Министерство образования и науки Республики Татарстан

Альметьевский государственный нефтяной институт

О.А. Шипилова, е.Ю. Москвина, р.И. Тимергалиев Анализ механизмов

Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию по дисциплине «Теория механизмов и машин» для студентов специальностей 151001 «Технология машиностроения», 130602 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» очной, заочной и очно-заочной форм обучения

Альметьевск 2009

УДК 621.01

Ш 63

О.А. Шипилова, Е.Ю. Москвина, Р.И. Тимергалиев

Ш 63 Анализ механизмов: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию по дисциплине «Теория механизмов и машин» для студентов специальностей 151001 «Технология машиностроения», 130602 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» очной, заочной и очно-заочной форм обучения. – Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2009. – 62 с.

В учебно-методическом пособии «Анализ механизмов» дана методика решения задач структурного, кинематического и динамического анализа плоских рычажных механизмов и подробно рассмотрен комплексный числовой пример по решению таких задач. Методическое пособие позволит студентам избежать характерных ошибок при самостоятельном выполнении курсового проекта.

Печатается по решению учебно-методического совета АГНИ.

Рецензенты:

К.ф.-м.н., доцент Шляхов А.Г.

Инженер «СМП-Нефтегаз», к.ф.-м.н. Мирсаитов Р.Г.

© Альметьевский государственный

нефтяной институт, 2009

Содержание

Введение………………………………………………………………………4

СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ………………………………5

1.1. Определение степени подвижности плоских механизмов………..….5

1.2. Структурная классификация механизмов по Ассуру…………….…..6

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ………………………10

2.1. Построение планов положений………………………………………..11

2.2. Построение траекторий точек……………………………………....13

2.3. Построение планов скоростей………………………………………..16

2.4. Построение планов ускорений……………………………………..….26

2.5. Кинематический анализ механизмов методом диаграмм..…………35

ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ………………………….40

3.1. Определение сил и моментов инерции звеньев………………………..40

3.2. Кинетостатический расчет механизмов методом

планов сил……………………………………………………………….43

3.3. Определение уравновешивающей силы методом Жуковского……….58

Вопросы для самоконтроля ………………………………………………...61

Литература….………………………………………………………………62

Введение

Целью теории механизмов и машин является анализ и синтез типовых механизмов и их систем. Под типовыми механизмами понимают простые механизмы, имеющие при различном функциональном назначении широкое применение в машинах, для которых разработаны типовые методы и алгоритмы синтеза и анализа. В настоящем учебном пособии рассматривается анализ типовых рычажных механизмов.

Исследование механизмов и машин обычно выполняется в три этапа: от простого общего к более сложному детализированному с дальнейшим обобщением полученных результатов анализа.

Первому этапу соответствует – структурный анализ механизмов. Структура механизма, то есть система связей между его элементами – звеньями, определяет его передаточную функцию, устанавливающую зависимость между перемещениями входных и выходных звеньев, а также между силовыми факторами на входе и выходе. На первом уровне рассматривается статическая модель механизма, то есть его структурная схема.

Второму этапу соответствует кинематический анализ механизмов. Основная кинематическая характеристика – мгновенная скорость, характеризующая быстроту движения определенного элемента (точки, звена) в данном положении.

Третьему этапу исследований соответствует динамический анализ механизмов. Задача этого анализа состоит в установлении связи между движением объекта в реальном времени и внешними и внутренними силовыми факторами. При исследовании и создании механизмов и машин возникает необходимость решения двух задач динамики – прямой и обратной. В прямой задаче динамики определяется закон движения механизма при заданном управляющем силовом воздействии. При заданной схеме механизма из решений уравнений движения определяется кинематические и динамические характеристики механизма. Эту задачу принято называть динамическим синтезом.

При решении обратной задачи определяется требуемое управляющее силовое воздействие, обеспечивающее заданный закон движения системы. При заданных внешних силах необходимо определить динамическую нагрузку механизма (силы инерции, реакции в кинематических парах). Эту задачу принято называть динамическим анализом.

При динамическом исследовании звенья механизма считаются жесткими, поскольку их упругая деформация невелика и практически не влияет на характер движения.