دانلود پایان نامه وسايل اعمال نيروي داخلی | مکافایل
توضیحات محصول
طراحي و ساخت وسايل اعمال نيروي داخلی
130 ص
فهرست
عنوان صفحه
فصل 1: مقدمه‌اي بر مكانيزمها……………………………………………………………………… 1
1 ـ 1 حركت: ………………………………………………………………………………………….. 2
1 ـ 2 اهرم‌بندي چهار ميله: …………………………………………………………………………… 3
1 ـ 3 علم حركت نسبي: ……………………………………………………………………………….. 7
1 ـ 4 نمادهاي سينماتيكي:……………………………………………………………………………. 8
1 ـ 5 زنجيره‌هاي شش ميله‌اي:………………………………………………………………………. 12
1 ـ 6 درجات آزادي: ………………………………………………………………………………… 15
1 ـ 7 تحليل تغيير مكان: شاخص‌هاي مفيد براي تحليل موقعيت اهرم‌بندي‌ها..21
1 ـ 8 موقعيتهاي محدود و نقاط مرگ يك مكانيزم چهار ميله:……………………………………. 27
1 ـ 9 روابط محاسبه زواياي موقعيتهاي محدود و موقعيتهاي نقطة مركب
(روش رياضي ……………………………………………………………………………………….. 30
1 ـ 10 مفهوم حركت نسبي:………………………………………………………………………… 31
1 ـ 11 مركز آني: ……………………………………………………………………………………. 34
1 ـ 12 قضية كندي:……………………………………………………………………………….. 37
فصل 2: مزيت مكانيكي …………………………………………………………………………….. 44
2 ـ 1 مزيت مكانيكي: ……………………………………………………………………………….. 45
2 ـ 2 روش تحليلي براي تعيين سرعت و مزيت مكانيكي: ………………………………………………. 56
2 ـ 3 كمترين مزيت مكانيكي:………………………………………………………………………… 59
فصل 3: وسايل اعمال نيروي داخلي……………………………………………………………….. 61
3 ـ سنتز وسايل اعمال نيروي داخلي: (Internal Force Exerting Devices Synthesis)…….. 62
3 ـ 1 سنتز قيچيهاي مركب (Compond Lever ships Synthesis)………………………… 62
3 ـ 2 سنتز پرچ‌كنهاي يوك (Yoke Riveters Syntheses)……………………………………. 64
3 ـ 3 سنتز عددي وسايل اعمال نيروي داخلي: ………………………………………………………. 66
3 ـ 4 تعداد لينكهاي دوگانه………………………………………………………………………… 66
3 ـ 5 سنتز ابعادي:………………………………………………………………………………….. 70
3 ـ 6 روشهاي هندسي:…………………………………………………………………………….. 70
3 ـ 7 قطبهاي نسبي مكانيزم چهار ميله‌اي:………………………………………………………….. 71
3 ـ 8 طريقة يافتن قطب نسبي: ……………………………………………………………………… 73
3 ـ 9 مكانيك كلمپهاي خود قفل‌كن: (Toggle clamps Mechanic)………………………… 75
3 ـ 10 طراحي كلمپهاي قفل‌كن: (Toggle Clamps Design)……………………………….. 78
فصل 4: تحليل نيرويي……………………………………………………………………………….. 81
4 ـ 1 تحليل نيرويي:………………………………………………………………………………….. 82
4 ـ 2 قاب و ماشين: ………………………………………………………………………………… 83
4 ـ 3 تحليل نيروي كلمپهاي عمودي و افقي……………………………………………………….. 84
فصل 5: تعريف و تقسيم‌بندي فولادهاي ابزار……………………………………………………….. 88
5 ـ 1 تعريف و تقسيم‌بندي فولادهاي ابزار:…………………………………………………………. 89
5 ـ 1 ـ 1 فولادهاي ابزار كارگرم (HOT WORK TOOL STEELS) ……………………… 90
5 ـ 1 ـ 2 فولادهاي ابزار كار سرد (COLD WORK TOOL STEELS……………………. 91
5 ـ 1 ـ 3 فولادهاي‌ابزارمقاوم‌به‌ضربه (SHOCK RESISTING TOOL STEELS)…………… 94
5 ـ 1 ـ 4 فولادهاي ابزار آبديده (WATER HARDENING TOOL STEELS).. 94
5 ـ 1 ـ 5 فولادهاي قالب (MOLD STEELS) ………………………………………………. 95
5 ـ1ـ6فولادهاي‌ابزارهاي‌مخصوص (SPECCIAL-PURPOSE STEELS) TOOL ………. 96
5 ـ 1 ـ 7 فولادهاي ابزار تندبر (LIGH SPEED TOOL STEELS)……………………… 97
5 ـ 2 نقش عناصر آلياژي در فولادهاي تندبر: …………………………………………………….. 100
5 ـ 3 توسعه فولادهاي ابزار: ……………………………………………………………………. 101
فصل 6: موارد استفادة كلمپها ………………………………………………………………….. 103
6 ـ 1 موارد استفادة كلمپها و تاگلها در صنعت……………………………………………….. 104
6 ـ 1 ـ 1 كلمپ بادامكي: ………………………………………………………………………… 104
6 ـ 1 ـ 2 كلمپ مدل F : ……………………………………………………………………….. 105
6 ـ 1 ـ 3 كلمپ كوچك (يا عكس العمل سريع)…………………………………………………… 105
6 ـ 1 ـ 4 كلمپ پنوماتيكي: ………………………………………………………………………. 106
6 ـ 1 ـ 5 كلمپهاي قفل كن افقي:……………………………………………………………… 107
6 ـ 1 ـ 6 كلمپ قفل كن عمودي: ……………………………………………………………….. 108
6 ـ 1 ـ 7 كلمپ كششي عمل كننده:……………………………………………………………… 108
فصل 7: طراحي و ساخت ……………………………………………………………………….. 109
7 ـ 1 طراحي كلمپ فشاري: ……………………………………………………………………… 110
7 ـ 2 طراحي و ساخت:………………………………………………………………………….. 113
7 ـ 2 ـ 1 قدم‌اول‌درساخت‌كلمپ‌موردنظرليست‌تعدادقطعات‌بكاررفته‌دركلمپ است………………….. 113
7 ـ 2 ـ 2 تهيه نقشه‌هاي ساخت قطعات و انتخاب جنس مواد………………………………….. 115
7 ـ 2 ـ 3 چگونگي ساخت………………………………………………………………………… 120
منابع…………………………………………………………………………………………….. 124
خلاصه پایان نامه
وسايل اعمال نيروي داخلي نظير قيچيهاي اهرم مركب، پرچكنها، مكانيزمهاي قفل‌كن و غيره كاربرد بسيار زيادي در صنعت دارند. هدف از اين پروژه طراحي وسايل اعمال نيروي داخلي و ساخت نمونه‌اي از اين نوع وسايل است. در فصل اول تعريفي كلي از مكانيزم بيان مي‌شود كه طراحي و ساخت بر اصولي كه در اين فصل بيان شده قرار دارد. در فصل دوم در مورد مزيت مكانيكي انواع مكانيزمهاي اعمال نيروي داخلي و فرمولهاي مربوط به آن بحث مي‌شود و در پايان اين فصل نيز در مورد كمترين مزيت مكانيكي روابطي را مطرح مي‌كنيم.
از مطالب بحث شده در دو فصل قبل براي سنتز عددي، ابعادي و آناليز نيرويي استفاده مي‌كنيم. آشنايي با فولاد ابزار فصل 5 پروژه را به خود اختصاص داده و در اين فصل ما با انواع فولادهاي ابزار و تركيبات بكار رفته شده در آنها آشنا مي‌شويم.
در انتها در فصل 6 طراحي و ساخت نمونه‌اي از اين وسايل بيان مي‌گردد..
مقدمه:
مهندسي بر علوم پايه رياضيات، فيزيك و شيمي بنا شده است. در اغلب موارد، مهندسي شامل تحليل تبديل انرژي از چند منبع به يك يا چند محصول نهايي مي‌باشد كه با بكارگيري يك يا چند اصل اساسي از اين علوم را شامل مي‌شوند.
از ميان علوم مختلفي كه مهندسي مكانيك در مورد آن بحث مي‌كند تحليل و ساخت وسايل اعمال نيروي داخلي را مي‌توان نام برد.
وسايل اعمال نيروي داخلي نظير قيچيهاي اهرم مركب، پرچكنها، مكانيزمهاي قفل كن و غيره كاربرد بسيار زيادي در صنعت دارند و بالطبع طراحي آنها نيز از جايگاه خاصي برخوردار است.
در سنتز اين وسايل با استفاده از لينكيج‌هاي كمكي مناسب به 1- F = براي درجه آزادي با يك لينك ثابت (زمين) مي‌رسيم.
همچنين نيروي اعمال شده به قطعه كار مطابق با لينكهاي دوبل (عضو دو نيرويي) در لينكيچ كمكي هستند. اين لينك براي سنتز قطعات عملي مانند…
1 ـ 2 اهرم‌بندي چهار ميله:
بندواره‌ها در انواع متعدد ماشين‌ها و ابزارهاي مكانيكي بكار برده مي‌شوند. ساده‌ترين اهرم‌بندي با حلقه بسته چهار ميله مي‌باشد كه داراي سه اهرم متحرك (به اضافة يك اهرم ثابت) و چهار اتصال «چرخان»، «لولا شده» يا «پين شده» مي‌باشد (شكل 1 ـ 1). اهرمي كه به منبع تغذيه يا متحرك اولي وصل شده است، اهرم ورودي نام دارد A) 0 (A . اهرم خروجي لولاهاي متحرك B را به لولاي زمين 0 B وصل مي‌كند. كاپلر (ميله رابط) يا ميله شناور دو لولاي متحرك A و B را به هم وصل مي‌كند يعني رابط بين ورودي و خروجي مي‌باشد.
شكل 1 ـ 2 سه كاربرد بندواره چهار ميله را نشان مي‌دهد كه براي انجام كارهاي مختلف بكار رفته است. جرثقيل جابجا كنندة افقي در شكل 1 ـ 2 الف يك…
1 ـ 8 موقعيتهاي محدود و نقاط مرگ يك مكانيزم چهار ميله:
هنگامي كه يك مكانيزم چهار ميله براي موقعيتهاي ورودي و خروجي هماهنگ يا براي موقعيتهاي ورودي و ميله رابط هماهنگ طراحي شده است، طراح بايد تحرك‌پذيري پيوسته اهرم‌بندي طراحي شده را براي تمام اين موقعيت‌ها بررسي كند.
به هنگام بررسي تحرك‌پذيري، دو وضعيت وجود دارد كه توجه طراح را تضمين مي‌كند. يكي موقعيتهاي محدود و ديگر موقعيتهاي نقطه مرگ مكانيزم چهار ميله طراحي شده است.
موقعيت محدود براي ميله خروجي يك مكانيزم چهار ميله مطابق شكل 1 ـ 20 بصورت يك موقعيتي كه زاويه داخلي بين ميله رابطه و ميله ورودي ْ360 يا ْ180 خواهد شد تعريف شده است. بنابراين، وقتي يك مكانيزم در موقعيت محدودش است نقاط لولايي M و A و B روي يك خط راست قرا رمي گيرد. مكانيزم چهار ميله حداكثر دو موقعيت محدود دارد.
به خاطر حركتش، مكانيزم لنگ ـ آونگ داراي دو موقعيت محدود است. شكل 1 ـ 20 الف اولين موقعيت محدود را بيان مي‌كند. زاويه بين ميله ورودي 1 MA و ميله رابطه 1 B 1 A برابر ْ180 مي‌باشد. شكل 1 ـ 20 ب دومين موقعيت محدود را تشريح مي‌كند. زاويه بين ورودي 2 MA و ميله رابطه 2 B 2 A برابر ْ360 است.
اگر 1 L 4 q و 2 L 4 q دو موقعيت محدود ميله خروجي QB را نشان دهند، آنگاه f زاويه نوسان لنگ ـ آونگ عبارتست از:
f= QB زاويه نوسان ميله خروجي = q4 L 2 – q4 L 1 (1 ـ 3)
موقعيت نقطة مرگ ميلة خروجي مكانيزم چهار ميله به عنوان موقعيتي كه زاويه داخلي بين ميله رابط و ميله پيرو برابر ْ360 با ْ180 باشد تعريف…
2 ـ 1 مزيت مكانيكي:
يكي از معيارهاي اصلي كه طراح بايد از آن اطلاع داشته باشد ميزان قابليت يك بندواره مشخص از انتقال نيرو يا گشتاور است، بعضي از بندواره‌ها، مثل مجموعة چرخدنده، يك نسبت گشتاور ثابت را بين ورودي و خروجي انتقال مي‌دهد. زيرا يك نسبت سرعت ثابت بين ورودي و خروجي وجود دارد. ولي در يك اهرم‌بندي، اين چنين نيست. چگونه مي‌توانيم رابطة بين نيروي خروجي و نيروي ورودي را تعيين كنيم؟ دو مشاهده بدون تحليل قابل طرح مي‌باشد.
1 ـ همانطور كه در مجموعة چرخدندة مذكور اشاره گرديد، نسبت گشتاور تابعي از سرعت يا نسبت سرعت زاويه‌اي بين اهرم‌هاي خروجي و ورودي بندواره است.
2 ـ نسبت گشتاور تابعي از پارامترهاي هندسي است كه در مورد اهرم‌بندي‌ها به طور عمومي در خلال يك دور حركت بندواره تغيير خواهد كرد.
اگر فرض مي‌نماييم كه بندواره يك دستگاه محافظه‌كار است (يعني اتلاف انرژي در اثر اصطكاك، حرارت و غيره در مقايسه با كل انرژي انتقال يافته توسط دستگاه قابل اغماض است)، و اگر فرض كنيم كه اثراتي از نيروهاي اينرسي وجود ندارد و توان ورودي ) in (P برابر توان خروجي ) out (P باشد رجوع شود به شكل 2 ـ 1. آنگاه گشتاور ورودي ضرب در سرعت…
3 ـ سنتز وسايل اعمال نيروي داخلي:
(Internal Force Exerting Devices Synthesis)
قيچيهاي مركب، انبرقفلها، پرچكنها و كلمپهاي تاگل را مي‌توان جزئي از وسايل اعمال نيروي داخل دانست. اينگونه وسايل داراي يك نيروي اعمالي يا محرك هستند كه با P نمايش مي‌دهند و يك نيروي مقاوم كه با r F نمايش مي‌دهند. در اين وسايل درجه آزادي 1- در نظر گرفته مي‌شود.
3 ـ 1 سنتز قيچيهاي مركب (Compond Lever ships Synthesis)
خصوصيات لينكيج كمكي قيچيهاي مركب به شرح زير مي‌باشد.
1) 1- F = درجه آزادي آنها است.
2) حداقل دو لينك دوگانه (به علت دو نيروي P و r F ) وجود داشته باشد.
3) دو لينك دوگانه P و r F نبايستي بوسيلة لينك يكسان به هم وصل شوند زيرا در غير اينصورت قيچيهاي ساده بوجود مي‌آيد. (رجوع شود به شكلهاي 3 ـ 1 و 3 ـ 2 و 3 ـ 3)
3 ـ 2 سنتز پرچ‌كنهاي يوك (Yoke Riveters Syntheses)
خصوصيات اين نوع وسايل:
1) ساختار ساده
2) قابل حركت با دست
3) تقويت نيروي زيادي بين پيستون قدرت و پرچ (نقطه كار)
4) يك بخش از دو بخش قطعه كار و سيلندر قدرت نيوماتيك مي‌بايست به لينك زمين ثابت شوند.
5) بخش ديگر قطعه كار و پيستون قدرت نسبت به لينك زمين لغزش داشته باشند.
باتوجه به مواردبالا مشخصات لينكيج كمكي اين وسايل عبارت است از:
1) 1- F = درجه آزادي…
5 ـ 1 ـ 7 فولادهاي ابزار تندبر (LIGH SPEED TOOL STEELS)
اين فولادها معمولاً براي ابزارهاي برشي مورد استفاده قرار مي‌گيرند با وجود اينكه فولاد نوع T1 بعلت داشتن استحكام بالا و مقاومت سايشي عالي در بعضي مواقع جهت ساخت حديده مورد استفاده قرار مي‌گيرد ولي براي ساليان متمادي اين فولاد بعنوان ماده اصلي فولادهاي برشي مورد استفاده قرار گرفته است.
عناصر آلياژي در اين فولادها (جدول شماره 8) عبارتند از كربن، تنگستن، موليبدن، كرم، واناديم و كبالت كه نقش اصلي در خواص فولاد را در عنصر تنگستن و موليبدن ايفا مي‌نمايند و بر اين اصل فولادهاي تندبر را به دو نوع فولادهاي تندبر تنگستن‌دار از نوع T و موليبدن‌دار از نوع M تقسيم‌بندي مي‌نمايند.
همانطور كه در تاريخچه فولادهاي ابزار ذكر گرديد فولادهاي تندبر اوليه از نوع تنگستن‌دار بوده كه با تركيب 18% تنگستن، 4% كرم، 1% واناديم و 75/0% كربن در تقسيم‌بندي استاندارد AISI بعنوان فولاد تندبر نوع T1 معرفي گرديد. بعدها بعلت كاهش ذخاير تنگستن علل خصوص بعد از جنگ جهاني دوم، موليبدن بجاي تنگستن در تركيب فولادهاي تندبر وارده شده و نتيجه اين نوع تغيير تركيب در حال حاضر به صورت فولاد تندبر نوع N2 با تركيب شش درصد تنگستن، پنج درصد موليبدن، چهار درصد كرم، دو درصد واناديم و هشتاد و پنج صدم درصد كربن مي‌باشد كه…
منابع
1 ـ تركيب سينماتيكي بندگارها،
تأليف: ريچاردس هارتنبرگ، ژاك دناريت
ترجمه: محمد حسين صبور (عضور هيئت علمي دانشگاه سمنان)، محمدعلي نظري
2 ـ طراحي مكانيزمها (بندواره‌ها)
تأليف: اردمن، سندور
ترجمه: دكتر عباس راستگو (گروه مكانيك دانشكده فني ـ دانشگاه تهران)
3 ـ ايستايي
تأليف: جي-ال-مريام
ترجمه: مهندس مهرداد رهبري (عضو هيئت علمي دانشگاه صنعتي اميركبير)
4 ـ تحليل و تركيب‌بندي مكانيزمها
تأليف: اِ-اچ-سوني
ترجمه: دكتر عباس راستگو
5 ـ كاتالوگ كلمپها GOOD HAND
6 ـ كاتالوگ كلمپها – دستاكو
7 ـ ساودفيلد – كملپهاي پنوماتيك و تاگل
8ـ اصول و كاربرد عمليات حرارتي فولادها و چدن‌ها – تاليف محمدعلي گلعذار، دانشگاه صنعتي اصفهان.
9ـ اصول عمليات حرارتي فولادها – تاليف دكتر مهدي طاهري، دانشگاه تهران.