9

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ»

Кафедра «Теория механизмов и машин»

Одобрено

методической комиссией

общетехнических дисциплин

Кинематический и силовой расчет механизма Методические указания к курсовому проектированию по теории

механизмов и машин

Москва 2004

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………… 3

1. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА………………………. 3

2. ПОСТРОЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЙ МЕХАНИЗМА…………………… 4

2.1. Крайние положения механизма………………………………… 4

2.2. Выбор положений механизма, соответствующих рабочему

и холостому ходу, и определение внешней силы

Для механизмов станков и прессов……………………….. 6

Для механизмов компрессоров……………………………. 8

Для механизмов двигателей внутреннего сгорания……… 9

3. ПОСТРОЕНИЕ ПЛАНОВ СКОРОСТЕЙ И УСКОРЕНИЙ………… 11

4. КИНЕТОСТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА……………… 19

4.1. Определение сил инерции звеньев………………………………. 19

4.2. Определение реакций в кинематических парах и

уравновешивающей силы……………………………………… 21

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРАВНОВЕШИВАЮЩЕЙ СИЛЫ

С ПОМОЩЬЮ РЫЧАГА ЖУКОВСКОГО…………………………… 27

6. ПРИМЕР КИНЕМАТИЧЕСКОГО И КИНЕТОСТАТИЧЕСКОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМА…………………………………… 27

6.1. Структурный анализ механизма………………………………… 29

6.2. Построение положений механизма……………………………… 30

6.3. Построение планов скоростей и ускорений…………………… 30

6.4. Кинетостатический расчет механизма…………………………….35

6.4.1. Определение сил инерции звеньев…………………………. 35

6.4.2. Определение реакций в кинематических парах

и уравновешивающей силы…………………………………. 36

6.5. Определение уравновешивающей силы с помощью

рычага Жуковского…………………………………………………. 43

___________________________________________________________________

В в е д е н и е

В настоящих методических указаниях рассматривается решение задач кинематического анализа и силового расчета плоских рычажных механизмов.

Задачи кинематического анализа: определение положений механизма по заданному положению начального звена (за начальное звено во всех механизмах, данных в заданиях на курсовой проект, принимаем кривошип); определение скоростей и ускорений характерных точек механизма по заданной скорости и ускорению начального звена. Кинематический анализ проводим графическими методами: положения звеньев механизма определяем методом засечек; скорости и ускорения различных точек звеньев определяем методом построения планов скоростей и ускорений.

Задачи силового расчета: определение реакций во всех кинематических парах и уравновешивающей силы F_ур (или уравновешивающего момента М_ур) на кривошипе. Силовой расчет выполняем на основе принципа Даламбера, согласно которому в число заданных сил включаем силы инерции и рассматриваем равновесие полученной системы. Такой расчет механизма называется кинетостатическим.

Все исследования проводим, вводя следующие допущения:

1. Считаем, что кривошип вращается равномерно (₁ = const).

2. Не учитываем трение в кинематических парах.

3. Считаем, что все силы действуют в одной плоскости.

При выполнении листа курсового проекта требуется:

1. Провести структурный анализ механизма.

2. Построить механизм в четырех положениях: два крайних положения, одно положение, соответствующее рабочему ходу выходного звена, и одно положение, соответствующее холостому ходу.

3. Построить планы скоростей и ускорений для трех положений механизма: для положений, соответствующих рабочему и холостому ходу, и для одного из крайних положений.

4. Для положения механизма, соответствующего рабочему ходу, провести кинетостатический расчет:

а) определить силы инерции звеньев,

б) определить реакции во всех кинематических парах и уравновешивающую F _ур силу на кривошипе.

5. Для проверки определить уравновешивающую силу с помощью рычага Жуковского.