Проектирование и исследование механизмов колесного трактора

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА им. Д.Н.Прянишникова

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                       Кафедра «Деталей машин»

 

 

 

 

 

 

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО ТММ

 

 

Тема проекта:

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  И ИССЛЕДОВАНИЕ

МЕХАНИЗМОВ КОЛЁСНОГО ТРАКТОРА

 

 

 

 

 

 

                                                                       

                                                                 ВЫПОЛНИЛ: студент 2 курса гр. Аи-22А

                                                                                          Аленин Н.А.

                                                                 ПРОВЕРИЛ:   к.т.н., доцент

         Уржунцев И.П.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2013

СОДЕРЖАНИЕ              Стр.

Реферат (аннотация)…………………………………………………………........3

1. Синтез, структурный и кинематический анализ механизмов колёсного трактора

1.1. Исходные данные…………………………………………………….............4

1.2. Синтез рычажного  механизма двигателя……………..……….……………4

1.3. Структурный анализ  механизма……………………………….……………4

1.4. Построение планов  положений механизма…………………………………5

1.5. Построение планов  скоростей……………………………………………….5

1.6. Построение годографа  скорости……………………………………...……..6

1.7. Построение плана ускорений…………………………….…….……………7

1.8. Построение кинематических  диаграмм……………………………..............8

2. Силовой (кинетостатический) расчет рычажного механизма двигателя

2.1. Исходные данные…………………………………………………….............9

2.2. Построение планов скоростей и ускорений………………………….……. 9

2.З. Расчет сил, действующих на звенья………………………………………...9

2.4. Силовой расчет  структурных групп…………………………….........……10

2.5. Силовой расчет кривошипа…………………………………………….......12

2.6. Определение уравновешивающей силы методом Жуковского ……........13

3. Расчет маховика

3.1. Исходные данные……………………………………………………...........15

3.2. Последовательность построения диаграммы……………………...……...15

3.3. Проектирование маховика…………………………………………............17

4.  Расчет планетарного редуктора

4.1. Исходные данные………………………………………………….……….19

4.2. Условия проектирования…………………………………………..………19

4.3. Подбор чисел зубьев……………………………………………….………20

5. Проектирование эвольвентного прямозубого зацепления……………21

Список используемой литературы………………………………..…………...24

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ (АННОТАЦИЯ)

 

   Трактор – тягово-транспортное средство для перемещения и приведения в действие сцепленных с ним или установленных на нём машин, орудий, для привода стационарных машин, а также для буксирования прицепов. В сельском хозяйстве, кроме тракторов общего назначения, применяют пропашные, садово-огородные, болотные, горные и другие специализированные тракторы.

До 60% общего выпуска составляют колёсные тракторы. По сравнению с  тракторами других видов они имеют  малую массу, просты в устройстве и эксплуатации, хорошо приспособлены к работе с другими машинами. На тракторах устанавливают в основном дизели и реже карбюраторные двигатели внутреннего сгорания.

 

 

 

 

 

 

 

 

I. СИНТЕЗ, СТРУКТУРНЫЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ КОЛЁСНОГО ТРАКТОРА.

1.1. ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ

Функциональная схема машинного  агрегата показана на рисунке 1.1

Рисунок 1.1

 

1…6-звенья

1.2. СИНТЕЗ РЫЧАЖНОГО  МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ

Натуральная длина кривошипа:

 L_OA=L_OC=0.07м

Натуральная длина шатуна:

 L_AB=L_CD=L_OA*λ=0.07*3.4=0.259м

Общая длина:

 L=2* L_OA+ L_AB=0.329м

1.3. СТРУКТУРНЫЙ  АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА

Число подвижных звеньев п = 5. Число кинематических пар V класса (низших) р₅ =7..

Число кинематических пар  четвертого класса (высших) p₄ = 0.

 

Степень подвижности механизма находим по формуле Чебышева:

W= 3п - 2р₅ - p₄ = 3 • 5 - 2 • 7 = 1.

1.4. ПОСТРОЕНИЕ  ПЛАНОВ ПОЛОЖЕНИЙ МЕХАНИЗМА

Назначаем масштабный коэффициент длин μ_L=L/300=0.329/300=0.001096м/мм. Находим размеры звеньев в выбранном масштабе:

OA=L_OA/μ_L=0.07/0.001096=64мм  

AB=L_AB/μ_L=0.259/0.001096=236мм

D¹=D/μ_L=0.1/0.001096=91мм

AS₂=AB/3=79мм

Строим 12 наложенных один на другой планов механизма по двенадцати равноотстоящим положениям кривошипа. В качестве нулевого принимаем положение, при котором точка В занимает крайнее левое положение.

 

1.5. ПОСТРОЕНИЕ  ПЛАНОВ СКОРОСТЕЙ

Скорость точки А находим  по формуле:

 м/с

Масштаб плана скоростей:

Скорость звена ВА:

  м/с

Угловую скорость находим по формуле:

 С^-1

Скорость точки В находим  по формуле:

 м/с

Длину вектора ускорения точки  S₂ находим по формуле:

 мм

Скорость точки S₂находим по формуле:

=0,139*100=13,9 м/с

Расчётные данные представлены в таблице:

№ полож.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	12,1	7,2	0,0	7,6	12,1	13,9	12,1	7,1	0,0	7,1	12,1	13,9
	46,7	27,8	0,0	29,3	46,7	53,6	46,7	27,4	0,0	27,4	46,7	53,6
	5,4	10,4	13,9	13,8	8,6	0,0	8,6	13,7	13,9	10,4	5,4	0,0
	10,3	12,4	13,9	13,5	10,9	9,3	11,6	13,4	13,9	12,4	10,3	9,3
	7,1	12,1	13,9	12,1	7,1	0,0	7,1	12,1	13,9	12,1	7,1	0,0
	27.4	46,7	53,6	46,7	27,4	0,0	27,4	46,7	53,6	46,7	27,4	0,0
	13,6	8,5	0,0	8,3	13,6	13,9	10,4	5,4	0,0	5,4	10,4	13,9
	13,4	11	9,3	11,3	13,5	13,9	12,5	10,6	9,3	10,3	12,4	13,9

 

1.6. ПОСТРОЕНИЕ ГОДОГРАФА  СКОРОСТИ

Строим годограф скорости центра масс звена 2, перенося с построенных планов скоростей векторы в общую точку. Масштаб построения μ_V=0.139 .Соединяем концы векторов плавной лекальной кривой.

 

 

 

 

1.7. ПОСТРОЕНИЕ ПЛАНА  УСКОРЕНИЙ

План ускорения строим для 3 положения механизма.

 

Ускорение для точки А находим  по уравнению

 м/с²

Определяем масштаб:

 

Длина  вектора  в выбранном  масштабе: мм.

м/с²

мм

 м/с²

Угловое ускорение звена 2

 с^-2

Ускорение для точки В находим  по уравнению:

мм

м/с²

м/с²

мм

 м/с²

Угловое ускорение звена 4

 с^-2

Ускорение для точки С находим  по уравнению:

м/с²

 

Расчётные данные представлены в таблице:

 

№ пол.	aA	anBA	aτВА	Ε2	aB	aS2	anCА	aτCА	E4	aC	aS4
3	2768	0	2869	11077	756	34,5	744	0	0	3543	3017

 

 

1.8. ПОСТРОЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ  ДИАГРАММ 

Используя планы положений  механизма, находим перемещения (отстояния  от нулевого положения  ).

Строим диаграмму перемещений поршня (точки В) в масштабе по оси ординат. Масштаб по оси абсцисс: , .

Графическим дифференцированием диаграммы  с использованием метода хорд при произвольно выбранном расстоянии строим диаграмму скоростей . Масштабный коэффициент диаграммы по оси ординат: .

Методом хорд графически дифференцируем построенную диаграмму  при произвольно выбранном полюсном расстоянии и строим диаграмму . Масштаб диаграммы по оси ординат:

Вычисляем скорости и  ускорения точки, используя диаграммы  и . Определяем расхождение значений скоростей и ускорений точки В, найденных методом планов скоростей и ускорений и методом кинематических диаграмм.

 

 

 

 

II. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ (КИНЕТОСТАТИЧЕСКИЙ) РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ

2.1. ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ

Массы звеньев: ; ; . Моменты инерции:

 

   Расчет выполнить для положения 3 (см. лист 1), используя данные приведенные в таблице 1.

2.2. ПОСТРОЕНИЕ  ПЛАНОВ СКОРОСТЕЙ И УСКОРЕНИЙ

   Строим план  механизма для положения 3 в масштабе .

План скоростей строим в масштабе Скорость точки А: .

Методика построения плана изложена в п. 1.5.

План ускорений строим по методике, изложенной в п. 1.7.

2.3. РАСЧЕТ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ  НА ЗВЕНЬЯ

Силы тяжести  звеньев находим при 

 H

 36H

 35H

36H

35Н

Силы инерции  звеньев:

Ф₁=m₁*a_s1=0 Н

Ф₂=m₂*a_s2=3,7*965=124,2 Н

Ф₃=m₃*a_B=3,0*4127=2646 Н

Ф₄=m₄*a_s4=3,7*4344=10861 Н

Ф₅=m₅*a_с=3,0*2027=12400 Н

Инерционные моменты звеньев:

0,03*7453=720 Н*м.

0,03*14906=0 Н*м.

Движущая  сила:

P^max_д=p_max*10⁶*πD²/4=38465 H

P_д^В=4231 Н

P_д^С=0 Н

2.4. СИЛОВОЙ  РАСЧЕТ СТРУКТУРНЫХ ГРУПП

СТРУКТУРНАЯ ГРУППА 4-5

1)

2)

Строим план сил в  масштабе

3)

4)

Строим план сил согласно уравнению равновесия структурной  группы в геометрической форме.

 

СТРУКТУРНАЯ ГРУППА 2-3

Составляем уравнение  равновесия структурной группы в  геометрической форме:

1)

2)

Строим план сил в  масштабе

3)

4)