Файл: Горизонтальноковочная машина.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Национальный исследовательский технологический университет

«МИСиС»

Новотроицкий филиал
Кафедра: "Металлургических технологий и оборудования"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по дисциплине «Теория механизмов и машин»
Тема: Горизонтально-ковочная машина

Выполнил студент группы: БТМО-20з

Кузнецов Н.Е

Проверил: Харченко М.В


Новотроицк, 2023 г

Содержание

1. Определение закона движения механизма под действием заданных сил

1. Рассмотрим основной механизм горизонтально-ко­воч­ной машины (рис. 2, 3).

Исходные данные для расчета:

• 
  максимальная сила полезного сопротивления P_max = 3000 H;
  
• 
  частота вращения кривошипа n₁ = 50 об/мин;
  
• 
  ход главного ползуна Н = 280 мм;
  

• 
   = l_АВ / r_ОА = 3.4;
  

---

• 
  массы звеньев: m₂ = 14 кг; m₃ = 18 кг;
  
• 
  положение центра масс второго звена l_АS2 / l_АВ = 0,35;
  
• 
  момент инерции второго звена относительно оси, проходящей через центр масс, I_S2 = 0,25 кг·м²;
  
• 
  коэффициент неравномерности вращения ведущего звена  = 1/18.
  

Решение

1.1 Определение длин звеньев

Определим длину кривошипа из соотношения:

H = 2r_ОА;
r_ОА = H / 2 = 280 мм / 2 = 140мм = 0,14 м.

Определяем длину шатуна:

 = l_АВ / r_ОА;
l_АВ =   r_OA = 3,4  0,14м = 0,476 м.

Определяем положение центра масс 2-го звена

l_АS2 = 0,35  l_AB = 0,35  0,476м = 0,166 м.

Определяем масштаб длины

µ_l = OA / r_ОА,

где ОА – длина отрезка, изображающего длину кривошипа на чертеже, мм;

r_ОА – длина кривошипа, м.

µ_l = 70мм / 0,14 ≈ 500 мм/м.

Определение длин отрезков на чертеже кинематической схемы

AВ = µ_l  l_AB = 500 мм/м

---

  0,476 м ≈ 238 мм;
AS₂ = µ_l  l_AS2 = 500 мм/м  0,166 м ≈ 83 мм.

Диаграмму сил сопротивления строим на кинематической схеме в зависимости от положения ползуна в масштабе сил µ_Р

µ_P = 80 мм / 3000 Н = 0,026 мм/Н.

---

1.2 Определение скоростей

Скорость точки А:

V_А = ₁  l₁,

где ₁ – угловая скорость 1-го звена, c^-1; l₁=r_OA – длина 1-го звена, м.

₁ =  n₁ / 30,

где n₁ – частота вращения 1-го звена, об/мин.

₁ = 3,14 50 / 30 ≈ 5,24 с^-1.
V_А = 5,24  0,14 ≈ 0,7336м·с^-1.

Составляем векторное уравнение

,

где – вектор скорости точки В;

– вектор скорости точки В относительно точки А.

В графической части (см. рис. 3) строим планы скоростей для 12 положений механизма и определим V_B, V_S2, V_BA, V_S2y.

V_S2y – проекция скорости точки S₂ на ось y.

Масштаб плана скоростей:

µ_v = 80 мм / V_A = 80 мм /0,7336 м·с^-1 ≈ 110 мм/м·с^-1.

Для 11-го положения механизма:

рb = 58,39 мм; V_B = pb / μ_v = 58,39

---

мм / 110 мм/м·с^-1 ≈ 0,530 м·c^-1;
ab = 29,2 мм; V_BA = ab / μ_v = 29,2 мм / 110 мм/м·с^-1 = 0,265 м·с^-1;
ps₂ = 51,22 мм; V_S2 = 51,22 мм / 110 мм/м·с^-1 ≈ 0,465 м·с^-1;
ps_2y = 16,14 мм; VS_2Y = 16,14 / 110 мм/м·с^-1 ≈ 0,146 м·с^-1.

Угловая скорость 2 звена для 11-го положения определится как

₂ = V_BA/ l₂ = 0,265 м·с^-1 / 0,476 м ≈ 0,557 с^-1,

где l₂ = l_AB – длина шатуна.

Остальные значения скоростей сведем в табл. 1.

Таблица 1 Значения скоростей

φ, град	1, c-1	VА, м·с-1	VВ, м·c-1	|VВА|, м·с-1	|2|, c-1	|VS2|, м·с-1	VS2y, м·с-1
0	5,24	0,7336	0	0,454	0,954	0,295	0,295
30	5,24	0,7336	– 0,348	0,411	0,864	0,371	0,256
60	5,24	0,7336	– 0,53	0,265	0,557	0,465	0,146
90	5,24	0,7336	0,454	0	0	0,454	0
120	5,24	0,7336	– 0,259	0,265	0,557	0,376	– 0,146
150	5,24	0,7336	– 0,106	0,411	0,864	0,315	– 0,256
180	5,24	0,7336	0	0,454	0,954	0,295	0,295
210	5,24	0,7336	0,106	0,411	0,864	0,315	– 0,256
240	5,24	0,7336	0,259	0,265	0,557	0,376	– 0,146
270	5,24	0,7336	0,454	0	0	0,454	0
300	5,24	0,7336	0,53	0,265	0,557	0,465	0,146
330	5,24	0,7336	0,348	0,411	0,864	0,371	0,256
360	5,24	0,7336	0	0,454	0,954	0,295	0,295

---