Методические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения






Скачать 258.58 Kb.
НазваниеМетодические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения
страница1/2
Дата публикации05.11.2013
Размер258.58 Kb.
ТипМетодические указания
top-bal.ru > Химия > Методические указания
  1   2

Министерство образования Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет



ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ

И МАШИН ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Методические указания и задания

к курсовому проекту

по курсу «Теория механизмов и машин»

для студентов специальности

260601 «Машины и аппараты пищевых производств»

заочной формы обучения

Саратов 2011



Содержание


  1. Введение.

  2. Проектирование мальтийского механизма

2.1. Расчет параметров мальтийского механизма

2.2. Построение планов скоростей для двенадцати положений механизма

2.3. Построение плана ускорений

3. Расчет параметров зубчатых колес и построение

внешнего эвольвентного зацепления

4. Синтез кулачкового механизма

4.1. Построение диаграммы скорости толкателя

4.2. Построение диаграммы угла поворота толкателя методом графического интегрирования

4.3. Построение диаграммы углового ускорения толкателя методом графического дифференцирования

4.4. Расчет геометрических параметров кулачка и построение профиля кулачка

4.5. Построение графика изменения угла давления

5. Заключение.

6. Список рекомендуемой литературы.

Приложения.


4

5

6

6
9
10

13

13
14
15
16

16

19

20

21

1. Введение
В процессе проектирования новой машины инженеру приходится решать целый комплекс задач, сущность которых состоит в выполнении механического анализа, синтеза проектируемой машины, в разработке ее кинематической схемы, обеспечивающей с достаточным приближением воспроизведение требуемого закона движения.

Для решения этих задач студент, будущий инженер, должен изучить основные положения теории машин, общие методы кинематического и динамического анализа и синтеза механизмов и приобрести навыки применения этих методов к исследованию и проектированию кинематических схем различных видов механизмов и машин. Поэтому в курсе изучения «Теории механизмов и машин» предусматривается обязательное выполнение студентами курсового проекта или курсовой работы.

Данное методическое указание содержит задания на курсовое проектирование, рекомендации методического характера, список рекомендуемой литературы и знакомит студентов с требованиями, предъявляемыми к расчетно-пояснительной записке, графической части и защите курсового проекта.

Учебная работа студента по изучению курса «Теории механизмов и машин» включает изучение теоретического материала по конспектам и учебным пособиям, выполнение лабораторных работ, курсового проекта, сдачу экзамена. К экзамену допускаются студенты, имеющие отчеты по лабораторным работам и защитившие курсовой проект.

В виду того, что студент, приступающий к проекту, не приобрел еще систематических специальных знаний и опыта, и поэтому не может еще учесть влияния различных факторов на общую схему проектирования и найти оптимальное решение поставленной перед ним задачи, авторы считают целесообразным в качестве проектного задания выдавать студенту задание в виде синтеза различных механизмов, которые часто встречаются в машинах пищевых производств, таких как мальтийского, зубчатого, кулачкового механизмов.

Курсовой проект включает пояснительную записку и графическую часть. Пояснительная записка выполняется на листах формата А4, в рукописном или печатном вариантах, на одной стороне листа и содержит расчеты и пояснения по отдельным разделам проекта. Пример оформления титульного листа приведен в приложении 1 настоящего пособия.

Графическая часть состоит из двух листов формата А1 (549841 мм) ватмана или миллиметровки с соблюдением требований ЕСКД и ГОСТов. При этом необходимо сохранять все построения, каждый график (рисунок) должен иметь наименование, должны быть обозначены оси координат, указаны масштаб или масштабные коэффициенты.

В первой части курсового проекта - введении - необходимо сформулировать цели и задачи курсового проектирования, дать краткое описание принципов работы таких механизмов как зубчатые, кулачковые, мальтийские механизмы.

Объем первой части проекта 5-7 страниц рукописного текста с вложенной ксерокопией схемы проектируемого аппарата.

В рамках выполнения курсового проекта студент проводит синтез мальтийского механизма, проектирование эвольвентного зубчатого зацепления, синтез кулачкового механизма с цилиндрическим кулачком и качающимся толкателем.


  1. ^ Проектирование мальтийского механизма

(Лист 1)
Одна из задач проектирования механизмов состоит в таком подборе размеров звеньев, расстояний между осями шарниров, при котором за все время работы механизма удовлетворялись бы некоторые наперед поставленные требования, а именно, чтобы определенные точки звеньев перемещались по заданным траекториям или по определенному закону.

Часто в машинах пищевых производств необходимо осуществление вращательного движения того или иного звена с периодическими остановками, которое обеспечивается приводом от мальтийского механизма.



Рис.1
Мальтийский механизм - это механизм, предназначенный для преобразования непрерывного движения звена 1 (кривошип) во вращательное движение звена 2 (мальтийский крест) с периодическими остановками (рис.1). Обычно мальтийский крест имеет от 4 до 20 пазов, а также один или два кривошипа. Конструктивно звено 1 состоит из двух деталей: кривошипа с роликом и запорной шайбы. Звено 1 совершает непрерывное вращательное движение, при этом один оборот звена имеет две фазы движения: рабочий ход и холостой ход. Во время рабочего хода кривошип звена 1 поворачивает на определенный угол мальтийский крест, а во время холостого хода мальтийский крест должен быть неподвижен, что обеспечивается запорной шайбой.
^ 2.1. Расчет параметров мальтийского механизма
В данной части проекта рассчитывают геометрические параметры звеньев мальтийского механизма: кривошипа, запорной шайбы, ролика и мальтийского креста.

Если z - число лучей мальтийского креста, то угол поворота креста в градусах за один поворот кривошипа (угол между пазами креста):

.

После определения угла , из треугольника О1О2К (рис.1) по заданному межосевому расстоянию ^ А можно определить радиус кривошипа R и длину луча мальтийского креста S. Кроме того, определяют:

- радиус ролика , мм;

- длину паза мальтийского креста , мм;

- ширину торца паза , мм.

После расчета всех параметров мальтийского механизма на первом листе графической части курсового проекта вычерчивают его, проводят кинематический анализ движения звеньев механизма.
^ 2.2. Построение планов скоростей

для двенадцати положений механизма
При замене высшей кинематической пары р4 в зацеплении ролика кривошипа с мальтийским крестом на звено и две пары р5, получают заменяющий кривошипно-кулисный механизм. Далее проводят кинематический анализ именно этого механизма.

По заданному межосевому расстоянию ^ А и рассчитанному радиусу кривошипа R в масштабе строят план положений кривошипно-кулисного механизма через каждые 30о поворота кривошипа 1 (рис.2).



Рис.2
План скоростей – это векторное изображение скоростей звеньев для заданного положения механизма. Построение плана скоростей для двенадцати положений кривошипа производят следующим образом.

Формула строения механизма: I(1)II(2-3).

Точка В принадлежит кривошипу, точка С - кулисе 3 (рис.2). Векторное уравнение для построения плана скоростей:

,

причем, АB, СD- относительная скорость кулисы относительно ползуна, СD.

Скорость точки B кривошипа: ,,

где – угловая скорость кривошипа;

– частота вращения кривошипа, об/мин;

– длина кривошипа, м.



^ Рис.3
Построение. Проводят окружность с центром в произвольно выбранном полюсе Р и радиусом 100мм (на рис.3а показан пример построения плана скоростей для шестого положения механизма). Обозначают вектора скорости вращения кривошипа для тринадцати положений соответственно ().

Рассчитывают масштабный коэффициент скорости – отношение численного значения физической величины, в свойственных единицах, к длине отрезка в миллиметрах, изображающего эту величину:

[]

Из произвольно выбранного полюса Р проводят вектор скорости . Через его конец проводят направление вектора СD. Через полюс Р проводят направление вектора ^ CD до пересечения этих двух направлений. Рассчитывают скорости точки C кулисы для тринадцати положений, результаты расчетов заносят в таблицу 1.

Таблица 1





1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

, град

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360




















































































^ 2.3. Построение плана ускорений
План ускорений строят только для одного из тринадцати (заданного в варианте) положения механизма.

Векторное уравнения для определения ускорения точки С кулисы имеет вид:

Ускорение точки В кривошипа ,

так как , то и направлено параллельно АВ от В к центру вращения А;

- нормальное ускорение кулисы 3 (рис.2), направлено вдоль кулисы от точки С к центру вращения D ();

- тангенциальное ускорение кулисы 3;

- релятивное ускорение, направленное вдоль кулисы;

- ускорение Кориолиса.

Направление вектора Кориолиса можно определить, повернув вектор линейной скорости на 90° в сторону вращения кулисы в данном положении механизма, так как , то .

Построение. Из произвольно выбранного полюса Q откладывают произвольной длины вектор //АВ от В к А, отмечают точку b (на рис.3б показан пример построения плана ускорений для шестого положения).

Вводят масштабный коэффициент ускорения[]. Рассчитывают длины векторов [мм] , [мм]. Откладывают ускорение , через его конец проводят направление ускорения . Из полюса откладывают ускорение , через его конец проводят направление вектора . Находят точку его пересечения с проведенным направлением , соединяя полученную точку с полюсом, получают вектор ускорения . Рассчитывают величину ускорения кулисы для заданного положения.


  1. ^ Расчет параметров зубчатых колес и построение

внешнего эвольвентного зацепления
Зубчатые механизмы широко применяются в машинах пищевых производств. Зубчатые механизмы могут быть представлены в виде планетарных и дифференциальных механизмов, механизмов с винтовыми зубьями (червячные передачи), а также многозвенных механизмов с неподвижными осями. В курсовом проекте необходимо рассчитать параметры и построить внешнее эвольвентное зацепление.

По заданному передаточному отношению и задавшись числом зубьев ведущей шестерни, определяют число зубьев ведомого колеса. Рекомендуется принимать число зубьев ведущей шестерни не менее 17, так как при меньшем числе зубьев и нарезании нулевых колес возникает эффект подрезания ножки зуба. Рассчитанное число зубьев ведомой шестерни необходимо округлить до ближайшего целого значения.

Рассчитывают следующие параметры зубчатых колес:

- высота головки зуба ;

- высота ножки зуба ;



Рис.4
- диаметры начальных окружностей:

;

;

- диаметры выступов зубьев:

;

;

- диаметры впадин зубьев:

;

.

Межцентровое расстояние:



Шаг зубчатого зацепления по начальной окружности:

.

Подсчитав все размеры элементов зацепления и приняв угол зацепления , вычерчивают внешнее зубчатое зацепление. При вычерчивании элементов зубчатого зацепления масштаб построения выбирают таким образом, чтобы высота зубьев на чертеже была 4050 мм, учитывая, что высота зуба (рис.5).

Методика построения внешнего эвольвентного зацепления описана в рекомендуемой литературе. ^ В пояснительной записке к курсовому проекту необходимо дать краткое описание методики построения внешнего эвольвентного зацепления.

На зубьях непосредственно находящихся в зацеплении отмечают рабочие участки зубьев, а также строят диаграмму работы зубьев. Для этого к практической линии зацепления восстанавливают перпендикуляры, строят прямоугольник произвольной ширины и от каждой стороны откладывают отрезки равные шагу по основной окружности: . Заштриховывают зоны работы зубьев.

Рассчитывают коэффициент перекрытия (зацепления):

.

Анализ значения коэффициента перекрытия (демонстрируется на примере):



- таким образом, 40% времени в зацеплении находится одна пара зубьев;

- таким образом, 60% времени в зацеплении находятся две пары зубьев.



Рис.5


Рис.6
На рис. 6 приведена примерная схема расположения схем и диаграмм на первом листе графической части курсового проекта. Необходимо оставлять все линии построений, указывать масштабы и масштабные коэффициенты и дать названия графикам. Рекомендуются название первого листа проекта: «Проектирование мальтийского механизма и эвольвентного зацепления» и следующие названия диаграмм и графиков: «План положений мальтийского механизма», «План положений заменяющего механизма» с указанием масштаба, «План скоростей», «План ускорений» с указанием значений масштабного коэффициента, «Эвольвентное зацепление» с указанием масштаба построения.
^ 4. Синтез кулачкового механизма

(Лист 2)
4.1. Построение диаграммы скорости толкателя
Задачей кинематического исследования кулачкового механизма является определение параметров движения толкателя данного механизма, который зависит от профиля кулачка, формы толкателя, размеров звеньев и относительного расположения звеньев. Кулачковые механизмы различают плоские и пространственные (цилиндрические, конические), с поступательно движущимся или качающимся толкателем, который в сою очередь может быть смещенным или центральным.

В данном курсовом проекте необходимо построить профиль цилиндрического кулачка с качающимся толкателем с роликом.

Заданы фазовые углы кулачка: , график изменения угловой скорости толкателя задан в виде синусоиды (рис.7). Методика построения синусоиды в данном методическом указании не приводится, так как изложена в школьном курсе математики, однако надо учесть следующее:

- по оси х откладывают заданные фазовые углы поворота кулачка: уд - угол удаления, пр - угол приближения (рекомендуется использовать масштабный коэффициент угла поворота кулачка равный );

- на углах удаления и приближения строят соответственно положительную и отрицательную полуволны синусоиды (рис.7).
^ 4.2. Построение диаграммы угла поворота толкателя

методом графического интегрирования
Построение диаграммы угла поворота толкателя осуществляют методом графического интегрирования (рис.7), изложенным в методической литературе по ТММ. По заданному максимальному углу качания толкателя (коромысла) рассчитывают масштабный коэффициент угла поворота коромысла:



где - заданный максимальный угол качания коромысла, рад.;

- максимальная амплитуда построенного графика угла поворота коромысла, мм;

Рассчитывают масштабный коэффициенты времени-

,

где - частота вращения кулачка [об/мин];

Масштабный коэффициент угловой скорости толкателя

где ОР1- полюсное расстояние (выбирают произвольно в пределах 30-60 мм).



Рис.7
^ 4.3. Построение диаграммы углового ускорения толкателя

методом графического дифференцирования
Построение диаграммы углового ускорения толкателя осуществляют методом графического дифференцирования, изложенным к методической литературе по ТММ.

Масштабный коэффициент углового ускорения коромысла ,

где ОР2- полюсное расстояние, мм.

Угловая скорость кулачка:
^ 4.4. Расчет геометрических параметров кулачка и построение

профиля кулачка
Радиус кулачка:

,

где - максимальный угол давления в кулачковом механизме, град.;

- максимальная линейная скорость коромысла, мм/с;

- длина коромысла, принимают равной межосевому расстоянию мальтийского механизма А, мм.

Задачу проектирования профиля кулачка решают по его развертке. Длина развертки кулачка , мм.

Радиус ролика , мм.

По рассчитанным и заданным параметрам и используя известную методику строят развертку кулачка, его виды (рис.8). В пояснительной записке необходимо привести методику построения развертки кулачка.
^ 4.5. Построение графика изменения угла давления
Угол давления кулачкового механизма – это угол между нормалью восстановленной к профилю кулачка и линейной скоростью толкателя (перпендикуляр к коромыслу) (рис.8). Значения измеренных транспортиром углов давления заносят в таблицу 2.

Таблица 2



0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12



0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360







































0


В системе координат (–φ) по оси ординат откладывают углы давления в градусах, а по оси абсцисс - углы поворота кулачка.

Масштабный коэффициент угла давления:

.

На рис.9 приведена примерная схема расположения схем и диаграмм на втором листе графической части проекта. Необходимо оставлять все линии построений, указывать масштабы и масштабные коэффициенты и дать названия графикам. Рекомендуются название второго листа проекта: «Синтез кулачкового механизма» и следующие названия диаграмм и графиков: «Кинематическая диаграмма угла поворота толкателя», «Кинематическая диаграмма угловой скорости толкателя», «Кинематическая диаграмма углового ускорения толкателя», «График изменения угла давления» с указанием значений масштабных коэффициентов, «Развертка профиля кулачка» с указанием масштаба построения.





Рис.8


Рис.9
5. Заключение.
В заключительной части курсового проекта кратко описывают основные этапы проектирования, приводят и анализируют полученные результаты.

Общее руководство и контроль за ходом выполнения курсового проекта осуществляется преподавателем дисциплины. По ходу выполнения курсового проекта руководитель просматривает каждую часть пояснительной записки и подписывает каждый лист графической части. Готовый курсовой проект, оформленный соответствующим образом, передается руководителю на окончательную проверку. Проверенный проект с замечаниями руководителя возвращается студенту для доработки.

Защита курсового проекта является обязательной и проводится за счет времени, отведенного на изучение дисциплины. Защита производится только при наличии разрешающих надписей на чертежах и пояснительной записке. Проект защищается студентом перед комиссией в составе не менее двух преподавателей.

Студент должен уметь кратко за 1-2 минуты доложить основные положения проекта, после чего ответить по существу на вопросы членов комиссии.

Курсовой проект оценивается по пятибалльной системе. Студентам, получившим неудовлетворительную оценку по курсовому проекту определяется новый срок для ее выполнения. После защиты все материалы курсового проекта сдаются в архив кафедры.
^ 6. Список рекомендуемой литературы


  1. Артоболевский Н.Н. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов. - изд. 5-е, перераб. и доп. - М.: Наука, 2000. - 640 с.

  2. Коловский М.З. и др. Теория механизмов и машин. М.: Академия, 2006.- 324 с.

  3. Коловский М.З., Евграфов А.Н. Теория механизмов и машин: Учебное пособие для вузов. М.: Академия, 2006.- 523 с.

  4. Махова Н.С. и др. Основы теории механизмов и машин. М.: Владос, 2007.- 154 с.

  5. Попов С.А., Тимофеев Г.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. М.: Высшая школа, 2004.- 354 с.

  6. Смелягин А.И. Теория механизмов и машин. Новосибирск: Инфра-М, 2007.- 256 с.

  7. Смелягин А.И. Теория механизмов и машин: Курсовое проектирование: Учеб. пособие для вузов, М.: Высш. шк., 2003.-263с.

  8. Теория механизмов и механика машин: Учеб. для вузов/ Под ред. К.В.Фролова. - М.: Высшая школа, 2003. - 496 с.

  9. Фролов К. В. Теория механизмов и механика машин. М.: Высшая школа, 2005.- 254 с.

  10. Юдин В.А., Барсов Г.А.. Сборник задач по теории механизмов и машин: Учеб. пособие. - изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2001. - 315 с.



Приложение 1

Министерство образования Российской Федерации

ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

Энгельсский технологический институт (филиал)

Кафедра «Материаловедение»


  1   2

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Методические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения iconМетодические указания и задания к курсовому проекту и курсовой работе...
Поэтому в курсе изучения «Теории механизмов и машин» предусматривается обязательное выполнение студентами курсового проекта или курсовой...

Методические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения icon«Теория вероятностей» Методические указания и контрольные задания...
Теория вероятностей: Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения / Авт сост

Методические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения iconМетодические указания и контрольные задания по дисциплине Линейная...
Бикбулатова Г. С. Линейная алгебра. Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения. Уфа: уи ргтэу,...

Методические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения iconМетодические указания для студентов очно-заочной формы обучения по...
...

Методические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения iconМетодические указания и задания к контрольным работам составлены...
Тематика контрольных работ и методические указания по их выполнению для студентов заочной формы обучения по специальности

Методические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения iconПодъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование...
Теория механизмов и машин [Текст]: задания и метод ука-зания к выполнению курсового проекта для студ., обучающихся по специальности...

Методические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения iconМетодические указания и контрольные задания для студентов заочной...
Данная методическая разработка составлена для студентов специальности 080110 «Экономика и бухучет (по отраслям)» заочного и очного...

Методические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения iconМетодические указания к изучению дисциплины для студентов заочной...
Теоретические основы электротехники: методические указания к изучению дисциплины для студентов заочной формы обучения специальности...

Методические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения iconМетодические указания по курсовому проектированию по дисциплине Нальчик
Методические указания предназначены для студентов специальности 080801. 65 «Прикладная информатика в менеджменте», и направления...

Методические указания и задания к курсовому проекту по курсу «Теория механизмов и машин» для студентов специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» заочной формы обучения iconМетодические указания и контрольные задания по английскому языку...
Методические указания и контрольные задания по английскому языку для студентов заочной формы обучения всех специальностей /Сост....



Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
top-bal.ru

Поиск