
- •О.А. Шипилова Теория механизмов и машин
- •130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов
- •130602 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»;
- •151001 «Технология машиностроения» очно-заочной формы обучения
- •Расчетно-графическая работа № 1 по теории механизмов и машин
- •Рычажного механизма»
- •Расчетно-графичекая работа № 2 по теории механизмов и машин «Кинематика многозвенных зубчатых передач»
- •§ 1. Структурный анализ плоских механизмов
- •1.1. Основные понятия и определения
- •12. Определение степени подвижности плоских механизмов
- •1.3. Структурная классификация механизмов по Ассуру – Артоболевскому
- •§ 2. Построение планов положений механизма
- •§ 3. Определение скоростей точек механизма методом планов скоростей
- •§ 4. Определение ускорений точек механизма методом планов ускорений
- •§ 5. Определение сил инерции
- •§ 6. Определение уравновешивающего момента методом н. Е. Жуковского
- •§ 6. Многозвенные зубчатые передачи
- •Список литературы
§ 6. Определение уравновешивающего момента методом н. Е. Жуковского
Уравновешивающий
момент, приложенный к ведущему звену
механизма, можно определить на основании
теоремы
Н. Е. Жуковского о жестком рычаге, суть
которой заключается
в следующем: «Если какой-либо механизм
с одной
степенью подвижности под действием сил
,
,
и
т.
д., приложенных к точкам А,
В, С и
т. д., находится в
равновесии, то в равновесии находится
и повернутый на 90°
план скоростей этого механизма,
рассматриваемый как жесткий
рычаг, вращающийся вокруг полюса р
и
нагруженный
теми же силами
,
,
и
т. д., приложенными соответственно
к точкам а,
b,
с и
т. д.».
Пример
6. Определить
уравновешивающий момент, действующий
на кривошип О1А
методом
Н.Е. Жуковского, если известны: силы Ри
моменты Ми
инерции, действующие на звенья механизма
(рис. 12); сила
производственного
сопротивления
=
140 Н.
Решение. Составим схему нагружения механизма внешними силами и силами инерции (рис. 12).
Схема
нагружения механизма
μl=0,01[м/мм]
Рис.
12
1. Определим силы тяжести по величине:
,
,
.
Векторы
сил тяжести
,
,
,
направлены вертикально вниз и приложены
в точках центров масс звеньев S2,
S3,
S4,
S5.
2.
Силу
производственного
сопротивления
прикладываем к
ползуну в точке Е
в направлении, противоположному движению
(противоположно вектору скорости
.
Рис. 13
Строим
в произвольном масштабе повернутый на
90° план скоростей механизма (рис. 13). Для
удобства принимаем
масштаб
=
0,00285 [м/с·мм],
при этом длины векторов
повернутого плана скоростей увеличатся
вдвое по
сравнению с векторами построенного
ранее плана скоростей.
Переносим на этот план заданную силу
производственного сопротивления
,
силы
тяжести G2,
G3
,
G4,
G5,
силы инерции
,
,
,
.
Перечисленные
силы (рис. 13) переносим параллельно самим
себе и прикладываем в одноименных точках
повернутого
на 90°
плана скоростей:
силы
,
,
G5
–
в точке е
плана;
силы
и G2
– в
точке
s2;
силы
и G3
– в точке
s3;
силы
и G4
-
в точке s4.
Пары
сил
и
,
и
,
и
от моментов инерции
,
и
также переносим
в одноименные точки, но так, чтобы
направление вращения пары сил совпадало
с направлением соответствующего момента
инерции. Так, например, пара сил
и
,
приложенная в точках а
и
b,
вращает отрезок а
b
плана по часовой стрелке и момент инерции
также имеет направление по часовой
стрелке. Пару сил
и
переносим в точки b
и
р,
направление вращения пары сил – по
часовой стрелке;
пару
сил
и
переносим в точки
d
и e,
направление вращения – по часовой
стрелке.
Уравновешивающий момент представим в виде:
.
В
точке а
плана
перпендикулярно
к вектору
pa
прикладываем силу
,
причем
направление выбираем произвольно.
Составляем уравнение моментов всех перенесенных на план скоростей сил относительно полюса р:
откуда:
где длины плеч измеряем по чертежу в миллиметрах.
Так
как численное значение уравновешивающей
силы
получили
положительное, то направление
уравновешивающего момента было выбрано
верно.
Определяем значение уравновешивающего момента:
.
ЗАДАНИЕ НА РАСТЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКУЮ РАБОТУ № 2
«Кинематика многозвенных зубчатых передач»
Построить план скоростей дифференциального механизма, считая заданными числа оборотов колес 1 и 4, определить число оборотов водила Н аналитическим и графическим методами.
Закреплением колеса 4 получить планетарную передачу и построить для нее план скоростей. Определить передаточное отношение i15 аналитическим и графическим методами.
Закреплением водила Н получить трехступенчатую зубчатую передачу и построить для нее план скоростей. Определить передаточное отношение i14 аналитическим и графическим методами.
Механизм № 1
параметры |
№№ вариантов |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Числа зубьев |
Z1 |
9 |
13 |
15 |
13 |
15 |
14 |
10 |
12 |
11 |
12 |
Z2 |
18 |
34 |
30 |
28 |
28 |
26 |
20 |
36 |
33 |
32 |
|
Z2' |
27 |
32 |
25 |
22 |
33 |
24 |
28 |
30 |
26 |
20 |
|
Z3 |
29 |
25 |
30 |
27 |
22 |
26 |
24 |
26 |
25 |
28 |
|
Z3' |
27 |
22 |
28 |
23 |
26 |
22 |
20 |
24 |
21 |
24 |
|
Z4 |
29 |
35 |
27 |
26 |
29 |
28 |
32 |
32 |
30 |
24 |
|
Модули в мм |
m1-3 |
7 |
9 |
8 |
6 |
10 |
5 |
4 |
5 |
4 |
7 |
Числа об/мин |
n1 |
60 |
60 |
90 |
90 |
90 |
40 |
60 |
120 |
70 |
60 |
n4 |
60 |
30 |
40 |
-60 |
60 |
-40 |
-40 |
90 |
-50 |
-30 |
|
Числа зубьев |
Zн |
35 |
39 |
42 |
37 |
44 |
38 |
34 |
33 |
36 |
40 |
Z5 |
22 |
26 |
21 |
18 |
24 |
16 |
10 |
23 |
14 |
20 |
Механизм № 2
параметры |
№№ вариантов |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Числа зубьев |
Z1 |
16 |
12 |
15 |
15 |
13 |
16 |
11 |
14 |
14 |
10 |
Z2 |
32 |
34 |
30 |
26 |
20 |
25 |
36 |
25 |
38 |
20 |
|
Z2' |
18 |
28 |
30 |
28 |
24 |
20 |
18 |
24 |
24 |
24 |
|
Z3 |
26 |
24 |
18 |
18 |
20 |
20 |
28 |
32 |
26 |
18 |
|
Z4 |
70 |
76 |
66 |
64 |
64 |
60 |
74 |
88 |
76 |
60 |
|
Модули в мм |
m1-3 |
7 |
5 |
9 |
8 |
10 |
7 |
6 |
6 |
7 |
9 |
Числа об/мин |
n1 |
230 |
160 |
110 |
200 |
120 |
210 |
180 |
150 |
180 |
90 |
n4 |
-60 |
-60 |
60 |
-50 |
-30 |
-30 |
-30 |
30 |
-30 |
60 |
|
Числа зубьев |
Zн |
40 |
32 |
48 |
36 |
30 |
38 |
42 |
46 |
34 |
50 |
Z5 |
42 |
36 |
56 |
40 |
34 |
44 |
46 |
48 |
38 |
58 |
Механизм № 3
параметры |
№№ вариантов |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Числа зубьев |
Z1 |
10 |
12 |
12 |
10 |
11 |
15 |
14 |
11 |
13 |
14 |
Z2 |
22 |
22 |
30 |
25 |
26 |
36 |
30 |
28 |
20 |
34 |
|
Z2' |
62 |
72 |
70 |
60 |
66 |
76 |
80 |
64 |
80 |
84 |
|
Z3 |
28 |
32 |
30 |
25 |
30 |
32 |
36 |
28 |
38 |
42 |
|
Z3' |
34 |
38 |
35 |
30 |
36 |
38 |
44 |
33 |
42 |
46 |
|
Z4 |
68 |
78 |
75 |
65 |
72 |
82 |
88 |
69 |
84 |
88 |
|
Модули в мм |
m1-3 |
4 |
5 |
3 |
3 |
5 |
4 |
4 |
3 |
6 |
6 |
Числа об/мин |
n1 |
90 |
70 |
70 |
90 |
80 |
60 |
50 |
80 |
60 |
50 |
n4 |
-45 |
-35 |
-35 |
-60 |
-40 |
-30 |
-25 |
-40 |
-30 |
-25 |
|
Числа зубьев |
Zн |
35 |
39 |
32 |
27 |
36 |
33 |
34 |
30 |
42 |
40 |
Z5 |
15 |
13 |
8 |
9 |
16 |
11 |
17 |
10 |
12 |
20 |
Механизм № 4
параметры |
№№ вариантов |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Числа зубьев |
Z1 |
15 |
13 |
11 |
10 |
14 |
15 |
12 |
14 |
10 |
12 |
Z2 |
26 |
22 |
32 |
25 |
28 |
30 |
30 |
32 |
20 |
24 |
|
Z2' |
20 |
24 |
18 |
26 |
24 |
18 |
28 |
24 |
24 |
24 |
|
Z3 |
19 |
20 |
20 |
20 |
30 |
18 |
18 |
22 |
18 |
24 |
|
Z4 |
56 |
64 |
58 |
66 |
64 |
54 |
64 |
68 |
60 |
72 |
|
Модули в мм |
m1-3 |
5 |
5 |
8 |
8 |
10 |
10 |
7 |
7 |
6 |
6 |
Числа об/мин |
n1 |
120 |
90 |
240 |
210 |
180 |
210 |
180 |
150 |
120 |
150 |
n4 |
60 |
60 |
-60 |
-30 |
-30 |
-60 |
-30 |
30 |
-30 |
-60 |
|
Числа зубьев |
Zн |
21 |
22 |
15 |
12 |
18 |
19 |
17 |
20 |
14 |
16 |
Z5 |
32 |
27 |
20 |
22 |
26 |
24 |
30 |
28 |
22 |
26 |
Механизм № 5
параметры |
№№ вариантов |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Числа зубьев |
Z1 |
9 |
11 |
15 |
15 |
12 |
9 |
11 |
13 |
13 |
14 |
Z2 |
27 |
33 |
25 |
30 |
32 |
18 |
22 |
29 |
26 |
28 |
|
Z2' |
22 |
26 |
29 |
24 |
20 |
28 |
27 |
24 |
24 |
30 |
|
Z3 |
22 |
20 |
25 |
20 |
21 |
25 |
24 |
27 |
23 |
26 |
|
Z3' |
19 |
18 |
22 |
18 |
17 |
22 |
21 |
18 |
20 |
24 |
|
Z4 |
25 |
28 |
32 |
26 |
24 |
31 |
30 |
33 |
27 |
32 |
|
Модули в мм |
m1-3 |
5 |
6 |
8 |
4 |
5 |
10 |
9 |
6 |
4 |
8 |
Числа об/мин |
n1 |
60 |
30 |
30 |
60 |
30 |
40 |
60 |
60 |
30 |
60 |
n4 |
-40 |
-90 |
-60 |
30 |
20 |
30 |
40 |
90 |
60 |
-30 |
|
Числа зубьев |
Zн |
34 |
35 |
33 |
32 |
30 |
20 |
24 |
26 |
28 |
31 |
Z5 |
38 |
37 |
39 |
36 |
34 |
28 |
32 |
30 |
32 |
40 |
Механизм № 6
параметры |
№№ вариантов |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Числа зубьев |
Z1 |
10 |
12 |
14 |
14 |
11 |
9 |
15 |
12 |
15 |
13 |
Z2 |
20 |
33 |
28 |
24 |
25 |
22 |
30 |
24 |
27 |
26 |
|
Z2' |
70 |
84 |
68 |
66 |
64 |
80 |
72 |
62 |
82 |
60 |
|
Z3 |
32 |
44 |
30 |
36 |
32 |
40 |
34 |
25 |
41 |
27 |
|
Z3' |
36 |
42 |
34 |
30 |
34 |
42 |
38 |
28 |
46 |
32 |
|
Z4 |
74 |
82 |
72 |
60 |
68 |
82 |
76 |
65 |
87 |
65 |
|
Модули в мм |
m1-3 |
6 |
7 |
3 |
6 |
5 |
5 |
3 |
4 |
7 |
4 |
Числа об/мин |
n1 |
-100 |
-75 |
-105 |
-140 |
-150 |
-90 |
-135 |
-120 |
-80 |
-110 |
n4 |
25 |
30 |
30 |
60 |
50 |
30 |
45 |
40 |
20 |
20 |
|
Числа зубьев |
Zн |
40 |
44 |
30 |
38 |
36 |
34 |
32 |
26 |
40 |
28 |
Z5 |
46 |
50 |
34 |
44 |
42 |
39 |
36 |
30 |
48 |
32 |
Механизм № 7
параметры |
№№ вариантов |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Числа зубьев |
Z1 |
15 |
11 |
13 |
10 |
12 |
12 |
10 |
10 |
14 |
14 |
Z2 |
28 |
24 |
24 |
30 |
22 |
26 |
20 |
22 |
28 |
26 |
|
Z2' |
26 |
30 |
22 |
28 |
20 |
24 |
18 |
20 |
26 |
24 |
|
Z3 |
18 |
26 |
22 |
22 |
24 |
28 |
26 |
28 |
24 |
20 |
|
Z3' |
22 |
20 |
26 |
30 |
20 |
22 |
18 |
24 |
28 |
24 |
|
Z4 |
66 |
76 |
70 |
80 |
64 |
74 |
62 |
72 |
78 |
68 |
|
Модули |
m1-3 |
5 |
6 |
5 |
6 |
5 |
6 |
5 |
6 |
6 |
5 |
Числа об/мин |
n1 |
70 |
85 |
80 |
70 |
85 |
80 |
90 |
90 |
75 |
75 |
n4 |
20 |
30 |
30 |
20 |
30 |
30 |
40 |
40 |
20 |
20 |
|
Числа зубьев |
Zн |
42 |
36 |
46 |
34 |
38 |
32 |
40 |
30 |
42 |
48 |
Z5 |
48 |
44 |
50 |
60 |
46 |
42 |
48 |
40 |
50 |
54 |
Механизм № 8
параметры |
№№ вариантов |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Числа зубьев |
Z1 |
12 |
13 |
10 |
15 |
14 |
13 |
10 |
12 |
14 |
15 |
Z2 |
28 |
32 |
22 |
32 |
36 |
24 |
34 |
20 |
26 |
30 |
|
Z2' |
76 |
72 |
78 |
80 |
74 |
70 |
60 |
64 |
76 |
70 |
|
Z3 |
30 |
20 |
34 |
36 |
24 |
24 |
24 |
22 |
30 |
26 |
|
Z3' |
22 |
18 |
22 |
24 |
20 |
18 |
18 |
18 |
20 |
24 |
|
Z4 |
24 |
34 |
22 |
20 |
30 |
28 |
18 |
24 |
26 |
20 |
|
Модули |
m1-3 |
6 |
6 |
5 |
5 |
6 |
4 |
4 |
4 |
5 |
6 |
Числа об/мин |
n1 |
60 |
75 |
45 |
55 |
40 |
40 |
60 |
70 |
50 |
50 |
n4 |
110 |
100 |
120 |
80 |
90 |
100 |
120 |
110 |
90 |
80 |
|
Числа зубьев |
Zн |
32 |
30 |
24 |
26 |
40 |
22 |
30 |
24 |
28 |
36 |
Z5 |
40 |
42 |
32 |
36 |
46 |
30 |
38 |
32 |
34 |
44 |
Механизм № 9
параметры |
№№ вариантов |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Числа зубьев |
Z1 |
9 |
12 |
11 |
10 |
11 |
10 |
14 |
13 |
12 |
15 |
Z2 |
27 |
24 |
22 |
22 |
33 |
20 |
28 |
26 |
28 |
30 |
|
Z2' |
18 |
24 |
20 |
20 |
24 |
30 |
28 |
32 |
26 |
20 |
|
Z3 |
26 |
24 |
22 |
24 |
20 |
32 |
20 |
28 |
30 |
26 |
|
Z3' |
22 |
26 |
28 |
20 |
28 |
24 |
24 |
22 |
32 |
26 |
|
Z4 |
66 |
74 |
70 |
64 |
72 |
86 |
72 |
82 |
88 |
72 |
|
Модули |
m1-3 |
6 |
5 |
4 |
4 |
8 |
7 |
3 |
6 |
7 |
6 |
Числа об/мин |
n1 |
140 |
160 |
150 |
120 |
100 |
110 |
180 |
120 |
90 |
150 |
n4 |
40 |
45 |
50 |
30 |
45 |
20 |
60 |
40 |
30 |
30 |
|
Числа зубьев |
Zн |
24 |
26 |
20 |
18 |
28 |
26 |
22 |
30 |
36 |
24 |
Z5 |
24 |
28 |
22 |
20 |
14 |
18 |
30 |
24 |
12 |
32 |
Механизм № 10
параметры |
№№ вариантов |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Числа зубьев |
Z1 |
13 |
14 |
11 |
14 |
15 |
9 |
12 |
10 |
13 |
10 |
Z2 |
26 |
28 |
22 |
25 |
30 |
27 |
24 |
24 |
39 |
20 |
|
Z2' |
76 |
68 |
74 |
72 |
80 |
60 |
64 |
78 |
70 |
62 |
|
Z3 |
32 |
26 |
34 |
30 |
36 |
22 |
26 |
28 |
24 |
24 |
|
Z3' |
24 |
22 |
22 |
18 |
26 |
18 |
20 |
20 |
24 |
20 |
|
Z4 |
20 |
20 |
18 |
24 |
18 |
20 |
18 |
30 |
22 |
18 |
|
Модули в мм |
m1-3 |
4 |
5 |
3 |
4 |
3 |
6 |
5 |
5 |
4 |
5 |
Числа об/мин |
n1 |
140 |
130 |
80 |
120 |
90 |
90 |
110 |
150 |
160 |
100 |
n4 |
70 |
100 |
60 |
100 |
120 |
90 |
80 |
50 |
90 |
120 |
|
Числа зубьев |
Zн |
14 |
10 |
20 |
13 |
18 |
20 |
16 |
22 |
12 |
8 |
Z5 |
42 |
35 |
30 |
26 |
36 |
25 |
24 |
33 |
40 |
24 |