту организации [10]. Задания на курсовой проект содержат 10 комплектов схем, каждый из которых в 10 вариантах числовых данных. Курсовой проект состоит из следующих разделов, размещаемых на отдельных листах.
1. Структурный, кинематический и кинетостатический анализ плоского рычажного механизма составляет 1-й лист формата А1 с наименованием по типу «Рычажный механизм ДВС» с проработкой следующих тем:
структурный анализ;
кинематический анализ — содержит планы 12-ти по-
ложений механизма, из которых один в заданном руководителем проекта положении показывают на листе сплошными линиями толщиной 1,5S. При наличии индикаторных диа-
3
грамм их строят под ползуном на длине, равной его ходу; траектории центров масс шатунов показывают штриховыми либо тонкими линиями, планы скоростей и ускорений (от 1 до 12 по указанию руководителя проекта), кинематические диаграммы перемещений, скоростей и ускорений точки выходного звена, обычно ползуна; годограф скоростей либо ускорений центра масс шатуна по распечаткам расчетов на ЭВМ;
кинетостатический анализ — содержит расчетные схемы и планы сил двух групп Ассура и начального механизма для расчета реакций в кинематических парах и уравновешивающего момента, расчет мощностей и механического КПД, годографы двух реакций по распечаткам расчета на ЭВМ.
2. Расчет маховика (2-й лист формата А2) содержит:
диаграммы давлений в цилиндрах (индикаторных диаграмм для ДВС и компрессоров) либо сил полезных сопротивлений, приведенных моментов, работ движущих сил и сил сопротивления, избыточных работ (приращений кинетической энергии), приведенных моментов инерции, приращения кинетической энергии звена приведения;
расчет момента инерции маховика методом Мерцалова;
конструирование маховика;
построение диаграммы углового ускорения звена приведения;
расчет динамического момента для заданного положения кривошипа.
3. Синтез и анализ зубчатых механизмов (3-й лист форма-
та А2 с наименованием «Зубчатые механизмы ДВС») со-
держит:
синтез простой ступени эвольвентного зубчатого зацепления — с построением картины зацепления;
синтез планетарной ступени — с определением чисел зубьев и построением кинематической схемы сложного зубчатого механизма;
4
анализ зубчатого механизма — с построением диаграмм удельного скольжения и коэффициента давления.
Расчеты для всех построений выполняют на ЭВМ.
4. Проектирование кулачкового механизма (4-й лист формата А2 с наименованием «Кулачковый механизм ДВС») содержит:
построение диаграмм ускорений, скоростей и перемеще-
ний;
определение основных размеров кулачка;
профилирование кулачка;
Студенты заочного факультета выполняют курсовой проект следующего содержания:
1-й лист — структурный и кинематический анализ рычажного механизма;
2-й лист — расчет маховика;
3-й лист — синтез и анализ зубчатого механизма. Исходные данные выбираются:
по последней цифре шифра — номер задания;
по предпоследней цифре шифра — номер варианта. Если шифр содержит одну цифру, то слева от нее приписы-
вают 0 (нуль). Цифре 0 соответствует задание № 10 или вариант № 10.
Текстовый документ (пояснительная записка) имеет название по типу «Механизмы ДВС» и обозначения типа (для дневного и заочного обучения соответственно):
ТММ. М311.01.13.00 ПЗ;
ТММ.05. СМ.13.01.24.00 ПЗ (05-СМ-13 — шифр сту- дента-заочника).
Последние три пары чисел содержат номер задания, номер варианта, последнюю пару резервируют для номера листа, например, для первого листа: ТММ. М311.01.13.01 ТЧ (аббревиатура ТЧ обозначает «Теоретический чертеж»).
2. ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Курсовой проект по теории механизмов и машин выполняют по заданию, содержащему схемы и цифровые данные
5
рычажных, зубчатых и кулачковых механизмов. Механизмы имеют согласованное движение. Так, зубчатый механизм связывает рычажный механизм с двигательным или исполнительным устройствами, а кулачковый выполняет функцию газораспределения в механизмах ДВС и компрессорах либо вспомогательные функции в других механизмах. Для рычажных механизмов заданы следующие параметры:
угловая скорость кривошипа ω1 в рад/с (знак «плюс» соответствует направлению вращения против часовой стрелки);
длины звеньев li в м (lАВ, lВС и т.д.);
координаты неподвижных точек х и у в м (в отдельных
заданиях);
координаты центров масс в м (lВS2, lDS3 и т.д.);
массы звеньев mi в кг (m1, m2 и т.д.);
моменты инерции звеньев относительно центров масс ISi в кг·м2 (IS2, IS3 и т.д.);
сила сопротивления FC в кН либо момент сил сопро-
тивления МС в кН·м;
максимальное давление в цилиндрах pmax в МПа (для ДВС и компрессора);
диаметр цилиндра dц в мм (для ДВС и компрессора);
коэффициент неравномерности δ.
Сложный зубчатый механизм состоит из планетарной и простой ступеней. Для зубчатого механизма заданы:
числа зубьев простой ступени z1/z2 либо z4/z5;
модули зубчатой передачи первой m1 и второй mII ступеней в мм;
межосевое расстояние простой ступени aw в мм (в отдельных заданиях);
передаточное отношение планетарного механизма ( i13h
или i35h );
угловая скорость двигателя ωд в рад/с (в отдельных заданиях).
Для кулачкового механизма заданы:
6
вид толкателя (поступательно движущийся, вращающийся);
диаграммы аналога ускорений: синусоидальный, косинусоидальный, треугольный, прямоугольный;
фазовые углы в град. (удаления φу, дальнего стояния φд, сближения φс, ближнего стояния φб);
максимальное перемещение (линейное Smax в мм или угловое ψmax в град.);
длина коромысла l в мм (для вращающегося толкате-
ля);
|
|
в |
допускаемый угол давления в фазе удаления äî ï |
град.
Задание 1 Механизмы двигателя внутреннего сгорания
Исходные данные
Кинематическая схема рычажного механизма и индикаторная диаграмма двигателя приведены на рис. 2.1, а, б. Циклограмма двигателя для цилиндров С и Е приведена в табл. 2.1. Исходные данные для рычажного механизма приведены в табл. 2.2, зубчатых механизмов — в табл. 2.3, кинематическая схема сложного зубчатого механизма — на рис. 2.1, в. Исходные данные кулачковых механизмов приведены в табл. 2.4. Схемы кулачковых механизмов приведены на рис. 2.2, законы движения их толкателей — на рис. 2.3.
7
![](/html/65386/183/html_eQd8CgFb2i.O9nv/htmlconvd-eSmBse10x1.jpg)
a) |
|
|
|
|
|
|
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
12 |
1 B |
|
|
|
|
|
|
5 |
4 |
|
|
|
2 |
3 |
|
||
100 |
|
|
|
|
|
|
100 |
||||
|
|
|
10 |
|
1 |
|
2 |
S2 |
|
||
Ж |
Е |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
Ж |
|
|
|
|
|
S1 |
A |
|
|
х |
||
|
|
|
|
9 |
|
3 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S4 |
8 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
5 |
|
б) |
|
|
|
|
D 7 |
|
5 |
|
|
|
mII |
p |
|
|
|
|
в) |
|
m I |
|
|||
|
|
|
|
|
6 |
|
|
||||
|
pmax |
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
0,6 pmax |
c |
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0,01 pmax |
|
|
0,1 pmax |
|
|
|
1 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
a |
|
|
e |
л.а.д. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ВМТ |
|
H - ход поршня |
НМТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.1 |
|
|
|
|
8