5.2. Введение

Целью курсового проекта по дисциплине «Теория машин и механизмов» является:

• закрепление, расширение и углубление теоретических знаний по основным разделам курса;

• приобретение навыков практического применения полученных теоретических знаний и комплексному решению конкретных задач, предусмотренных курсовым проектом;

• получение навыков самостоятельного и творческого подхода к решению конкретных инженерных задач;

• обучению самостоятельному пользования специальной литературой: каталогами, справочниками, стандартами;

• выработка навыков оформления технической документации, составления пояснительной записки и оформление чертежей и схем, согласно стандартам ЕСКД;

• подготовка к более сложным последующим курсовым проектам по другим дисциплинам и к заключительному этапу учебного процесса – выполнению и защиты дипломного проекта.

5.3. Структурный анализ рычажного механизма

Кривошипно-шатунный механизм состоит из следующих звеньев:

0 – стойка;

1 – кривошип;

2 – камень кулисы;

3 – кулиса;

4 – ползун;

5 – направляющая.

Количество подвижных звеньев n=5, количество низших кинематических пар p_н=7, количество высших кинематических пар p_в=0.

Степень подвижности механизма определяется по формуле Чебышева:

W = 3n – 2p_н – p_в = 3*5 – 2*7 – 0 = 1.

Составим структурную группу механизма и определим их класс и порядок.

Стойка-кривошип – механизм I класса

Камень кулисы-кулиса – группа Ассура II класса 2 порядка

Ползун-направляющая – группа Ассура II класса 2 порядка.

Таким образом исследуемых механизм, обладающей одной степенью подвижности, можно рассматривать как образованный путем последовательного присоединения к стойке 0 и ведущему звену 1 двух групп Ассура, состоящих из звеньев 2, 3 и 4, 5.

Формула строения механизма:

I (0; 1) → II₂ (2; 3) → II₂ (4; 5)

5.4. Кинематический анализ механизма

5.4.1. Построение планов механизма

Определяем угол качения кулисы по заданному коэффициенту изменения скорости:

Определение длин звеньев:

Вычисляем величину масштабного коэффициента:

5.4.2. Построение планов скоростей

Рассчитываем угловую скорость кривошипа по формуле:

Найдем скорость ведущего звена группы (0; 1) B₁ (V_B1).

Изображаем скорость отрезка Pb₁ равным по величине 110 мм, получаем величину масштабного коэффициента:

Выбираем полюс P. Отрезок Pb₁ направлен перпендикулярно кривошипу в сторону его вращения. В группе (2; 3) определяем сначала скорость V_B3, которая в данном положении механизма совпадает с точкой B₁. Рассматривая движение точки B₃ сначала по отношению к центру шарнира B₁, запишем 2 векторных уравнения:

Скорость скольжения точки B₃ кулисы 3 относительно центра B₁ шарнира направлена перпендикулярно CB.

– относительная скорость точки B₃ во вращательном движении точки звена 3 вокруг точки C. V_C = 0, т. е. она неподвижна.

Из точки P проводим pd₃ перпендикулярно звену CD. Из точки b₁ проводим b₁b₃ параллельно звену CD. pd₃ является абсолютной скоростью кулисы B₃.

Длину отрезка pd₃ найдем из соотношения:

Зная длину отрезка pd₃ = 157.9 мм, в группе Ассура (4-5) определяем скорость точки E₅. Запишем векторное уравнение скорости для точки E₅.

Скорость выходного звена E₅ находится графически, путем пересечения двух векторов из точки P проводим отрезок Pe₅, параллельно оси X-X. Из точки d₃ проводим d₃e₅ перпендикулярно звену 5. Используя план скоростей, находим отрезки векторов скоростей:

Pb₁ = 110 мм;

Pb₃ = 102 мм;

Pd₃ = 157.9 мм;

Pe₅ = 155 мм;

d₃e₅ = 23 мм;

b₁b₃ = 40 мм.

Определяем действительные скорости: