
- •Теория механизмов и машин
- •Введение
- •1. Структурный анализ плоских механизмов.
- •1.1. Цель и задачи структурного анализа.
- •1.2. Число степеней свободы плоского механизма.
- •1.3. Определение структурной формулы механизма.
- •1.4. Наиболее распространенные при структурном анализе ошибки.
- •2. Структурный синтез механизмов
- •2.1. Основные понятия синтеза механизмов
- •2.2. Задачи синтеза
- •2.3. Основные условия синтеза
- •2.4.Ограничения
- •2.4.1. Условия существования кривошипа
- •2.4.2. Ограничение углов давления в рычажных механизмах
- •2.4.3. Коэффициент изменения средней скорости ведомого звена
- •2.5. Задачи синтеза рычажных механизмов
- •2.6. Синтез кривошипно-коромысловых механизмов
- •2.6.1. Синтез шарнирного четырехзвенника по трем положениям входного и выходного звеньев
- •2.6.2. Синтез шарнирного четырехзвенника по заданному коэффициенту изменения скорости
- •2.6.3. Синтез кривошипно-коромыслового механизма по известному углу размаха коромысла и длине стойки
- •2.7. Синтез кривошипно-ползунных механизмов
- •2.7.1. Синтез кривошипно-ползунного механизма по коэффициенту изменения средней скорости и ходу ползуна
- •2.7.2. Синтез кривошипно-ползунного механизма по заданному ходу ползуна и максимальным углам давления рабочего и холостого ходов
- •2.8. Синтез кулисных механизмов
- •2.8.1. Синтез кулисного механизма по заданному коэффициенту
- •2.8.2.Синтез механизма с вращающейся кулисой
- •3.Кинематический анализ плоских механизмов аналитическим методом.
- •3.1 Определение положений звеньев методом векторного замкнутого контура.
- •3.2 Определение скоростей и ускорений в плоских рычажных механиз- мах аналитическим методом.
- •3.2 Графоаналитический метод (метод планов)
- •3.2.1 Порядок кинематического анализа
- •3.2.2 Построение планов положений механизма
- •3.3 Построение планов скоростей и ускорений плоских механизмов II класса
- •2.4 Построение планов скоростей и ускорений кулисных механизмов
- •Пример 3.3
- •4. Динамический анализ рычажного механизма
- •4.1 Классификация сил, действующих на звенья механизмов
- •4.2 Определение инерционной нагрузки звеньев
- •1.3 Условие статической определимости плоских механизмов с низшими парами
- •1.4 Последовательность определения реакций в кинематических парах
- •1.5 Силовой анализ структурных групп второго класса (диад)
- •4.6 Силовой анализ входного звена
- •4.7 Определение уравновешивающей силы по методу Жуковского
- •4.8 Потери мощности на трение
- •4.9 Методические указания к выполнению раздела курсового проекта по тмм. Динамический анализ рычажного механизма
- •4.9.1 Исходные данные
- •4.9.2 Задачи динамического анализа
- •4.9.3 Объем задания
- •4.9.4 Вопросы для самопроверки
- •5.Анализ и синтез кулачкового механизма.
- •5.1.Объем и содержание задания:
- •5.2.Общие сведения.
- •5.3Построение графиков.
- •5.4.Определение масштабных коэффициентов графиков.
- •5.5.Определение минимального радиуса кулачка.
- •5.6.Построение профиля кулачка
- •Определение минимального радиуса кулачка
- •Построение профиля кулачка
- •6.Требования к оформлению и защите курсового проекта по тмм.
- •6.1 Общие положения
- •6.1.1 Цель и задачи курсового проектирования
- •6.1.2 Задание на проектирование
- •6.1.3 Содержание проекта
- •6.1.4 Оформление проекта
- •6.1.4.1 Графическая часть
- •6.1.4.2 Расчетно-пояснительная записка
- •6.2. Защита курсового проекта
- •6.3 Порядок выполнения разделов проекта
- •6.3.1 Динамический синтез рычажного механизма по коэффициенту неравномерности движения
- •6.3.1.1 Порядок выполнения работы
- •6.3..1.2 Графическая часть (лист I)
- •6.3..1.3 Пояснительная записка к листу I
- •6.3.2 Динамический анализ рычажного механизма
- •6.3..2.1 Порядок выполнения работы
- •6.3.2.2 Графическая часть (лист 2)
- •6.3.2.3 Пояснительная записка к листу 2
- •6.3.3 Проектирование и кинематическое исследование зубчатой передачи и планетарного механизма
- •6.3.3.1 Порядок выполнения работы
- •6.3.3.2 Графическая часть (лист 3)
- •6.3.3.3 Пояснительная записка к листу 3
- •6.3.4 Синтез кулачкового механизма
- •6.3.4.1 Порядок выполнения работы
- •6.3.4.2 Графическая часть (лист 4)
- •6.3.4.3 Пояснительная записка к листу 4
- •4 Планетарный редуктор
- •3 Схема привода механизма
- •2 График сил сопротивления
- •Пример выполнения курсового пректа по тм
- •1 Динамический синтез рычажного механизма по коэффициенту неравномерности хода машины
- •1.1 Цели и задачи
- •1.2 Структурный анализ рычажного механизма
- •1.3 Выбор масштабных коэффициентов. Описание построения планов положения механизма. Построение диаграммы внешних сил
- •1.4 Двенадцать повернутых на 900 планов скоростей
- •1.5 Динамическая модель рычажного механизма
- •1.6 Определение приведенной силы сопротивления и момента приведенной силы сопротивления
- •1.7 Расчет кинетической энергии и приведенного момента инерции
- •1.8 Построение графиков и кривой Виттэнбауэра
- •1.9 Определение избыточной работы и момента инерции маховика
- •1.10 Определение положения максимальной нагрузки и расчет углового ускорения
- •2 Динамический анализ рычажного механизма
- •2.1 Постановка задач
- •2.2 Построение плана скоростей и ускорений рычажного механизма
- •2.3 Определение инерционной нагрузки звеньев
- •2.4 Силовой анализ методом планов сил
- •2.5 Силовой анализ методом Жуковского
- •2.6 Потери мощности на трение в кинематических парах
- •2.7 Мощность двигателя
- •3. Синтез и анализ зубчатых механизмов
- •3.1 Постановка задачи
- •3.2 Расчет параметров эвольвентного зубчатого зацепления
- •3.3 Построение картины эвольвентного зацепления
- •3.4 Коэффициент торцового перекрытия
- •3.5 Определение передаточного отношения, и подбор чисел зубьев
- •3.6 Построение схемы редуктора и планов скоростей
- •3.7 Построение плана. Аналитический и графический расчет частот вращения
- •4 Синтез и анализ кулачкового механизма
- •4.1 Цели и задачи
- •4.2 Графическое исследование заданного закона движения
- •4.3 Определение масштабных коэффициентов
- •4.4 Определение минимального радиуса кулачка
- •4.5 Построение профиля кулачка и определение радиуса ролика
- •4.6 Диаграмма изменения угла давления. Максимальные скорость и ускорение
- •Контрольные задания с примерами выполнения для студентов заочного курса обучения
- •Пример выполнения задачи 1
- •Пример выполнения задачи 2
- •Решение
- •Пример выполнения задачи 3
- •Задача 4 Вариант 0
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Пример выполнения задачи 4
- •Литература
- •Теория механизмов имашин Учебное пособие к выполнению курсового проекта и контрольной работы по дисциплине «Теория механиз-мов и машин » для студентов механических специапь-ностей
Пример выполнения задачи 2
Для
шестизвенного рычажного механизма
определить скорости и ускорения всех
шарнирных точек, а также величины и
направления угловых скоростей и ускорений
звеньев в заданном положении входного
звена АВ, построив план скоростей и
ускорений.
Дано:
Схема 16 Вариант 5 |
|
BС=0,8 АВ; АС=0,3 АВ; СД=АВ; АЕ=0,4 АВ;
|
|
АВ, м |
0,3 |
ωАВ, рад/с |
300 |
φ, град |
150 |
Решение
1. Определим недостающие размеры:
BС=0,8 АВ=0,8·0,3= 0,24м;
АС=0,3 АВ=0,3·0,3= 0,09м;
СД=АВ=0,3м;
АЕ=0,4 АВ=0,4·0,3= 0,12м;
2. Строим схему механизма в масштабе
μs = 0,002 м/мм.
[СД] = 150мм;
[АС] = 45 мм;
[АЕ] = 60 мм;
[АВ] = 150 мм;
[BС] = 120 мм;
3. Определение скоростей точек механизма
Определяем скорость конца кривошипа В1
После определения скорости, выбираем масштабный коэффициент:
Определяем скорость точки С:
Далее определяем скорость точки В3. Для этого составляем систему уравнений.
Скорость точки Е равна нулю т.к. эта точка принадлежит стойке (VЕ = 0 м/с).
Решаем систему уравнений графически и по построению определяем скорость точки В3 по величине, замерев отрезок [pvb3] и умножив на масштабный коэффициент:
Скорость точки Д3 , принадлежащая кулисе 3 определяем по свойству подобия:
Скорость точки Д5, принадлежащей ползуну 5, определим из системы уравнений:
Решаем систему уравнений графически и определяем скорость точки Д5 по величине:
По
построению определяем скорости
,
и
:
Определяем угловые скорости звеньев:
4. Определение ускорений точек механизма
Определяем ускорения точки В1 на кривошипе АВ при условии, что ω1=const:
Нормальное ускорение направлено по звену, к центру вращения:
Касательное ускорение перпендикулярно звену:
Определяем масштабный коэффициент плана ускорений:
.
План ускорения строится в той же последовательности что и план скоростей.
аЕ=0 м/с2
Величина Кориолисова ускорения для плоских механизмов определяется по формуле:
На
пересечении двух касательных ускорений
получаем точку b3
,
соединив ее с полюсом, получаем ускорение
Далее по свойству подобия находим ускорение точки Д3:
Определим угловые ускорения звена 3 и 5:
Задача 3.
Варианты схем |
Числа зубьев |
Варианты числовых данных |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
1 |
z1 = z3` z2 = z4 |
10 |
15 |
12 |
15 |
10 |
14 |
12 |
14 |
10 |
15 |
20 |
28 |
24 |
25 |
15 |
26 |
18 |
28 |
18 |
30 |
||
2 |
z1 = z2` =z5 z2 = z4 |
12 |
10 |
11 |
13 |
14 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
35 |
26 |
32 |
30 |
35 |
28 |
33 |
30 |
28 |
24 |
||
3 |
z1 = z5 z2 = z4 |
10 |
14 |
15 |
10 |
12 |
15 |
14 |
10 |
15 |
12 |
18 |
28 |
30 |
15 |
18 |
25 |
26 |
20 |
28 |
24 |
||
4 |
z1 = z2` =z5 z2 = z4 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
35 |
28 |
30 |
32 |
26 |
32 |
30 |
35 |
33 |
28 |
||
5 |
z1 = z2` =z5 z2 = z4 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
14 |
13 |
12 |
10 |
25 |
33 |
30 |
28 |
32 |
35 |
30 |
26 |
26 |
28 |
||
6 |
z1 = z2` =z3` z2 = z4 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
12 |
13 |
14 |
15 |
40 |
38 |
39 |
36 |
33 |
30 |
34 |
36 |
40 |
35 |
||
7 |
z1 = z3` z2 = z4 |
15 |
12 |
10 |
12 |
15 |
10 |
14 |
12 |
15 |
10 |
28 |
24 |
15 |
18 |
30 |
20 |
28 |
24 |
25 |
18 |
||
8 |
z1 = z2` =z5 z2 = z4 |
12 |
10 |
14 |
15 |
13 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
30 |
28 |
32 |
35 |
26 |
25 |
33 |
26 |
28 |
30 |
||
9 |
z1 = z2` =z3` z2 = z3 = z4 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
15 |
14 |
13 |
12 |
30 |
33 |
36 |
39 |
38 |
40 |
35 |
40 |
36 |
34 |
||
10 |
z1 = z5 z2 = z4 |
15 |
14 |
12 |
10 |
12 |
14 |
15 |
10 |
10 |
15 |
25 |
26 |
24 |
20 |
18 |
28 |
30 |
15 |
18 |
28 |
||
11 |
z1 = z3` =z6 z2 = z4 = z7 |
20 |
18 |
17 |
16 |
15 |
14 |
12 |
10 |
9 |
13 |
35 |
34 |
32 |
30 |
28 |
26 |
25 |
20 |
24 |
27 |
||
12 |
z1 = z5 z2 = z4 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
24 |
26 |
28 |
30 |
35 |
36 |
35 |
38 |
40 |
40 |
||
13 |
z1 = z2` =z3` z2 = z4 |
18 |
17 |
16 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
42 |
40 |
38 |
40 |
35 |
35 |
30 |
28 |
27 |
27 |
||
14 |
z1 = z2` =z5 z2 = z4 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
25 |
27 |
33 |
36 |
30 |
35 |
45 |
40 |
35 |
45 |
||
15 |
z1 = z2` =z3` z2 = z3 = z4 |
18 |
17 |
16 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
45 |
34 |
42 |
40 |
42 |
40 |
36 |
33 |
30 |
30 |
||
16 |
z2 = z4 z3 = z3` |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
32 |
33 |
35 |
60 |
64 |
68 |
70 |
72 |
75 |
72 |
75 |
78 |
80 |
||
17 |
z1 = z4 =z6 z2 = z5 = z7 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
20 |
30 |
32 |
35 |
26 |
28 |
35 |
40 |
51 |
36 |
40 |
||
18 |
z1 = z2` =z5 z2 = z4 |
18 |
17 |
16 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
36 |
51 |
40 |
35 |
32 |
28 |
30 |
33 |
25 |
24 |
||
19 |
z1 = z2` =z3` z2 = z4 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
25 |
27 |
30 |
28 |
39 |
35 |
40 |
48 |
51 |
45 |
||
20 |
z1 = z2` =z3` z2 = z3 = z4 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
20 |
25 |
33 |
30 |
36 |
28 |
40 |
48 |
50 |
40 |
45 |
Для замкнутого дифференциального зубчатого соосного редуктора опре-елить аналитически и графически передаточное отношение от входного вала 1 к валу подвижного корпуса – барабана. Незаданные значения чисел зубцов опре-елить из условий соосности редуктора, считая все колёса нулевыми, а модули зацепления колёс одинаковыми (рис. 5., рис. 6. табл. 3.)
Таблица 3.
3
5
4
2
3`
3 |
6 |
1
1
2
2`
3
5
3`
4
3
3`
4
5
2 |
7 |
1
3
2
4
5
3`
2`
2
1
5
4
3`
3 |
8 |
2`
3
5
4
2
1
3`
2
2`
4
5
3
3`
1 |
9 |
3
2`
2
1
3`
4
5
5
1
2
3
3`
4 |
10 |
Рис. 5. Схемы зубчатых механизмов.
3
2
5
5`
7
6
4
3`
1
3
3`
4
1
5
2 |
16 |
1
3
3`
2
4
5
3
3`
3``
2
1
5
4
7
6 |
17 |
3
3`
4
1
2
2`
5 |
18 |
1
2
3
3`
2`
4
5
5
4
3`
3
2`
2
1 |
19 |
2
1
2`
5
4
3
3`
3`
3
4
5
2`
2
1 |
20 |
Рис. 6 Схемы зубчатых механизмов.