Основы проектирования механизмов стадии разработки реферат

Обновлено: 05.07.2024

3. третий этап – разработка технологических и технико-экономических показателей проектируемого механизма, определяемых эксплуатацией в производстве, ремонтами и т.д.

Теория механизмов и машин занимается первым этапом. Раздел ТММ, посвященный методам проектирования по заданным кинематическим условиям схем механизмов, получил название – синтеза механизмов.

Основные задачи синтеза механизмов:

- преобразование вращательного движения вокруг одной оси во вращательное движение вокруг другой оси;

- преобразование вращательного движения вокруг одной оси в поступательное движение вдоль некоторой заданной прямой и наоборот;

- преобразование поступательного движения вдоль одной заданной прямой в поступательное движение вдоль другой заданной прямой;

- воспроизведение одной из точек звеньев рычажного механизма требуемой траектории, воспроизведение заданных углов поворота выходного звена, движение выходного звена с остановами.

Механизмы передачи

Предназначены для передачи вращательного движения между звеньями.

Передача вращательного движения может производиться с изменением угловой скорости вращения, с сохранением или изменением направления вращения. Параметр, характеризующий при передаче движения изменение скорости и направления, называют передаточным отношением:

где знак (+) если вращение звеньев в одном направлении; знак (-) если вращение звеньев в противоположных направлениях; n1, w1 - соответственно частота, об/мин. и скорость вращения, рад/с, вала 1; n2, w2 - соответственно частота, об/мин. и скорость вращения, рад/с, вала 2.

Примечание: Знак передаточного отношения имеет смысл при передачи движения между звеньями с параллельными осями.

Механизмы передачи (механические передачи) классифицируются в зависимости от названия основных звеньев: фрикционные, ременные, цепные, зубчатые, червячные, волновые.

Все передачи характеризуются количеством ступеней. Одноступенчатая – это передача образованная двумя подвижными звеньями, образуемыми низшие пары со стойкой и высшую пару между собой (рис. 4.4).


Многоступенчатая – несколько ступеней соединенных последовательно (рис. 4.5).

Общее передаточное отношение любого типа сложного зубчатого механизма i1n, включающего несколько последовательно соединенных друг с другом простых (одноступенчатых) механизмов, равно произведению передаточных отношений отдельных простых механизмов (ступеней), входящих в его состав, т.е.:

Так, для механизма, представленного на рис. 4.5 общее передаточное отношение равно:


Кроме одноступенчатых и многоступенчатых применяются планетарные и волновые передачи.

Контрольные вопросы

6. На чем основано графическое дифференцирование по методу хорд?

7. Сформулируйте основные задачи, решаемые ТММ при проектировании механизма?

8. Что такое передаточное отношение?

9. Что означает знак передаточного отношения?

10. Что такое ступень в зубчатом механизме?

11. Как определяется передаточное отношение сложного зубчатого механизма?

Фрикционные передачи. Вариатор скорости. Зубчатые механизмы. Основная теорема зацепления. Геометрические параметры зубчатых колес.

Проектированиемназывается процесс разработки комплексной технической документации, содержащей технико-экономические обоснования, расчеты, чертежи, макеты, сметы, пояснительные записки и другие материалы, необходимые для производства машины. По типу изображения объекта различают чертежноеи объемное проектирование;последнее включает выполнение макета или модели объекта. Для деталей машин характерен чертежный метод проектирования.

Совокупность конструкторских документов, полученных в результате проектирования, называется проектом.

Правила проектирования и оформления проектов стандартизованы в Единой системе конструкторской документации (ЕСКД), которая устанавливает пять стадий разработки конструк­торской документации на изделия всех отраслей промышленности, а именно:

– техническое заданиеустанавливает основное назначение и технические характеристики, показатели качества и технико-экономические требования, предъявляемые к разрабатываемому изделию;

– техническое предложение– совокупность конструкторских документов, содержащих технические и технико-экономические обоснования целесообразности разработки документации изделия на основании анализа технического задания, сравнительной оценки возможных решений с учетом особенностей разрабатываемого и существующих подобных изделий, а также патентных материалов;

– эскизный проект – совокупность конструкторских документов, содержащих принципиальныеконструктивные решения, дающие общие представления об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие его основные параметры и габаритные размеры;

– технический проект– совокупность конструкторских документов, содержащих окончательныетехнические решения, дающие полное представление об устройстве изделия и исходные данные для разработки рабочей конструкторской документации.

Разработка технической документациивключает чертежи узлов и деталей, спецификации, технические условия на изготовление, сборку, испытание изделия и др.

В соответствии с разработанной в процессе проектирования конструкторской документацией в дальнейшем создается технологическая документация, которая определяет технологию изготовления изделия.

Конструкторские, технологические, а также нормативно-технические документы (последние включают стандарты всех категорий, руководящие технические материалы, общие технические требования и т.п.) в совокупности составляют техническую документацию, необходимую для организации и осуществления производства, испытаний, эксплуатации и ремонта предмета производства (изделия).

Условия работы деталей машин бывают весьма разнообразными и трудно поддающимися точному учету, поэтому расчеты деталей машин часто выполняют по приближенным, а иногда эмпирическим формулам, являющимся результатом обобщения накопленного опыта проектирования, испытаний и эксплуатации деталей и узлов машин.

В процессе проектирования деталей машин встречаются два вида расчетов, а именно: проектный расчет, при котором обычно определяются основные размеры деталей или узла,проверочный расчет,когда для созданной конструкции определяется, например, значение напряжений в опасных сечениях, тепловой режим, долговечность и другие параметры.

В настоящее время успешно развивается система автоматизации проектирования САПР.

Любое изделие, отвечающее своему назначению, может быть выполнено во многих вариантах. Оптимизация – это выбор наилучшего проектного решения.

Результатом традиционного проектирования является получение лишь работоспособных, но не всегда наилучших вариантов конструкторских решений.

При оптимальном проектировании поиск наилучшего из работоспособных вариантов осуще­ствляется на основе математической теории оптимизации.

Для того чтобы использовать теорию оптимизации на практике, необходимо построить математическую модель объекта проектирования. Моделирование начинается с определения величин, значениями которых можно варьировать (управляемые параметры), а также фиксированных величин. Определение значений управляемых параметров, которым соответствует наилучшее (оптимальное) решение, представляет собой задачу оптимизации.

В реальных условиях на выбор значений управляемых параметров налагаются ограничения. Совокупность этих ограничений определяет так называемое допустимое множество задачи оптимизации.

Разрабатываемые изделия характеризуются определенными свойствами. Свойства, по которымведут оценку при выборе лучшего решения, называются критериями.

Обязательной составной частью математической модели является числовое значение критерия, минимальному или максимальному значению которого (в зависимости от конкретной задачи) соответствует наилучший вариант конструктивного решения. Величина этого критерия является функцией управляемых параметров и называется целевой функцией.

Различают задачи однокритериальные, проводимые по одному обобщенному или доминирую­щему критерию (например, массе), и многокритериальные (задачи векторной оптимизации), проводимые одновременно по нескольким частным критериям.

Обобщенным критерием, к которому следует стремиться, является принцип минимума затраты живого и овеществленного труда при изготовлении и эксплуатации с учетом распределения трудовых затрат по времени, но реализация этого критерия затрудняется его сложностью. Этот критерий применяют также в упрощенной форме:

– для технологических машин в виде минимизации себестоимости единицы продукции;

– для энергетических машин в виде минимизации себестоимости единицы электроэнергии;

– для транспортных машин – минимизации себестоимости перевозки единицы массы грузов на единицу расстояния и т.д.

Важнейшими частными критериями механических конструкций являются:

– минимум массы, отнесенный к единице мощности, или момента, массоподъемности, производительности и т.д.; – этот критерий является простым и достаточно эффективным, так как стоимость материала составляет значительную часть стоимости несложных машин;

– минимум объема (габаритов); – этот критерий тесно связан с массой;

– жесткость, отнесенная к единице массы, – простейший критерий, эффективный для многих деталей машин и элементов несущих конструкций.

При малом взаимном влиянии частных критериев оптимизации (или его отсутствии) эффективнопроводить оптимизацию, пользуясь комплексным критерием, включающим с разумно выбраннымивесовыми коэффициентами частные целевые функции. Весовые коэффициенты можно устанавливать по экспертным оценкам или по расчетам хорошо зарекомендовавших себя конструкций.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Воронежский государственный технический университет

Кафедра проектирования механизмов и подъемно-транспортных машин

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсовой работы по дисциплине

“Основы проектирования и конструирования машин”,

для студентов специальности 060800

экстернатной формы обучения

Составители: канд. техн. наук В.А.Нилов, канд. техн. наук Ю.В.Кирпичев, канд. техн. наук Б.Б.Еськов, И.Ю.Кирпичев

Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине “Основы проектирования и конструирования машин”, для студентов специальности 060800 экстернатной формы обучения / Воронеж. гос. техн. ун-т; Сост. В.А.Нилов, Ю.В.Кирпичев, Б.Б.Еськов, И.Ю.Кирпичев. Воронеж, 2002. 24 с.

Методические указания предназначены для студентов, выполняющих курсовую работу по дисциплине “Основы проектирования и конструирования машин”. Представлена методика структурного, кинематического анализа шарнирно-рычажного механизма. Приведенные расчетные зависимости позволяют студентам рассчитать и построить планы скоростей и ускорений, а также выполнить эскизную компоновку цилиндрического редуктора.

Рабочая тетрадь подготовлена в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD и содержится в файле: Экстернат.doc.

Табл.4. Ил.20. Библиогр.: 7 назв.

Рецензент: канд. тех. наук В.Я. Иволгин

Ответственный за выпуск зав. кафедрой, канд. техн. наук В.А. Нилов

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

технический университет, 2002

СОДЕРЖАНИЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ

ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа по дисциплине “Основы проектирования и конструирования машин” для студентов-экстернатников специальности 060800 “Экономика и управление на предприятии” состоит из графической части, которая выполняется на двух листах плотной чертежной бумаге формата A1 (594x841) в карандаше и расчетно-пояснительной записки, написанной от руки или набранной машинописным текстом на листах писчей бумаги формата A4 (210x297) на одной стороне страниц где приводятся все расчеты по заданию.

1 ЛИСТ – Структурный и кинематический анализ рычажного механизма. Примеры оформления 1-го листа представлены в приложениях В, Г, Д и выбираются в зависимости от номера задания. В расчетно-пояснительной записке к первому листу должны быть отражены следующие вопросы:

1. Назвать все звенья механизма.

2. Построить план механизма.

3. Построить план скоростей.

4. Построить план ускорений.

2 ЛИСТ – Сборочный чертеж редуктора. Пример оформления 2-го листа представлен в приложении Е. В расчетно-пояснительной записке к первому листу должны быть отражены следующие вопросы:

Механика машин базируется на теории, у истоков которой стоял П. Л. Чебышев — известный математик Петербургской математической школы. Характерной особенностью ее была разработка на высоком математическом уровне конкретных задач, представляющих практический интерес. Примером фундаментальной работы П. Л. Чебышева было создание функций наилучшего приближения на основании анализа точности при синтезе… Читать ещё >

  • теория механизмов и машин. основы проектирования по динамическим критериям и показателям экономичности

Введение. Теория механизмов и машин. Основы проектирования по динамическим критериям и показателям экономичности ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Анализ машины состоит в исследовании свойств механической системы при выбранной схеме. Синтез или проектирование механизмов машины по заданным свойствам является обратной и более сложной задачей по отношению к анализу. Но разделение на анализ и синтез условно, так как при проектировании машины регулярно проводится анализ выбранных параметров путем сравнения альтернативных решений. Такой сравнительный анализ выбранных вариантов машины и механизмов составляет основу синтеза с использованием ЭВМ. Развитие программного обеспечения позволяет подойти к новым технологиям проектирования, базирующимся не на графических и аналитических методах, а использующих численные методы решения задач.

Использование метода синтеза по Чебышеву в сочетании с ЭВМ дает решение практически любой задачи проектирования по критериям точности движения. Не менее сложны задачи синтеза по динамическим критериям и критериям экономичности расхода энергии. Последним вопросам уделяется все больше внимания в виду огромной практической важности. Исторически первоначально решались задачи синтеза механизмов по кинематическим показателям и геометрическим критериям точности. Затем появилась потребность решения задач динамического синтеза машин, т. е. определения необходимых параметров машин по динамическим критериям. В качестве примера можно привести задачу определения необходимого момента инерции маховика методом профессора Н. И. Мерцалова . Актуальны исследования проблем колебаний в машинах и учет влияния на них сил трения и упругой податливости звеньев. Особой сложностью и практической ценностью отличаются проблемы повышения экономичности расхода энергии.

На формирование курса основ проектирования машин большое влияние оказал прогресс вычислительной техники. Однако ее применение требует поставить в основу проектирования машин оптимизационные методы решения задач, так как современные задачи проектирования являются, как правило, многокритериальными. Особенностью решения таких задач является выбор и обоснование критериев оптимизации, обоснование и указание границ применимости используемых моделей машин.

Отличительной чертой машин будущего будет управление ими, но интегральным критериям, дающим всестороннюю оценку машин и протекающих в них процессов с помощью ЭВМ. Создание автоматизированных систем проектирования требует разработки методов синтеза с учетом производительности, эффективности и экономичности машин. Возникает необходимость разработки новых методов оценки качества машин, пригодных для использования па ранних стадиях проектирования. Например, отсутствие самого понятия КПД у большинства технологических машин или невозможность оценки расхода энергии на переходных режимах затрудняют всестороннюю оценку качества машин.

Из изложенного выше следует, что механика машин в настоящем ее виде является комплексной наукой, в которой проблемы экономичности и динамики машин связаны и тесно переплетаются с проблемами их оптимального проектирования на основе использования последних достижений в ы числ ител ьной техн и к и.

Читайте также: