Министерство образования и науки Российской Федерации

Национально Исследовательский Иркутский Государственный Технический Университет

Кафедра конструирования и стандартизации в машиностроение

Допускаю к защите __________________

Руководитель ___Кузнецов Н.К.___

Структурный и кинематический анализ передаточного механизма. Динамический анализ передаточного механизма методом кинетостатики

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

«Кинематика и динамика устройств автоматизации производственных процессов»

1.003.02.01.00.ПЗ

Выполнил студент группы МРб-11-1 Помазков.А.И

Проверил Кузнецов Н.К.

Курсовая работа защищена с оценкой__________________________________

Иркутск 2013

Министерство образования и науки Российской Федерации

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

По курсу Кинематика и динамика устройств автоматизации производственных процессов

Студенту Помазкову Антону Ивановичу

Тема проекта Структурный и кинематический анализ передаточного механизма. Динамический анализ передаточного механизма методом кинетостатики

Исходные данные:

Лист№1: Структурный и кинематический анализ исполнительного механизма

Лист№2: Динамический анализ механизма.

Проект№3, варинт№2: V_ср=2.8м/сек., S=280мм, ʋ_max=8град., λ=R/l=0,18.

Рекомендуемая литература:

1.Подураев Ю.В. Мехатроника: основы, методы, применение: учеб. Пособие для вузов по специальности «Мехатроника». – М.: Станкин, 2005. – 366 с.

2.Шандров Б.В., Чудаков А.Д. Технические средства автоматизации : учеб. для вузов по специальности «Автоматизация машиностроит. процессов и пр-в (машиностроение)» направления подгот. «Автоматизир.технологии и пр-ва». – М. : Академия, 2007. – 360 с.

3.Артоболевский И.И.Теория механизмов и машин : учебник для втузов. –6-е изд., стер. – М. : Альянс, 2011. – 640 с.

4.Курсовое проектирование по теории механизмов и машин : учебное пособие / А.С.Кореняко [и др.]. – М : МедиаСтар, 2012. – 330 с.

Графическая часть на 2(двух) листах.

Дата выдачи задания “13” Сентября 2013 г.

Дата представления проекта руководителю “28” декабрь 2013г.

Руководитель курсового проектирования___________________________

МРб-11-1

Кузнецов Н.К.

Помазков А. И

Утверд

Н. Контр.

Реценз

Разраб.

Проверил

3

Листов.

Лист.

Лит.

Содержание курсовой работы

1.Введение……………………………………………………………………... 3

2. Структурный анализ механизма ………………………………………….. 4

3. Кинематический анализ механизма…………………………………....….. 5

3.1. Определение недостающих размеров механизма по заданным условиям…………………………………………………………………….….. 5

3.2. Построение планов положений механизма……………………….. 5

3.3. Построение планов скоростей………………………………….….. 6

3.4. Построение планов ускорений…………………………………….. 8

3.5. Определение скоростей и ускорений графическим методом….... 12

3.6. Сравнение скоростей и ускорений, определенных графическим и графоаналитическим методами………………………………………………. 13

4. Динамический анализ механизма………………………………………….. 15

4.1 Определение сил, действующих на механизм……………………. 15

4.2. Определение реакций в кинематических парах и уравновешивающей силы методом кинетостатики……………………….... 16

4.3. Определение уравновешивающей силы методом Жуковского..… 18

4.4. Сравнение результатов расчета уравновешивающей силы……... 19

5.Заключение…………………………………………………………………… 20

Введение

Научной основой создания новых высокоэффективных, надежных машин и технологического оборудования является механика машин – наука об общих методах их исследования и проектирования. Рационально спроектированная машина или механизм должны удовлетворять социальным требованиям –безопасности обслуживания и создания наилучших условий для обслуживающего персонала, а также эксплуатационным, технологическим и производственным требованиям. Эти требования представляют собой сложный комплекс задач, которые должны быть решены в процессе проектирования новой машины или механизма.

Курсовая работа посвящена структурному, кинематическому и динамическому анализу передаточного механизма шиберного загрузочного устройства. Необходимо определить скорости и ускорения шибера графическим и графоаналитическим методами, а также реакции в кинематических парах механизма и уравновешивающую силу, приложенную к начальному звену.

В процессе курсового проектирования требуется решить следующие задачи:

1) Определить недостающие размеры исполнительного механизма и провести его структурный анализ;

2) Выполнить кинематический анализ исполнительного механизма графическим и графоаналитическим методами;

3) Выполнить динамический анализ исполнительного механизма методом кинетостатики.

1. Структурный анализ механизма

1. Вид механизма: плоский рычажный.

2. Назначение механизма: механизм служит для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в поступательное движение шибера 3 (см. схему механизма).

3. Названия звеньев: 1 – кривошип; 2 – шатун; 3 – ползун (шибер);

0 – стойка, неподвижное звено.

4. Класс и вид кинематических пар (КП):

О (1,0) – низшая, вращательная кинематическая пара 5 класса;

А (1,2) – низшая, вращательная кинематическая пара 5 класса;

B (2,3) – низшая, вращательная кинематическая пара 5 класса;

В1 (3,0) – низшая, поступательная кинематическая пара 5 класса.

5. Определяем степень подвижности механизма по формуле П.Л.Чебышева для плоских механизмов:

W=3∙n-2∙p₅-p₄=3∙3-2∙4-0=1

где n = 3 – количество подвижных звеньев; p₅– число КП 5 класса; p₄– число КП 4 класс

Отсюда следует, что для данного механизма требуется одно начальное звено.

6. Раскладываем механизм на структурные группы Ассура:

Группа Ассура

2 класс

2 вида

2 порядка

Начальный механизм

Данный механизм является механизмом 2 класса, т.к. наивысший класс группы Ассура – второй.

2. Кинематический анализ механизма

2.1. Определение недостающих размеров механизма по заданным условиям

Для построения плана положения механизма необходимо знать длины всех его звеньев.

Длина кривошипа R_ОА определяем по заданной величине хода ползуна

где S – максимальный ход ползуна.

Длина шатуна L_АВ находим по заданной величине отношения

тогда

Расстояние, на котором располагаются центр масс шатуна

2.2. Построение планов положений механизма

Строим 8 совмещенных планов положений механизма. Сначала определяем масштабный коэффициент длин. Приняв на чертеже отрезок OA=50 мм, получим

Находим длинны отрезков:

Построение плана положений механизма проводим методом засечек:

1) За начальное положение механизма выбираем одно из крайних, при котором кривошип и ползун располагаются на одной прямой. Для этого на оси хх радиусом ОВ, длина которого равна сумме длин кривошипа и шатуна, делаем на засечку и отмечаем крайнее положение шатуна – т. В0 и начальное положение кривошипа – т. А0

2) Из точки О радиусом OA=50мм проводим окружность – траекторию движения точки А, на которой на одинаковом расстоянии друг от друга отмечаем 8 положений точки А (А0, А1, …, А7);

3) В каждое положение кривошипа устанавливаем ножку циркуля, раствор которого равен отрезку AB и делаем засечки на горизонтальной оси хх, получая соответствующие положения шибера B1, B2, …, B7;

4) Соединив точки А0, А1, …, А7соответственно с точками B0, B1, …, B7, получаем 8 совмещенных планов механизма.