Для студентов МГТУ им. Н.Э.Баумана по предмету Теория механизмов и машин (ТММ)Проектирование и исследование механизмов стана для холодной прокатки трубПроектирование и исследование механизмов стана для холодной прокатки труб
2021-02-282021-02-28СтудИзба
Курсовая работа 10: Проектирование и исследование механизмов стана для холодной прокатки труб вариант Д
-50%
Описание
Проектирование и исследование механизмов стана для холодной прокатки труб
В курсовом проекте выполнено проектирование и исследование механизмовстана для холодной прокатки труб.
Проведено:
- Проектирование механизма и определения закона движения;
- Силовой расчет механизма;
- Проектирование зубчатой передачи и однорядного планетарного редуктора.
- Проектирование кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем.
Оглавление
- Реферат_2
- 1. Техническое задание_5
- 1.1. Краткое описание работы механизмов стана для холодной прокатки труб_5
- 1.2. Исходные данные_8
- 1.3. Содержание курсового проекта_10
- 2. Проектирование основного рычажного механизма и определение закона движения его начального звена_11
- 2.1. Проектирование основного рычажного механизма и определение закона движения его начального звена_11
- 2.2. Выбор динамической модели механизма и вывод формул приведения_12
- 2.3. Определение требуемых кинематических передаточных функций скоростей (аналогов скоростей) аналитическим методом_16
- 2.4. Приведение масс и построение графика_16
- 2.5. Анализ и расчет активных сил, действующих на звенья механизма_17
- 2.5.2. Выбор электродвигателя и построение его механической характеристики_18
- 2.6. Приведение сил и построение графиков приведенных моментов сил_19
- 2.7. Построение графика суммарной работы_21
- 2.8. Построение графика_22
- 2.9. Построение графика_22
- 2.10. Построение графика_22
- 2.11. Определение приведенного момента инерции звеньев I группы_23.
- 2.12. Определение момента инерции маховика_24
- 2.13. Построение графика изменения угловой скорости начального звена_25
- 2.14. Построение приведенной характеристики электродвигателя_25
- 2.15. Уточнение графиков_25
- 3. Силовой расчет основногорычажного механизма_26
- 3.1. Исходные данные_26
- 3.2. Определение ускорений центров масс и угловых ускорений звеньев_26
- 3.3. Определение главных векторов сил инерции и главных моментов сил инерции_27
- 3.4. Определение усилий в кинематических парах_28
- 3.5. Определение неизвестной внешней силы_29
- 4. Проектирование зубчатой передачи_29
- 4.1. Исходные данные. 30
- 4.2. Последовательность расчета зубчатой передачи_30
- 4.3. Выбор коэффициента смещения Х1 с учетом качественных показателей работы зубчатой передачи_30
- 4.4. Результаты расчета зубчатой передачи_33
- 4.5 Построение профиля зуба, изготовляемого реечным инструментом_35
- 4.6 Построение проектируемой зубчатой передачи_36
- 5. Проектирование планетарного редуктора. 37
- 5.1. Исходные данные_37
- 5.2. Условия, которым должны удовлетворять числа зубьев колес редуктора_37
- 5.3. Подбор чисел зубьев_39
- 5.4. Графическая проверка передаточного отношения редуктора_40
- 6. Проектирование кулачкового механизма_41
- 6.1. Исходные данные_41
- 6.2. Построение кинематических диаграмм_41
- 6.3. Построение диаграмм_41
- 6.4. Построение области допустимого расположения центра вращения кулачка_42
- 6.5. Определение основных размеров кулачкового механизма_42
- 6.6. Построение центрового и конструктивного профилей кулачка и кинематической схемы кулачкового механизма_42
- 6.6. Построение графика изменения углов давления_42
- Приложения (Mathcad)_44
Техническое задание
Краткое описание работы механизмов стана для холодной прокатки труб
Прокатный стан схема механизмов которого изображена рис. 1, предназначается для калибровки труб на конической оправке в калибрах переменного сечения. Обжатие трубы производится не непрерывно по всей ее длине, а на отдельных ее участках. Этот режим осуществляется основным механизмом стана – механизмом рабочей клети. Механизм рабочей клети представляет собой сдвоенный кривошипно-ползунный механизм (ОАВ, ОА1В1). Роль кривошипов 1,11 (ОА и ОА1) выполняют зубчатые колеса Z5 и Z51 , на которых размещены пальцы кривошипов А и А1. Рабочая клеть 3 соединенная с зубчатыми колесами Z5 и Z51 двумя шатунами 2, 21 перемещается вращательно-поступательно на катках 8 по специальным рельсам 9, установленным в станине. Валы рабочей клетки 6, 61 связаны между собой двумя парами одинаковых зубчатых колес Z6 , Z7 и Z61 ,Z71 . На концах нижнего валка имеются еще два одинаковых зубчатых колеса Z8 и Z81 , находящихся в зацеплении с неподвижными рейками 7, 71.Передача движения от электродвигателя 4 к механизму рабочей клети осуществляется непрерывно через муфту-маховик 5, планетарный редуктор 20, зубчатые передачи (Z4 , Z5), (Z41 ,Z51). Таким образом, периодичность режима прокатки достигается возвратно-поступательным движением рабочей клети вдоль трубы при неподвижном заднем ее конце, закрепленном в патроне 11. При этом валки имеют дополнительно принудительное, строго согласованное с положением рабочей клети, возвратно-вращательное движение от неподвижных реек. Валки снабжены калибровочными секторами переменного профиля. При вращении валков их секторы образуют калибр переменного сечения, диаметр которого плавно уменьшается от начального до требуемого размера трубы. В процессе прокатки секторы валков охватывают трубу своей калибровочной поверхностью и, перекатываясь по ней, обжимают и раскатывают ее подобно скалке. При движении клети вперед совершается обжатие, а при обратном движении выглаживание трубы. Вблизи крайних положений рабочей клети калибры валков не соприкасаются с прокапываемой трубой. Это время используется для подачи трубы на прокатку следующего участка и для поворота трубы и оправки. Поворот трубы необходим для равномерного ее обжатия и совершается за каждый ход клети примерно на 60". Поворот оправки обеспечивает более равномерный ее износ. Последовательность операции подачи, прокатки и поворота трубы показана на циклограмме (рис. 2).Рис.1 Схема прокатного стана.
Рис.2 Циклограмма работы механизмов прокатного стана
Механизмы подачи и поворота трубы и оправки привидятся в движение посредством кулачкового механизма. Кулачок 13 этого механизма получает непрерывное вращение от электродвигателя 4 через планетарный редуктор 20, зубчатую передачу Z9 ,Z10 и коническую передачу 12 с i=1. Вращательное движение кулачка преобразуется через упорные ролики 14 в прерывистое возвратно-поступательное движение каретки толкателя 15.
Механизм поворота трубы и оправки состоит из рычажной системы звеньев DEFK, зубчатой передачи и обгонной муфты 17, с помощью которых приводится в одностороннее вращательное движение вал 16, а следовательно, и патроны 10, 11 вместе с трубой. Передний и задний патроны связаны между собой четырьмя одинаковыми зубчатыми коническими передачами с i==1.
Механизм подачи трубы состоит из винта 18, связанного с передним патроном 10, и, гайки, получающей одностороннее вращательное движение от кулачкового механизма через рычажную систему DEMNPRS, зубчатые передачи и обгонную муфту. В стане имеются еще механизм, обеспечивающий обратный ход винта, и механизм движения каретки оправки. Эти механизмы работают от самостоятельного привода и в системе на рис. 3 не показаны. При проектировании и исследовании механизмов стана считать известными параметры, приведенные в табл. 1.
Рис. 3. Диаграмма усилий Pc , действующих на клеть по линии прокатки
Рис.4. Закон изменения ускорения каретки толкателя кулачкового механизма
Исходные данные
Таблица 1. ц/п | Наименование параметра | Обозначение | Единица СИ | Численные значения | Размерность | Исходные данные |
1 | Средняя скорость движения рабочей клети | (VB)CP | м/c | 0,98 | ||
2 | Число двойных ходов клети в минуту (равное числу оборотов кривошипа) | KX | - | 45 | ||
3 | Отношение длины шатуна к длине кривошипа | lAB/lOA | - | 8 | ||
4 | Отношение расстояния от точки А до центра тяжести шатуна к длине Шатуна | lAS2/lAB | - | 0,5 | ||
5 | Координата центра тяжести рабочей клети | lBS3 | м | 0,5 | ||
6 | Внеосность кривошипно-ползунного механизма | e | м | 0,3 | ||
7 | Вес кривошипного вала и шестерен Z5 и Z51 | G1 | Н | 1000 | кг | 100 |
8 | Вес шатуна | G2,G21 | Н | 1500 | кг | 150 |
9 | Вес рабочей клети | G3 | Н | 15000 | кг | 1500 |
10 | Силы сопротивления, действующие на клеть по линии прокатки При обжиме трубы (прямой ход) При выглаживании трубы (обратный ход) (рис. 10-3) | PC ПР.Х. PC ОБР.Х. | Н | 25000 18700 | кг кг | 2500 1870 |
11 | Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через его центр тяжести | I2S,I12S | кг·м2 | 35 | кг·мсек2 | 3.5 |
12 | Момент инерции кривошипного вала и зубчатых колес Z5 и Z51 относительно оси вала | I10 | кг·м2 | 5,0 | кг·мсек2 | 0.50 |
13 | Момент инерции планетарного редуктора и зубчатых колес Z9 ,Z4 ,Z41, приведенный к валу двигателя | Iпрред | кг·м2 | 0,3 | кг·мсек2 | 0. 030 |
14 | Маховой момент ротора электродвигателя | mD2д | кг·м2 | 2,7 | ||
15 | Частота вращения вала электродвигателя | n | c-1 | 13,333 | об/мин | 800 |
16 | Коэффициент неравномерности вращения кривошипного вала | d | --- | 1/10 | ||
17 | Угловая координата кривошипа для силового расчета (рис. 10-1) | j1 | град | 210° | ||
18 | Числа зубьев колес | Z4,Z9 | -- | 10 | ||
Z5,Z10 | -- | 20 | ||||
19 | Угол рабочего профиля кулачка | dраб | град | 50° | ||
20 | Ход каретки толкателя | hD | м | 0,040 | ||
21 | Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме | [q] | град | 30° | ||
22 | Модуль зубчатых колес Z4, Z5 | m | мм | 12 | ||
23 | Угол наклона линии зуба колес Z4, Z5 | b | град | 0° | ||
24 | Число сателлитов в планетарном редукторе | K | ---- | 3 | ||
25 | Параметры исходного контура реечного инструмента | a | град | 20° | ||
h*a | -- | 0,8 | ||||
c* | -- | 0,3 |
Содержание курсового проекта
- Лист 1. Проектирование основного механизма прокатного стана и определение закона его движения.
2. Определение необходимого момента инерции маховых мaсс, обеспечивающих вращение вала кривошипа (колес Z5 и Z51) с заданным коэффициентом неравномерности при установившемся режиме работы. Определение момента инерции дополнительной маховой массы (маховика-муфты), установленной на валу двигателя (рис. 1).
3. Построение диаграммы изменения угловой скорости кривошипа (колес 5,51) за время одного цикла (оборота) при установившемся режиме работы механизма.
- Лист 2. Силовой расчет основного механизма с учетом динамические нагрузок.
2. Построение картины силового нагружения механизма.
3. Определение сил в кинематических парах механизма.
4. Оценка точности расчетов, выполненных на листах 1 и 2 проекта, по уравнению моментов или уравнению сил для ведущего или ведомого звена механизма.
- Лист 3. Проектирование кулачкового механизма
2. Определение основных размеров кулачкового механизма ма наименьших габаритов с учетом заданного максимально допустимого угла давления (aдоп).
3. Построение профили кулачка (центрового и конструктивного).
4. Построение диаграммы изменения угла давления в функции угла поворота кулачка.
- Лист 4. Проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора.
2. Построение схемы станочного зацепления при нарезании колеса с меньшим числом зубьев и профилирование зуба (включая галтель) методом огибания.
3. Вычерчивание схемы зацепления колёс с указанием основных размеров и элементов колес и передачи.
4. Проектирование планетарною редуктора (рис.1) (подбор чисел зубьев) по заданному передаточному отношению редуктора и числу сателлитов. Допустимое отклонение iред±5%. Колеса планетарного редуктора нулевые; модуль колес принять равным единице.
5.Определение передаточного отношения, линейных скоростей и чисел оборотов звеньев спроектированного редуктора графическим способом.
Чертежи
Лист 1 - Определение закона движения механизмаЛист 2 - Силовой расчет основного рычажного механизмаЛист 3 - Проектирование кулачкового механизмаЛист 4 - Проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора
Файлы условия, демо
Характеристики курсовой работы
Учебное заведение
Семестр
Номер задания
Вариант
Программы
Просмотров
165
Покупок
4
Качество
Идеальное компьютерное
Размер
2,52 Mb
Список файлов
Вам все понравилось? Получите кэшбэк - 40 рублей на Ваш счёт при покупке. Поставьте оценку и напишите положительный комментарий к купленному файлу. После Вы получите деньги на ваш счет.