Проектирование механического пресса
Синтез машины - механического пресса (без механизма подачи). Выбор двигателя и проектирование зубчатого механизма. Силовой расчет главного механизма. Анализ динамики работы машины и обеспечение требуемой плавности хода. Схема механического пресса.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.11.2015 |
| Размер файла | 173,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова
Кафедра "Прикладной механики (К-4)"
КУРСОВАЯ РАБОТА
"Проектирование механического пресса"
Принял:
Доц. к. т. н. Копылов А.З.
Выполнила:
студентка группы Е 411
Тукмачёва Т.Д.
г. Санкт-Петербург 2013г
Задание по курсовой работе для группы Е-411
Общую схему машины см. пакет "TMM_KP", раздел "Схемы машин”, подраздел "Механические прессы” (без механизма подачи).
Размеры звеньев механизма подбираются по следующим критериям:
1. Обеспечить ход рабочего ползуна 5 "SП” в соответствии с вариантом задания по таблице 1, соблюдая при этом указанное в таблице отношение длин C1A2/C1B1. Допустимая погрешность dSп = 5%.
2. При проворачивании механизма шарнир А2 должен оставаться левее оси ползуна. Расстояние от оси Yo до оси ползуна выбирается конструктивно.
Ориентировочный диапазон значений длины кривошипа 1: (0,3.0,4) SП.
В таблице 2 приведены ориентировочные отношения длин звеньев к длине кривошипа, которые можно использовать в качестве начального приближения для поиска размеров. В таблице 1 даны значения частоты вращения кривошипа n1, его угловая скорость вычисляется, как: w1 = p n1/30.
Таблица 1
|
В А р |
ХодSп, м |
C1A2/C 1B1 |
n1об/мин |
FткН |
Вар |
ХодSп, м |
C1A2/C 1B1 |
n1об/мин |
FткН |
Вар |
Ход Sп, м |
C1A2/C 1B1 |
n1об/мин |
FткН |
|
|
1 |
0,15 |
1, 20 |
125 |
2,0 |
11 |
0,14 |
1,40 |
125 |
2,5 |
21 |
0,14 |
1,50 |
110 |
2,0 |
|
|
2 |
0,17 |
1,25 |
120 |
3,0 |
12 |
0,16 |
1,30 |
120 |
2,0 |
22 |
0,16 |
1,40 |
105 |
2,5 |
|
|
3 |
0, 19 |
1,30 |
110 |
2,5 |
13 |
0,18 |
1,25 |
110 |
3,5 |
23 |
0,18 |
1,35 |
100 |
3,5 |
|
|
4 |
0,21 |
1,35 |
105 |
2,0 |
14 |
0, 20 |
1,30 |
105 |
3,0 |
24 |
0, 20 |
1, 20 |
95 |
3,0 |
|
|
5 |
0,23 |
1,40 |
100 |
2,5 |
15 |
0,22 |
1,35 |
100 |
3,5 |
25 |
0,22 |
1,50 |
90 |
3,5 |
|
|
6 |
0,25 |
1,35 |
95 |
3,0 |
16 |
0,24 |
1,40 |
95 |
2,0 |
26 |
0,24 |
1,25 |
85 |
2,0 |
|
|
7 |
0,27 |
1,30 |
90 |
3,5 |
17 |
0,26 |
1,35 |
90 |
2,5 |
27 |
0,26 |
1,40 |
80 |
2,5 |
|
|
8 |
0,29 |
1,25 |
85 |
3,0 |
18 |
0,28 |
1,30 |
85 |
2,0 |
28 |
0,28 |
1,35 |
75 |
2,0 |
|
|
9 |
0,31 |
1, 20 |
80 |
2,5 |
19 |
0,30 |
1,25 |
80 |
3,5 |
29 |
0,30 |
1,40 |
70 |
3,5 |
|
|
10 |
0,33 |
1,30 |
75 |
2,0 |
20 |
0,32 |
1,40 |
75 |
3,0 |
30 |
0,32 |
1,25 |
65 |
3,0 |
Таблица 2
|
A1B1 |
(2,8.3,0) OA1 |
XC1 |
(0,75.1,5) OA1 |
|
|
C1B1 |
(2,5.4,0) OA1 |
YC1 |
(2,0.3,5) OA1 |
|
|
A2B2 |
(6,0.7,5) OA1 |
lp |
(1,2 … 1,5) SП |
где: XC1, YC1 - координаты опоры С1 в системе OXoYo.
Цикл работы механизма начинается от крайнего верхнего положения ползуна 5. Рабочий участок "Sp”, на котором действует технологическая сила Fт располагается на прямом ходе ползуна, когда он движется сверху вниз. Величина рабочего хода ползуна "Sp” составляет часть его полного хода "SП”: Sp = 0,5 SП.
Массы звеньев принимаются приближенно, числено равными: m1 » 200 l1; mi » 80 li, i = 2, 3, 4; m5 » 120 lp, где: li - длина звена.
Моменты инерции звеньев. Кривошип: J1 » 2,5 m1 l12 p/30;
остальные звенья: Ji » mi li2 p/30, i = 2, 3, 4.
Если в процессе проектирования окажется, что для привода машины нужен двигатель мощностью больше, чем 0,75 кВт, то по согласованию с преподавателем следует уменьшить значение Fт или Sp.
Содержание курсовой работы
- Введение
- 1. Структурный анализ главного механизма
- 2. Кинематический синтез главного механизма
- 3. Кинематический анализ главного механизма
- 3.1 Постановка задачи
- 3.2 Кинематические диаграммы
- 4. Инерционные параметры главного механизма
- 4.1 Массы и моменты инерции звеньев
- 4.2 Приведение масс и моментов инерции
- 5. Внешняя нагрузка
- 6. Проектирование привода
- 6.1 Выбор двигателя
- 6.2 Проектирование зубчатого механизма
Введение
Целью данной работы являются исследование и синтез машины - механического пресса (без механизма подачи). Основными задачами работы являются кинематический синтез и анализ главного механизма, выбор двигателя и проектирование зубчатого механизма, силовой расчет главного механизма, исследование динамики работы машины и обеспечение требуемой плавности хода.
Рис.1 Схема исследуемого механического пресса.
Задачи, решаемые в курсовом проекте:
1. Структурный и кинематический синтез главного механизма,
2. Кинематический анализ главного механизма.
3. Определение инерционных параметров главного механизма,
4. Определение внешних нагрузок.
5. Проектирование зубчатого механизма.
6. Силовой расчет главного рычажного механизма.
7. Исследование динамики работы машины.
Принятые сокращения и обозначения: НСК - неподвижная система координат, ЛСК - локальная система координат, система координат связанная со звеном и движущаяся вместе с ним.1.
1. Структурный анализ главного механизма
Рис.2 Схема главного механизма в расчётном положении.
Главный механизм имеет 5 подвижных звеньев: "1" - кривошип, "2" и "4" - шатуны, "3" - коромысло, "5" - ползун. Число степеней свободы:
W= 3n - 2р5 - р4 = 3*5-2*7-0 = 1
Где n - число подвижных звеньев, pk - количество кинематических пар k-го класса.
Механизм делится на входное звено - кривошип и две структурные группы. По классификации Асура-Артоболевского обе структурные группы имеют 2-ой класс, 2-ой порядок, следовательно и весь механизм является механизмом 2-го класса, 2-го порядка.
механический пресс плавность ход
2. Кинематический синтез главного механизма
По техническому заданию требуется спроектировать шестизвенный рычажный механизм, который обеспечил бы ход рабочего ползуна "5" - Sn = 0,24м, соблюдая соотношения размеров звеньев, регламентированные техническим заданием.
Проведённые с помощью пакета ТММ_КР исследования позволили подобрать следующие сочетания размеров звеньев:
Длина кривошипа: l 1 =0.1 м
Центр масс кривошипа в ЛСК: X = 0, Y = 0
Длина шатуна A1 B1: l 2 = 0.3м
Длина коромысла А 2 C1: l 3 = 0.35 м
Длина A2 B2: l 4 = 0.6 м
Координаты C1 в системе X0 Y0: х=0.15 м; у = 0.26 м
Смещение оси ползуна от оси XП=0,15 м
Угол от X0 до оси ползуна = 90°
При этих размерах обеспечивается ход рабочего ползуна S=0,24 м. Погрешность при этом не выходит за рамки допустимой:
Кинематическая схема механизма представлена на рис.2, где он изображен в положении, характеризующемся углом кривошипа на 60° от начала цикла движения. Это положение называется расчетным. Началом цикла считается то положение кривошипа, при котором ползун занимает крайнее верхнее положение. Угол поворота кривошипа в отчёте от оси X0 при этом составляет 195,218°.
3. Кинематический анализ главного механизма
3.1 Постановка задачи
Задачу кинематики для механизма с числом степеней свободы, равным 1, можно сформулировать следующим образом: при известном характере движения входного звена механизма, определить характер движения остальных звеньев механизма.
В задании дано значение частоты вращения кривошипа n1 = 95 об/мин. Кривошип вращается с постоянной угловой скоростью щ1= рn1/30 = 9,948с - 1, при этом время оборота Т= 0,632 с.
Рис. 3 Планы механизма для 6-и положений.
3.2 Кинематические диаграммы
Рис. 4 Результаты автоматизированного расчёта кинематических параметров движения звеньев за весь цикл работы механизма.
4. Инерционные параметры главного механизма
4.1 Массы и моменты инерции звеньев
Для вычисления масс использовались следующие формулы:
Для вычисления моментов инерции использовались следующие формулы:
|
Звенья |
Массы звеньев, кг |
Моменты инерции, кг*м2 |
|
|
1 |
20,0 |
0,0523 |
|
|
2 |
22,4 |
0,1838 |
|
|
3 |
24,0 |
0,2260 |
|
|
4 |
48,0 |
1,8090 |
|
|
5 |
34,56 |
- |
4.2 Приведение масс и моментов инерции
Приведенный момент инерции характеризует инерционные свойства механизма так, что величина /2 в каждый момент времени есть кинетическая энергия, которой суммарно
обладают все звенья механизма. Поскольку шарнирно-рычажный механизм в процессе движения меняет свою конфигурацию, величина приведенного момента инерции меняется и является функцией положения, в данном случае - угла поворота кривошипа.
Функция Jпр (щ1) вычисляется для каждого положения механизма по формуле:
Эта формула получена из условия равенства кинетических энергий механизма и звена приведения, т.е. приведенный момент инерции является мерой инертности всего механизма.
Для расчетного положения:
Jпр (щ1) = 3.677292кг ?м2
Рис.5 График приведенного момента инерции за цикл.
5. Внешняя нагрузка
По заданию на рабочем участке хода ползуна действует технологическая сила FT = 2000Н.
Рабочий участок располагается на прямом ходе ползуна, когда он движется сверху вниз. Величина рабочего хода: SP=0,5*SП=0,12.
Для того, чтобы силы и моменты, действующие на различные звенья механизма, сделать сопоставимыми производят их приведение к одному звену. В данном случае звеном приведения является вал кривошипа. Условием приведения является равенство мощностей, развиваемых реальными силами и их приведенными параметрами. Поскольку в данном случае звено приведения совершает вращательное движение, то приведенным параметром является приведенный момент МПР.
MFпр =FTV/ щ1=453,11Hм
На графике представлен приведенный момент нагрузки, учитывая приведенный момент сил вредного сопротивления, который принимается равным 8Н*м.
МПР= МFПР+ МВС
307Вт.
6. Проектирование привода
В данном разделе происходит формирование характеристики двигателя и проектирование зубчатого редуктора, передающего вращение от вала двигателя на главный вал исполнительного механизма.
6.1 Выбор двигателя
Основным критерием выбора двигателя является развиваемая им мощность.
Минимально возможная мощность равна 0,45кВт.
В данном случае наилучшими характеристиками обладает двигатель 4A90 LA8Y3:
6.2 Проектирование зубчатого механизма
1. Определение требуемого передаточного отношения:
2. Определение типа зубчатого механизма: нужное передаточное отношение способны реализовать рядный зубчатый механизм и планетарный схемы "В". В планетарных механизмах усилие передается сразу через три зацепления (при трех сателлитах), следовательно, каждое зацепление менее нагружено, значит, габариты у планетарных механизмов меньше (меньше модуль), чем у рядных механизмов, в которых усилие передается через одно зацепление.
3. Исходные данные:
частота вращения выходного вала = 95 об/мин;
требуемое передаточное отношение = 7.4;
допустимая погрешность реализации = 5%;
максимальный момент на выходном валу =296,3 Н*м;
ресурс работы передачи = 5000ч;
колеса: прямозубые;
термообработка: Za, Zf - цементация; Zb,Zg - нормализация и улучшение;
коэффициент ширины зубьев шестерен = 1;
число сателлитов = 3; сателлиты: сборные;
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Использование рычажного пресса для изготовления изделий из порошковых материалов. Построения планов положений механизма. Построение планов скоростей. Определение реакций в кинематических парах. Синтез зубчатого механизма. Синтез планетарного редуктора.
курсовая работа [493,3 K], добавлен 23.05.2015Сущность механизма пресса, предназначенного для реализации возвратно-поступательного движения ползуна. Кинематический, силовой, динамический анализ механизма. Определение реакций в кинематических парах группы Ассура и уравновешивающей силы по Жуковскому.
курсовая работа [89,3 K], добавлен 15.08.2011Механизм действия кривошипного пресса и области его применения. Структурный анализ механизма, кинематическое и динамическое исследование. Силовой расчет, выбор положения, построение плана ускорений. Синтез кулачкового механизма и планетарного редуктора.
курсовая работа [670,7 K], добавлен 05.11.2011Разработка механического привода для вращения карусельного стола пресса и гидропривода механизма зажима заготовок клещами манипулятора. Технологический процесс обработки детали механизма поворотного стола пресса (режимы резания, материал изделия).
дипломная работа [1,0 M], добавлен 20.03.2017Устройство плоского рычажного механизма, его кинематический анализ. Построение плана скоростей и ускорений. Силовой анализ механизма. Синтез кулачкового механизма, определение его основных размеров. Построение профиля кулачка методом обращенного движения.
курсовая работа [977,0 K], добавлен 11.10.2015Разработка конструкции роторного гидравлического пресса. Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя и насосной установки. Разработка конструкции пресса. Проектирование технологического процесса изготовления плиты гидрошкафа. Маршрут обработки детали.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 27.10.2017Кинематические параметры и схема кривошипной машины. Определение параметров пресса. Проектирование и расчет главного вала традиционным методом и методом конечных элементов. Анализ статических узловых напряжений. Расчет конструктивных параметров маховика.
курсовая работа [673,5 K], добавлен 17.03.2016Постановка задач проекта. Синтез кинематической схемы механизма. Синтез рычажного механизма. Синтез кулачкового механизма. Синтез зубчатого механизма. Кинематический анализ механизма. Динамический анализ механизма. Оптимизация параметров механизма.
курсовая работа [142,8 K], добавлен 01.09.2010Кинематическая схема основного механизма двигателя автомобиля в трех положениях, кинематический силовой расчет основного рычажного механизма. Проектирование цилиндрической эвольвентой зубчатой передачи, силовой расчет сложного зубчатого механизма.
курсовая работа [992,5 K], добавлен 18.07.2011Расчет энергопотребления самоходного шасси с двухтактным двигателем. Диаграмма нагрузки машины. Расчет двигателя и зубчатого механизма. Синтез кулачкового механизма. Расчет моментов инерции подвижных звеньев. Исследование движения главного вала машины.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.02.2013
