Файл: Зубодолбежный станок.docx

С АНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО
ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ, МАТЕРИАЛОВ И ТРАНСПОРТА
КАФЕДРА ТЕОРИИ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ

«К ЗАЩИТЕ»
________________________
(подпись преподавателя)

«___»__________2021 г.
ЗУБОДОЛБЕЖНЫЙ СТАНОК

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
Разработал:
ст. гр. 3331506/90001 ………………………… Богданова О.А.

Проверил:
преподаватель ………………………… Козликин Д. П.

Оценка: ……………………

Комиссия: ……………………

……………………

Санкт-Петербург

2021 год

Оглавление

---

1. 
   Синтез механизмов. Структурный, геометрический,
   кинематический анализ механизмов
   
   1. 
      Постановка задачи
      

1) Разработать два прототипа зубодолбежного станка, удовлетворяющего заданным требованиям (см. далее);  

2) Выполнить структурный, кинематический и геометрический анализ для каждого прототипа;  

3) По результатам расчётов сравнить полученные прототипы, выбрать наиболее подходящий;

4) Произвести силовой расчёт;

5) Выбрать подходящий двигатель;

6) Рассчитать внешнюю виброактивность механизма. Установить, необходима ли установка противовесов;

7) Произвести динамический расчёт машины.

2. 
   Исходные данные
   

3. 
   Описание работы механизма
   

Тип двигателя: электрический постоянного тока независимого возбуждения. Зубодолбежный станок состоит из двигателя, редуктора, рычажного механизма. Станок представляет собой механизм с поступательным перемещением рабочего органа.

4. 
   Выбор критериев синтеза исполнительного механизма
   

Для того чтобы спроектировать механизм, необходимо сначала выбрать прототипы будущего зубодолбежного станка, а затем провести их синтез по выбранным критериям с целью получения механизмов, соответствующих техническому заданию. В качестве критериев синтеза выберем следующие: 

- Ход рабочего звена H; 

- Угол давления, характеризуемый коэффициентом К2; 

- Коэффициент изменения средней скорости Kv; 

- Коэффициент соотношения между силами на входе и на выходе,
по-другому характеризует внешние условия передачи сил, К1; 

5. 
   Первая структурная схема исполнительного механизма
   
   1. 
      Выбор первой структурной схемы исполнительного механизма
      

---

Схема механизма изображена на рисунке 1.5.1.


Рисунок 1.5.1 – Схема прототипа 1

Длина звеньев для первого прототипа:

OA = 0.039 м
AB = 0.12 м
CB = 0.179 м
BD = 0.115 м
DE = 0.107 м

Ye = 0.03 м
Yc = 0.179 м
Xc = 0.12 м

2. 
   Структурный анализ механизма для первого прототипа
   

Структурные графы механизма представлены на рисунках 1.5.2.1 и 1.5.2.2.



Рисунок 1.5.2.1 – Граф механизма

Число подвижных звеньев механизма N=5.

Число низших кинематических пар p_н = 7;

Число высших кинематических пар p_в = 0;

Степень подвижности механизма:



Механизм нормальный, т.к. q = Wn.



Рисунок 1.5.2.2 – Структурный план механизма

Механизм образован следующим образом: к входному кривошипу и к стойке присоединяется группа Ассура ВВВ, к этой группе и к стойке присоединяется группа Ассура ВВП.

3. 
   Геометрический анализ механизма (первый прототип)
   

Первая система:


Возведем в квадрат, сложим и сделаем замену: :


Подставим f3(q) в систему, найдем cosf2(q), sinf2(q) :



Вторая система:

4. 
   Исследование функции положения прототипа 1.
   

---

По графику изменения координаты выходного звена найдём крайнее положение при помощи встроенных функций MathCAD (нижний правый график на рисунке 1.5.3.1).



Рис.1.5.5.1. График изменения координаты точки D.



Значение Kv по заданию 1.6, H по заданию 0,08, следовательно, удалось добиться желаемого результата.

5. 
   Расчёт критериев синтеза
   
   1. 
      K1
      

Найдём максимальное по модулю значение скорости выходного звена и рассчитаем критерий K1.

2. 
   K2
   

Найдём максимальное по модулю значение косинуса угла 4-ого звена и рассчитаем критерий K2.

6. 
   Крайние положение прототипа 1
   

Крайние положения механизма изображены на рисунке 1.5.6.1.


Рисунок 1.5.6.1 – Крайние положение прототипа 1

6. 
   Вторая структурная схема исполнительного механизма
   
   1. 
      Выбор второй структурной схемы исполнительного механизма
      

Схема механизма изображена на рисунке 1.6.1.1.


Рисунок 1.6.1.1 – Схема прототипа 2

Длины звеньев для второго прототипа:

O1A=0.2

AB=0.5

BD=1

O1O2=0.1

2. 
   Структурный анализ механизма для первого прототипа
   

Структурные графы механизма представлены на рисунках 1.6.2.1 и 1.6.2.2.



Рисунок 1.6.2.1 – Граф механизма

Число подвижных звеньев механизма N=5.

Число низших кинематических пар p_н = 7;

Число высших кинематических пар p_в = 0;

Степень подвижности механизма:

---

Механизм нормальный, т.к. q = Wn.



Рисунок 1.6.2.2 – Структурный план механизма

Механизм образован следующим образом: к входному кривошипу и к стойке присоединяется группа Ассура ВВВ, к этой группе и к стойке присоединяется группа Ассура ВВП.

3. 
   Геометрический анализ механизма (второй прототип)
   

Система уравнений №1


Система уравнений №2

1.6.3. Решение уравнений геометрического анализа второго прототипа

Первая система для решения:



Возведем в квадрат, сложим и сделаем замену

:

---