Файл: Курсовой проект по теме анализ и синтез механизмов автор курсового проекта В. А. Агеев подпись, дата Обозначение курсового проекта кп0206996415. 03. 056722 Направление подготовки.pdf

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.П. ОГАРЁВА»
(ФГБОУ ВО МГУ им. Н.П. Огарёва»)
Рузаевский институт машиностроения (филиал) Кафедра конструкторско-технологической информатики КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по теме АНАЛИЗ И СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ Автор курсового проекта ______________________________ В.А. Агеев подпись, дата Обозначение курсового проекта КП–02069964–15.03.05–67–22 Направление подготовки
15.03.05
Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств Руководитель проекта к.т. н, доц. _________________________ С.А. Ефанов подпись, дата Оценка _________________
Рузаевка 2022

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.П. ОГАРЁВА»
(ФГБОУ ВО МГУ им. Н.П. Огарёва»)
Рузаевский институт машиностроения (филиал) Кафедра конструкторско-технологической информатики ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Студент __Агеев Владислав Андреевич
1 Тема Анализ и синтез механизмов
2 Срок предоставления проекта к защите
3 Исходные данные для исследования Схемы механизмов и параметры для расчета
4 Содержание курсового проекта
4.1 Кинематический и силовой анализ механизма
4.2 Синтез планетарного редуктора Руководитель проекта ______________________ _______С.А.Ефанов________
Подпись, дата инициалы, фамилия Задание принял к исполнению ____________________________________________
Дата, подпись

РЕФЕРАТ Пояснительная записка 38 с, 3 табл, 10 источн. МЕХАНИЗМ, КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, СИЛОВОЙ АНАЛИЗ, СИНТЕЗ ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА. Объектом анализа является механизм двухцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Цель проекта – выполнить кинематический и силовой анализ механизма и синтез планетарного редуктора В основе кинематического расчета положен графоаналитический метод, основанный на построении планов скоростей и ускорений. Данный метод прост в использовании, не требует сложных вычислений и позволяет получать результат с приемлемой точностью при относительно малой трудоемкости. При выполнении силового (кинетостатического расчета) использовался метод разделения механизма на статически определимые группы, нагруженные внешними заданными силами, собственным весом звеньев и инерционными нагрузками, приравненные к статическим на основании принципа Д’Аламбера. Синтез планетарного зубчатого механизма выполнен по заданному передаточному числу. При определении чисел зубьев механизма с одной стороны использовался метод обращения движения, ас другой – графоаналитический метод с целью проверки правильности расчетов.
КП-02069964–15.03.05-67-22
Изм Лист
№ докум. Подпись Дата
Разраб.
Агеев В.А. Анализ и синтез механизмов
Лит. Лист Листов Проверил Ефанов САК РИМ, каф. КТИ,
ОФО, гр. Н. контр

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
5
КП-02069964-15.03.05-67-22 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ
6 1 Кинематический и силовой анализ механизма
8 1.1 Построение планов положений механизма
8 1.2 Построение планов скоростей
9 1.3 Построение планов ускорений
14 1.4 Структурная группа 5-4 механизма
19 1.5 Структурная группа 3-2 механизма
23 1.6 Ведущее звено
26 2 Проектирование кинематической схемы планетарного редуктора и построение картины эвольвентного зацепления
29 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
33 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
34

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
6
КП-02069964-15.03.05-67-22 ВВЕДЕНИЕ Ведущей отраслью современной техники является машиностроение, развитие которого неразрывно связано с созданием новых машин и механизмов, повышающих производительность труда и заменяющих ручной труд машинным. В технике широко используются подвижные механические системы, подразделяемые на машины, машинные агрегаты и механизмы. В обобщенном виде машина – это устройство, создаваемое человеком для использования законов природы с целью облегчения физического и умственного труда. По функциональному назначению машины условно можно разделить на энергетические, транспортные, технологические, контрольно-управляющие, логические (ЭВМ. Устройства, включающие ряд машин и механизмов, называются машинными агрегатами. Обычно машинные агрегаты состоят из двигателя, передаточного механизма, рабочей машины ив ряде случаев, контрольно- управляющих устройств (системы автоматического регулирования) – САР. В состав каждой отдельной машины входит один или несколько механизмов. Механизмом называется система материальных тел, предназначенных для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения остальных. Состав механизмов – разнообразен и включает механические, гидравлические, электрические и др. устройства. Несмотря на разницу в назначении механизмов их строение, кинематика и динамика имеет много общего, поэтому исследование механизмов проводится на базе основных принципов современной механики. Всякий механизм состоит из отдельных тел (деталей, соединенных между собой.

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
7
КП-02069964-15.03.05-67-22 Деталь – это изделие, изготовленное без сборочных операций. Детали, соединенные между собой неподвижно или с помощью упругих связей, образуют отдельное звено. Выполнение звеньев из нескольких деталей обеспечивается их соединением. Различают соединения неразъемные (сварные, заклепочные, клеевые) и разъемные (шпоночные, шлицевые, резьбовые. Звенья в зависимости от вида их материала могут быть твердые и гибкие упругие. Два звена, соединенных друг с другом подвижно, образуют кинематическую пару. Неподвижное звено, состоящее из одной или нескольких деталей, называется стойкой. Таким образом, каждый механизм имеет стойку и подвижные звенья, среди которых выделяют входные, выходные и промежуточные звенья. Входным (ведущим) звеньям сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения выходных (ведомых) звеньев с помощью промежуточных звеньев. Обычно в механизме имеется одно входное и выходное звено. Нов некоторых случаях имеют место механизмы с несколькими входными или выходными звеньями, например, дифференциал автомобиля. Развитие техники осуществляется в направлении совершенствования ранее известных механизмов и путем создания принципиально новых их видов. В данном курсовом проекте рассматриваются общие методы исследования, анализа и синтеза механизмов.

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
8
КП-02069964-15.03.05-67-22
1 Кинематический анализ рычажного механизма
1.1 Построение планов положений механизма Строим планы положений. Для этого произвольно выбираем длину ведущего звена и находим масштабный коэффициент. Масштабный коэффициент м мм, найдем по формуле [7, с. 21]
????
????
=
????
????????
????????
(1) где ????
????????
– длина половины первого звена, мм произвольно выбранная длина половины первого звена, мм, ????????
=60 мм. Подставив значения в формулу (1), получим
????
????
=
0,12 60
= м мм
Далее находим длины всех остальных звеньев AB мм, и CD мм, по формуле
[7, с. 21]
AB=CD=
????
????????
????
????
(2) где ????
????????
= ????
????????
– длина третьего звена, мм. Подставив полученные значения в формулу (2), получим
AB=CD=
0,5 0,002
= 250 мм

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
9
КП-02069964-15.03.05-67-22 На листе произвольно выбираем положение опоры O, и находим положение всех остальных точек. Положение ведущего звена для первого положения выбираем по направлению ????
1
. Методом засечек находим положения остальных звеньев механизма. Поворачивая ведущее звено на 30 градусов, аналогично строим оставшиеся одиннадцать планов положений.
1.2 Построение планов скоростей Так как точка A лежит на ведущем звене, угловая скорость и направление движения которой заданы, то ее скорость находятся по формуле
????
????
= ????
????????
∙ ????
1
(3) где ????
1
- угловая скорость первого звена
????
1
=
????∙????
1 30
(4) где ????
1
– частота вращения коленчатого вала, об/мин,
????
1
= 580 об/мин. Подставив значения в формулы (4) и (3), получим
????
1
=
3,14∙580 30
= 60,71 мс мс Далее на листе произвольно выбираем положение полюса P
0
, и также произвольно выбираем длину вектора P
0
a. Он направлен по направлению угловой скорости ????
1
и перпендикулярно звену О. Находим масштабный коэффициент
????
????
, мс мм, по формуле [7, с. 25]

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
10
КП-02069964-15.03.05-67-22
????
????
=
????
????
????????
(5) где ???????? - произвольно выбранный отрезок, мм, ???????? = 75 мм Подставив значения в формулу (5), получим
????
????
=
7,29 75
= 0,097 мс iiммiДля нахождения скорости точки B составим уравнение
????⃗
????
= ????⃗
????
+ ????⃗
????????
(6) Скорость точки A нам известна, скорость точки B относительно A направлена перпендикулярно AB. Через полюс P
0
проводим прямую параллельную линии, по которой перемещаются ползун B. И на пересечении этой линии и вектора ????⃗
????????
получим точку b, аи будет скорость точки В.
Скорость точки В, мс, найдем по формуле [7, с. 27]
????
????
= ???????? ∙ ????
????
(7) где ???????? - длина вектора, мм, ????????=56,98 мм. Подставив значения в формулу (7), получим
????
????
= 56,98 ∙ 0,097 = 5,53 мс Аналогично находим точку D, для этого составим уравнение
????⃗
????
= ????⃗
????
+ ????⃗
????????
(8)

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
11
КП-02069964-15.03.05-67-22 Скорость точки Снам известна, скорость точки D относительно C направлена перпендикулярно CD. Через полюс P
0
проводим прямую параллельную линии, по которой перемещаются ползун D. И на пересечении этой линии и вектора ????⃗
????????
получим точку D, а Pd. Скорость точки D, мс, найдем по формуле [7, с. 27]
????
????
= ???????? ∙ ????
????
(9) где ????????- длина вектора, мм, ???????? = 73,26 мм. Подставив значения в формулу (9), получим
????
????
= 73,26 ∙ 0,097 = 7,11 мс Для нахождения скоростей точек S
2
и S
4
на соответствующих отрезка ab и cd. от точки c ив соотношении
1 3
откладываем точки S
2
и S
4
. Ps
2
и Ps
4
будут скоростями точек S
2 и Скорость точки S
2
, мс, найдем по формуле [7, с. 27]
????
S2
= ????????
2
∙ ????
????
(10) где ????s
2
- длина вектора, мм, s
2
= 67,02 мм. Подставив значения в формулу (10), получим
????
S2
= 67,02 ∙ 0,097 = 6,5 мс Скорость точки S
4
, мс, найдем по формуле [7, с. 27]
????
S4
= ???????? ∙ ????
????
(11)

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
12
КП-02069964-15.03.05-67-22 где ????s
4
- длина вектора, мм,
????s
4
=72,19 мм. Подставив значения в формулу (11), получим
????
S4
= 72,19 ∙ 0,097 = 7,0 мс Скорость вектора АВ, мс, найдем по формуле [7, с. 27]
????
????????
= ???????? ∙ ????
????
(12) где ????????- длина вектора, мм, AB =38,34 мм. Подставив значения в формулу (12), получим
????
????????
= 38,34 ∙ 0,097 = 3,72 мс Скорость вектора CD, мс, найдем по формуле [7, с. 27]
???????? = ???????? ∙ ????
????
(13) где ????????- длина вектора, мм, ???????? =38,34 мм. Подставив значения в формулу (13), получим
????
????????
= 38,34 ∙ 0,097 = 3,72 мс Угловые скорости ????
2
, ????
4
, с найдем по формулам [7, с. 27]
????
2
=
????
????????
????
????????
(14)

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
13
КП-02069964-15.03.05-67-22
????
4
=
????
????????
????
????????
(15) Подставив значения в формулы (14) и (15), получим
????
2
=
3,72 0,5
= 7,44 с,
????
4
=
3,72 0,5
= 7,44 с, Полученные результаты занесем в таблицу 1. Аналогично строим еще два плана скоростей. Таблица Скорости точек ведущего механизма
№ 1
2 3
????
????
, мс
7,29 7,29 7,29
????
????
, мс
5,53 7,02 4,43
????
????
, мс
7,29 7,29 7,29
????
????
, мс
7,11 5,53 2,84
????
????????
, мс
3,72 3,72 6,35
????
????????
, мс
3,72 3,72 6,35
????
????
2
, мс
6,5 6,92 4,67
????
????
4
, мс
7,0 5,91 3,75
????
1
, с 60,71 60,71 60,71
????
2
, с 7,44 7,44 12,7
????
4
, с 7,44 7,44 12,7

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
14
КП-02069964-15.03.05-67-22
1.3 Построение планов ускорений Ускорение точки А найдем по формуле [7, с. 47]
????
????
= ????
????
????
+ ????
????
????
= ????
????????
∙ ????
1 2
+ ????
????????
∙ ????
1
(16) где ????
1
= const;
????
1
= 0.
Следовательно
????
????
= ????
????
????
= О ????
1 2
(17) Подставив значения в формулу (17), получим
????
????
= ????
????
????
= 0,12 ∙ 60,71 2
= 442,28 мс Нормальное ускорение точки А будет направлено параллельно звену АО к точке О. На листе произвольно выбираем положение полюса Р и длину вектора
Р
А
, и находим масштабный коэффициент ????
????
, мс мм, по формуле [7, с. 44]
????
????
=
????
????
????
????
(18) где ????
????
– произвольная длина вектора, мм,
????
????
= 75 мм. Подставив значения в формулу (18), получим
????
????
=
442,28 75
= 5,9 мс мм

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
15
КП-02069964-15.03.05-67-22 Для нахождения ускорения точки В составим уравнение
????⃗
????
= ????⃗
????
+ ????⃗
????????
= ????⃗
????
+ ????⃗
????????
????
+ ????⃗
????????
????
(19) Величину нормального ускорения векторам с , найдем по формуле [7, с. 44]
????⃗
????????
????
= ????
????????
∙ ????
2 2
(20) Подставив значения в формулу (20), получим
????⃗
????????
????
=0,5∙ 7,44 2
= 27,68 мм Ускорение ????⃗
????????
????
направлено параллельно звену АВ к точке А, а ускорение
????⃗
????????
????
направлено перпендикулярно звену АВ. Через полюс Р проводим линию параллельную линии, по которой двигаются ползуны В и D. На пересечении этой линии и вектора ускорения ????⃗
????????
????
получим точку b. Истинную величину ускорения точки В мс, найдем по формуле [7, с. 47]
????
????
=
????
????
∙ ????
????
(21) где ????
????
- длина вектора, мм,
????
????
=79,6 мм. Подставив значения в формулу (21), получим
????
????
= 79,6
∙5,9=469,64 м/с
2
Ускорение точки D найдем по формуле [7, с. 47]

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
16
КП-02069964-15.03.05-67-22 С ????⃗
????
+ А ????⃗
????
+ А+ АО) Подставив значения в формулу (23), получим
????
????
= ????
????
????
= 0,12 ∙ 60,71 2
= 442,28 мс Величину нормального ускорения вектора ????⃗
????????
????
мм, найдем по формуле [7, с.
47]
????⃗
????????
????
= ????
????????
∙ ????
4 2
(24) Подставив значения в формулу (24), получим
????⃗
????????
????
= 0,5 ∙ 7,44 2
= 27,68 мм Ускорение ????⃗
????????
????
направлено параллельно звену
???????? к точке C, а ускорение
????⃗
????????
????
направлено перпендикулярно звену
???????? . Через полюс π проводим линию параллельную линии, по которой двигаются ползуны В и D. На пересечении этой линии и вектора ускорения ????⃗
????????
????
получим точку d. Истинную величину ускорения точки D, мс, найдем по формуле [7, с. 44]
????
????
=
????
????
∙ ????
????
(25) где ????
????
- длина вектора, мм,
????
????
=52 мм. Подставив значения в формулу (25), получим

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
17
КП-02069964-15.03.05-67-22
????
????
=52
∙5,9 = 306,8 м/с
2
Чтобы найти ускорения точек S
2
и S
4
, нужно отметить их на отрезках АВ и
CD на плане ускорений в соотношении
1 3
от точки Аи С, а истинную величину ускорений точек S
2
и S
4 найдем по формулам [7, с. 44]
????
????
2
=Ps
2
∙ ????
????
(26)
????
????
4
=Ps
4
∙ ????
????
(27) где Ps
2
длина вектора Ps
2
, мм, Ps
2
=67,31 мм,
Ps
4
– длина вектора Ps
4
, мм, Ps
4
=60,56 мм Подставив значения в формулы (26) и (27), получим
????
????
2
= 67,31 ∙ 5,9 = 397,129 мс,
????
????
4
= 60,56 ∙ 5,9 = 357,304 м/с
2
Ускорения ????
????????
????
и
????
????????
????
, мс, найдем по формулам [7, с. 44]
????
????????
????
=
????
????????
????
∙ ????
????
, (28)
????
????????
????
=
????
????????
????
∙ ????
????
(29) где ????
????????
????
длина вектора
????
????????
????
, мм,
????
????????
????
=72,28 мм,
????
????????
????
– длина вектора
????
????????
????
, мм, ????
????????
????
=60,52 мм Подставив значения в формулы (28) и (29), получим

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
18
КП-02069964-15.03.05-67-22
????
????????
????
=72,28
∙ 5,9 = 426,452 мс,
????
????????
????
=60,52
∙ 5,9 = 357,068 м/с
2
Угловые ускорения звеньев механизма найдем по формулам [7, с. 44]
????
2
=
????
????????
????
????
????????
(30) С) Подставив значения в формулы (30) и (31), получим
????
2
=
426,452 0,5
=852,9 с,
????
4
=
357,068 0,5
=714,14
с
−2
Полученные результаты занесем в таблицу 2. Таблица Ускорения точек и звеньев механизма
№ 1
????
????
, мс 442,28
????
????
, мс 469,64
????
????
, мс 442,28
????
????
, мс 306,8
????
????
2
, мс 397,129
????
????
4
, мс 357,304

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
19
КП-02069964-15.03.05-67-22 Продолжение таблицы 2 – Ускорения точек и звеньев механизма
№ 1
????
????????
????
, мс 27,68
????
????????
????
, мс 426,452
????
????????
????
, мс 27,68
????
????????
????
, мс 357,068
????
1
, с,
0
????
2
, с,
852,9
????
4
, с,
714,14
1.4 Структурная группа 5-4 Вычленяем из кинематической схемы механизма структурную группу, начиная с выходного звена, то есть структурную группу 5-4. Прикладываем все силы, действующие на эту структурную группу в соответствующие точки. Сила тяжести ????
4
и
????
5
Н, найдем по формулам [7, с. 70]
????
4
= ????
4
∙ g (32)
????
5
= ????
5
∙ g (33) где ????
4
- масса четвертого звена, кг,
????
4
=22 кг,
????
5
- масса пятого звена, кг,
????
5
=25 кг, g – ускорение свободного падениям с, g =9,8 м/
с
2
Подставив значение в формулы (32) и (33), получим
????
4
= 22∙9,8=215,6 H,

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
20
КП-02069964-15.03.05-67-22
????
5
=25·9,8= 245 H. Они направлены вертикально вниз и приложены к точкам S. Силу инерции найдем по формулам [7, сии) Подставив значения в формулы (34) и (35), получим и 22 ∙ 357,068 = 7855,5 ????, и 25 ∙ 306,8 = 7670 Они направлены в сторону противоположную ускорениями Момент инерции им, определим по формуле [7, си) где ????
????
4
- момент инерции четвертого звена кг ∙ мкг м
2
Подставив значения в формулу (36), получим им Направлен в сторону противоположную Силу полезного сопротивления Р
пс
, Н, найдем по формуле

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
21
КП-02069964-15.03.05-67-22
Р
пс
=
????
????????????
∙
????∙????
2 4
(37) где ????
????????????
– максимально давление в цилиндре, МПа,
????
????????????
= 0,9 МПа
???? – диаметр цилиндрам м. Подставив значение в формулу (37), получим
Р
пс
=
0,9 ∙ 10 6
∙
3,14∙0,22 2
4
= 34194,6 Н
Также прикладываем силы реакций, заменяющие действие отброшенных звеньев, ????
????
направленная перпендикулярно кулисе, по которой перемещается ползун 5 и реакция со стороны отброшенного звена 1, ????
4
, которая раскладывается на две составляющие ????
4
????
и Составим уравнение моментов относительно точки А для сил действующих на звено 4:
∑ ????
????
= 0,
(38)
−????
ин4
∙ ℎ
1
+ ????
4
∙ ℎ
2
− ????
????
4
∙ ???????????? + ????
????4
=0
(39) Определим
????
????
4
=
−????
????н4
∙ℎ
1
+????
4
∙ℎ
2
+????
????4
????????????
(40)
где ℎ
1
- длина первого плеча, мм,
ℎ
1
= 140,8 мм,
ℎ
2
- длина второго плеча, мм,
ℎ
2
=34,64 мм. Подставив значения в формулу (40), получим

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
22
КП-02069964-15.03.05-67-22
????
????
4
=
−7855,5 ∙ 140,8 + 215,6 ∙ 34,64 + 357,07 0,5
= −2196457,9 H Знак минус указывает, что сила ????
????
2
будет противоположной по направлению. Для нахождения неизвестных ????
4
????
и
????
????
составим векторное уравнение равновесия
????⃗⃗
4
????
+ ????⃗⃗
4
????
+ ????⃗
4
+ и+ ????⃗
5
+ и+ пс+ ????⃗⃗
????
= 0
(41) Поданному уравнению равновесия строим силовой многоугольник. Для этого выбираем масштабный коэффициент
????
????
=
????
????
4 10000
(42) Подставив значения в формулу (42), получим
????
????
=
2196457,9 10000
= 219,64
????
мм
Так как силы ????
5
,
????
4
,
Р
пс
,
Р
и4
,
Р
и5
малы, то мы ими пренебрегаем. Из построения найдем си Н, по формуле, с. 70] с с ????
????
(43) где с - длина силы с, мм, с мм Подставив значения в формулу (43) получим с 224,99 ∙ 10000 = 2249900 Н.

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
23
КП-02069964-15.03.05-67-22
????
4
????
= ????
????
4
????
∙ ????
????
(44) где - длина силы
????
4
????
, мм, ????
????
4
????
=48,71 мм Подставив значения в формулу (44) получим с 48,71 ∙ 10000 = 487100 Н.
1.5 Структурная группа 3-2 Вычленяем из кинематической схемы механизма структурную группу, начиная с выходного звена, то есть структурную группу 3-2. Прикладываем все силы, действующие на эту структурную группу в соответствующие точки. Сила тяжести ????
3
и
????
2
Н, найдем по формулам [7, с. 70]
????
3
= ????
3
∙ g (45)
????
2
= ????
2
∙ g (46) где ????
3
- масса третьего звена, кг,
????
3
=22 кг,
????
2
- масса второго звена, кг,
????
2
=44 кг Подставив значение в формулы (45) и (46), получим
????
3
= 22∙9,8=215,6 H,
????
2
= 44 ∙9,8= 431,2 H Они направлены вертикально вниз и приложены к точкам S. Силу инерции найдем по формулам [7, с. 70]

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
24
КП-02069964-15.03.05-67-22 и ????
2
∙ ????
????
2
(47) и ????
3
∙ ????
????
(48) Подставив значения в формулы (47) и (48), получим и 22 ∙ 397,129 = 8736,84 ????, и 44 ∙ 469,64 = 20664,16 Они направлены в сторону противоположную ускорениями Момент инерции им, определим по формуле [7, си) где ????
????
4
- момент инерции четвертого звена ???? ∙ мм. Подставив значения в формулу (49), получим им Направлен в сторону противоположную Также прикладываем силы реакций, заменяющие действие отброшенных звеньев ????
05
направленная перпендикулярно кулисе, по которой перемещается ползун 5 и реакция со стороны отброшенного звена 1 ????
14
, которая раскладывается на две составляющие ????
14
????
и Составим уравнение моментов относительно точки А для сил действующих на звено 4:

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
25
КП-02069964-15.03.05-67-22
∑ ????
????
= 0,
(50)
−????
ин2
∙ ℎ
1
− ????
2
∙ ℎ
2
+ ????
????
2
∙ ???????????? + ????
????2
=0
(51) Определим
????
????
2
=
????
????н2
∙ℎ
1
+????
2
∙ℎ
2
−????
????2
????????????
(52)
где ℎ
1
- длина первого плеча, мм,
ℎ
1
= 78,39 мм,
ℎ
2
- длина второго плеча, мм,
ℎ
2
=34,64 мм. Подставив значения в формулу (52), получим
????
????
2
=
8736,84 ∙ 78,39 + 215,6 ∙ 34,64 − 426,45 0,5
= 138384,564 H Для нахождения неизвестных ????
2
????
и
????
????
составим векторное уравнение равновесия
????⃗⃗
2
????
+ ????⃗⃗
2
????
+ ????⃗
2
+ и+ ????⃗
3
+ и+ пс+ ????⃗⃗
????
= 0
(53) Поданному уравнению равновесия строим силовой многоугольник. Для этого выбираем масштабный коэффициент [7, с. 70]
????
????
=
????
????
2 10000
(54) Подставив значения в формулу (54), получим

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
26
КП-02069964-15.03.05-67-22
????
????
=
138384,564 10000
= 138,38
????
мм
Так как силы ????
3
,
????
2
,
Р
пс
,
Р
и2
,
Р
и3
малы, то мы ими пренебрегаем. Из построения найдем си Н, по формуле [7, с. 70] с с ????
????
(55) где с - длина силы с, мм, с мм Подставив значения в формулу (55) получим с 141,74 ∙ 10000 = 1417400 Н.
????
2
????
= ????
????
2
????
∙ ????
????
(56) где - длина силы
????
2
????
, мм, ????
????
2
????
=30,66 мм Подставив значения в формулу (56) получим с 30,66 ∙ 10000 = 306600 Н.
1.6 Ведущее звено Вычленяем ведущее звено и прикладываем все силы действующие на него
????
2
⃗⃗⃗⃗⃗=−????
2
′
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
????
4
⃗⃗⃗⃗⃗=−????
4
′
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
27
КП-02069964-15.03.05-67-22 Также прикладываем уравновешивающую силу Рур к точке А перпендикулярно ОА и направленную походу Составим уравнения моментов относительно точки О для сил действующих на ведущее звено
∑ А ????
ур
∙ ????
ОА
+????
4
′
∙ ℎ
2
+????
2
′
∙ ℎ
1
= 0
(57) Отсюда находим ????
ур
, Н, по формуле
????
ур
=
−????
4
′
∙ℎ
2
−????
2
′
∙ℎ
1
????
ОА
(58) где ℎ
1
- длина первого плеча, мм,
ℎ
1
= мм,
ℎ
2
- длина второго плеча, мм,
ℎ
2
=30 мм. Подставив значения в формулу (58), получим
????
ур
=
−2249900∙30−1417400∙30 0,12
= - 9168250 H. Знак минус указывает, что сила ????
01
будет противоположной по направлению. Для нахождения ????
01
составим векторное уравнение равновесия
????
01
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗+ ????
2
′
⃗⃗⃗⃗⃗+????
4
′
⃗⃗⃗⃗⃗+ ????
ур
⃗⃗⃗⃗⃗⃗= 0,
(59) Поданному уравнению равновесия строим силовой многоугольник. Для этого выбираем масштабный коэффициент
????
????
=
????
????
2 100000
(60)

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
28
КП-02069964-15.03.05-67-22 Подставив значения в формулу (60), получим
????
????
=
9168250 100000
= 91,68
????
мм
Из построения найдем ????
01
, Н, по формуле [7, с. 70]
????
01
= ????
????
01
∙ ????
????
(61) где ????
????
01
- длина силы
????
01
, мм, ????
????
01
=96,12 мм Подставив значения в формулу (61) получим
????
01
= 96,12 ∙ 100000 = 9612000 Н.

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
29
КП-02069964-15.03.05-67-22
2 Проектирование кинематической схемы планетарного редуктора и построение картины эвольвентного зацепления Планетарным называют сложный зубчатый механизм, в котором геометрические оси некоторых зубчатых колес являются подвижными. Начальные условия для расчета и проектирования кинематической схемы планетарного редуктора представлены в таблице 3. Таблица Начальные условия Модуль зубчатых колес планетарного редуктора мм
3 Число зубьев колес привода масляного насоса
????
1
-
12
????
2
-
19 Модуль зубчатых колес ????
????
, ????
????
???? мм
4 Частота вращения электродвигателя
????
дв
об/мин 2940 Частота вращения коленчатого вала
????
1
об/мин
580 Передаточное отношение планетарного механизма определяется по формуле [7, с. 98] Н дв n
1
,
(62) где n дв
– частота вращения электродвигателя n
1
– частота вращения коленчатого вала. Определяем число зубьев го колеса по формуле [7, с. 105]
Z
3
= Z
1
+ 2Z
2
,
(63)

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
30
КП-02069964-15.03.05-67-22 где Z
1
– число зубьев го зубчатого колеса
Z
2
– число зубьев го зубчатого колеса. Н 1 +
????
1
+ 2????
2
????
1
(64)
1,5=
Z
2
Z
1
(65) Произвольно задаем значение наименьшего зубчатого колеса, выполняя условие что минимальное число зубьев Z
min
=30. Из соотношения z
2
z
1
наименьшим колесом оказалось z
1
, следовательно для него мы подберем произвольную величину.
Z
1
=30,
Z
2
=30×1,5=45,
Z
3
=30+2×45=120. По условию сборки определим ряд возможных значений сателлитов, k [7, с.
111] k = z
1
+z
3
q
,
(66) где q – любое целое число. Подставив значения в формулу (66), получим

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
31
КП-02069964-15.03.05-67-22 k =
30+120
q
=
150
q при q=150 k=1 при q=75 k=2 при q=50 k=3 при q=37,5 k=4 при q=30 k=5 По условию соседства определяем предельное значение числа сателлитов по формуле [7, с. 111] k ≤
180°
arcsin (
z
2
+2
z
1
+z
2
)
(67) Подставив значения в формулу (67), получим k ≤
180°
arcsin (
45+2 30+45
)
= 4,17 Самым оптимальным вариантом является при q=50, то есть число сателлитов 3. Рассчитаем радиусы колес по формуле r = m
1
×Z
i
2
,
(68) где m
1
– модуль зубчатых колес планетарного редуктора
Z
i
– число зубьев го зубчатого колеса.

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
32
КП-02069964-15.03.05-67-22 Подставив значения в формулу (68), получим r
1
=
3×30 2
=45 мм, r
2
=
3×45 2
=67,5 мм, r
3
=
3×120 2
=180 мм.

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
33
КП-02069964-15.03.05-67-22 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данном курсовом проекте мы рассмотрели две основные задачи курса теории механизмов и машин – это задачи анализа и синтеза механизмов. В первом листе - кинематический анализ механизма – при заданной схеме механизма мы строили планы скоростей и ускорений точек и звеньев механизма. То есть научились по заданным геометрическим параметрам механизма и заданному движению ведущего звена графически находить скорости и ускорения всех точек и звеньев механизма. Основной задачей было изучение движения звеньев механизма с геометрической точки зрения независимо от сил действующих на эти звенья. Также на первом листе был проведен силовой анализ механизма – при заданной схеме механизма и заданных силах действующих на звенья механизма мы графически находим силы реакций между звеньями механизма, атак же реакции опор. На втором листе – синтез планетарного механизма – задача синтеза является обратной по отношению к задаче анализа. Однако, не всегда существуют методы прямого решения задачи синтеза, поэтому при проектировании приходится прибегать к многократному повторению задачи синтеза, стем чтобы выбрать из рассматриваемых вариантов наилучший.

Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
34
КП-02069964-15.03.05-67-22 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1
Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин Учеб. для втузов.
— е изд, перераб. и доп. -М Наука. Гл. ред. физмат. лит, 1988. -640 с. ISBN
5-02-013810-X. – Текст непосредственный.
2 Баранов, Г. Г. Курс теории механизмов и машин. – М Мир, 1988. –
524 сил Текст непосредственный.
3
Колчин, НИ. Механика машин Т - Л Машиностроение. Ленинградское отделение, 1971. – 560 сил Текст непосредственный.
4 Левитская, ОН. Курс теории механизмов и машин / ОН. Левитская, НИ. Левитский. – М. : Высшая школа, 1985. – 279 с. – Текст непосредственный.
5 Левитский НИ. Теория механизмов и машин. – М, Наука, 1990. – 592 с. ISBN: 5-02-014188-7. – Текст непосредственный.
6 Попов, С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин
/ С.А. Попов. – Минск : Высшая школа, 2004. – 357 с. ISBN 5-06-003119-5. – Текст непосредственный.
7
Родиошкина ЮГ. ТММ: Учебное пособие ЮГ. Родиошкина, С.А.
Ефанов, СИ. Борискин, Л.Н. Бакаева; Мордов. гос. унт. – Саранск, 2015. – 28,1
Мб. – Текст непосредственный.
8 Теория механизмов и машин и механика машин Под ред.
К.В.Фролова. – М .: Высш.шк.,1998. – 495 с. ISBN 5-06-003118-7. – Текст непосредственный.
9
Фролов С.Н., Ефанова О.Е. Методические указания к курсовому проектированию по ТММ для студентов специальностей 1201,1202. Синтез кулачковых механизмов. – Саранск Рузаевский печатник, 2000. – 59 с. ISBN
978-5-7103-1876-8. – Текст непосредственный.