Проектирование и исследование механизмов кузнечно-прессового манипулятора - Курсовая работа

1.1a) выполняет следующие операции: захват заготовки, перемещение заготовки в вертикальной и горизонтальной плоскости, вращение заготовки вокруг ее оси. Манипулятор состоит из подвижного основания 6, хобота 5, схвата 5 и механизмов подъема хобота, его выравнивания (изображен штриховой линией), вращения охвата, а также гидравлических и электрических приводов. Механизм подъема состоит из гидроцилиндра 3 со штоком 2, коромысла 1, шатуна 4 и коромысла (хобота) 5.2 Угол поворота звена 1 ? град 90 6 Угловые координаты звена 5 в верхнем положении g5" град 189 в горизонтальном положении g5"" град 196 в нижнем положении g5""" град 203 7 Углы поворота звена 1 при перемещении хобота из верхнего положения в горизонтальное положение (j1""-j1") град 45 из верхнего в нижнее положение (j1"""-j1") град 90 8 Относительные размеры звеньев и координат центров масс S4, S5, Sг звеньев 4, 5 и груза LEF/LFK - 0.2 LKSГ/LFK - 2 9 Угловые размеры угол BCD град 90 угол EFK град 90Ход поршня в ГИДРОЦИЛИНДРЕHL = 0.6 МУГОЛ поворота звена 1? = 90°Относительные длины звеньев механизма1.1б) производят по допустимому углу давления [?] = ? / 2, ходу поршня HL и отношению (LAB)min/HL. Учитывают равенство углов давления в начале и конце ход поршня в цилиндре.Длина стойки LCK = 3 м Длина коромысла LEK = 2.35 м Угловые координаты звена 5в верхнем положении?5" = 189°в горизонтальном положении?5"" = 196°в нижнем положении?5""" = 203°Углы поворота звена 1 при перемещении хобота из верхнего в горизонтальное положение(?1""-?1") = 45°из верхнего в нижнее положение(?1"""-?1") = 90°Относительные размеры звеньев ИLEF/LFK = 0.2координат центров масс S4, S5, SГLKSГ/LFK = 2звеньев 4, 5 и груза LDE/LDS4 = 2LKSГ/LKS5 = 2Угловые размеры угол BCD = 90°угол EFK = 90°Синтез 4-ехшарнирного механизма 1-4-5-6 проводят по трем положениям звена 5 и соответствующим углам поворота коромысла 4 (рис.Задачу о движении многозвенного механизма машины можно свести к рассмотрению динамической модели машины-условного звена, координата которого совпадает с обобщенной координатой механизма, угловая скорость совпадает с угловой скоростью звена приведения, к которому приложен силовой фактор, эквивалентный системе всех сил, действующих на механизм, и которое обладает инерционностью, эквивалентной инерционности всех звеньев механизма. Для определения МПР? и J ПР? необходимо сначала определить кинематические передаточные функции.Суммарный приведенный момент инерции складывается из момента инерции 1-ой группы звеньев и момента инерции 2-ой группы звеньев.Рассчитывают суммарный приведенный момент всех сил следующим образом: , где Данные соотношения получают из условия равенства элементарных работ у модели и у механизма.Работу вычисляют следующим образом:

Затем строят ее график.Угловую скорость звена приведения в функции обобщенной координаты получают из интегральной формы уравнения движения:

Строят график.Для вычисления угловогоускорения звена приведения пользуются соотношением, полученным из дифференциальной формы уравнения движения:

Далее строят график.Время определяют из соотношения: Строят график зависимости ? = ?(t), откладывая значения ? вдоль оси ординат, а значения твдоль оси абсцисс.На этапе силового расчета определяют реакции в кинематических парах и уравновешивающий силовой фактор.Силовой расчет проводят для угла поворота 1-го звена ?1 = 20°.Сначала определяют ускорения центров масс звеньев 4, 5 и груза и угловые ускорения звеньев 4 и 5 (на примере звена 4):

Далее определяют главные векторы и главные моменты сил инерции (на примере звена 4):

Затем вычисляют значения главных векторов и главных моментов сил инерции для угла ?1.Реакции в кинематических парах определяют в среде Mathcadматричным методом.Число зубьев шестерниz1 = 13Число зубьев колесаz2 = 19Модуль колесм = 12 мм Также используют стандартные значения величин:h*a = 1-коэффициент высоты зуба;Коэффициент смещения колеса принимают x2 = 0.5. Для шестерни коэффициент смещения x1 выбирают после построенияграфиков качественных показателей. Угол зацепления рассчитывают, решая следующее уравнение: Далее определяют коэффициент воспринимаемого смещения: Коэффициент уравнительного смещения: Радиусы начальных окружностей шестерни и колеса: Межосевое расстояние: Радиусы окружностей вершин шестерни и колеса: Радиусы окружностей впадин шестерни и колеса: Радиусы делительных окружностей шестерни и колеса: Радиусы начальных окружностей шестерни и колеса: Толщины зубьев шестерни и колеса при вершине: , где Тогда минимальный допустимый коэффициент смещения по условию отсутствия подрезания: Минимальное допустимое значение[Sa / m]принимают равным 0.2, поскольку в качестве ХТО принимают улучшение.При выбранном значении коэффициента смещения шестерни, пользуясь формулами предыдущего пункта, получают следующие параметры: Радиусы начальных окружностей шестерни и колеса: мм мм Радиусы делительных

Содержание

1. Техническое задание на проектирование

1.1 Краткое описание работы механизмов установки

1.2 Исходные данные

2. Определение закона движения механизма

2.1 Синтез кулисного механизма

2.1.1 Исходные данные

2.1.2 Определение основных размеров механизма

2.2 Синтез 4-ехшарнирного механизма

2.2.1 Исходные данные

2.2.2 Определение основных размеров механизма

2.3 Определение параметров динамической модели

2.3.1 Расчет кинематических передаточных функций

2.3.2 Приведение масс

2.3.3 Приведение сил

2.4 Построение графика суммарной работы

2.5 Построение графика угловой скорости звена приведения в функции обобщенной координаты

2.6 Построение графика углового ускорения звена приведения в функции обобщенной координаты

2.7 Построение графика времени и определение времени процесса

3. Силовой расчет механизма

3.1 Исходные данные

3.2 Определение главных векторов и главных моментов сил инерции

3.3 Определение реакций в кинематических парах

4. Проектирование цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи и планетарного механизма

4.1 Проектирование зубчатой передачи

4.1.1 Исходные данные

4.1.2 Выбор коэффициентов смещения и построение графиков качественных показателей зубчатой передачи

4.1.3 Расчет основных геометрических параметров зацепления

4.2 Проектирование планетарного редуктора

4.2.1 Исходные данные

4.2.2 Подбор чисел зубьев

4.2.3 Графическая проверка

5. Проектирование кулачкового механизма

5.1 Исходные данные

5.2 Построение кинематических диаграмм движения толкателя

5.3 Определение основных размеров механизма

5.4 Построение графика угла давления

5.5 Построение центрового и конструктивного профилей кулачка

Заключение

Литература

Приложения

1. Техническое задание на проектирование

1.1 Краткое описание работы механизмов установки

В ходе выполнения курсового проекта получены следующие результаты: 1) Определен закон движения звена приведения механизма кузнечно-прессового манипулятора ? = ?(?), ? = ?(?); топ = 0.74 с.

2) Для заданного положения механизма ?1 = 20° проведен силовой расчет, определены реакции в кинематических парах механизма и уравновешивающий момент.

3) Спроектирована прямозубая цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача с модулем m = 12 мм, с числами зубьев колес z1 = 13 и z2 = 19, коэффициентами смещения x1 = 0.7, x2 = 0.5 и коэффициентом перекрытия ?? = 1.122.

4) Спроектирован двухрядный планетарный редуктор со смешанным зацеплением с передаточным отношением u(4)1H = 15.8 и с числами зубьев z1 = 19, z2 = 55, z3 = 18, z4 = 92.

5) Спроектирован кулачковый механизм с поступательно движущимся толкателем при заданном законе перемещения выходного звена. Радиус начальной шайбы центрового профиля кулачка r0 = 0.087м, радиус начальной шайбы конструктивного профиля кулачка R0 = 0.061 м, радиус ролика Rрол = 0.026 м, эксцентриситет e = 0.01 м.

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. Для втузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука.Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 640 с.

2. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование:учеб. пособие / под ред. Г.А. Тимофеева - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. - 169, [3] с.: ил.

3. Теория механизмов и механика машин:Учеб. для вузов / К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др.; Под. ред. К.В. Фролова. - 4-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. -664 с.: ил.

4. Сащенко Д.В. Конспект лекций по теории механизмов и машин. Список ПО: КОМПАС-3D, MATHCAD, Diada, QTCREATOR.