
- •Прикладная механиКа. Часть 1
- •660041, Г. Красноярск, пр. Свободный, 79
- •Оглавление
- •Введение
- •Требования к оформлению и выполненИю заданий
- •Задание 1 структурный, кинематический и силовой анализ плоского механизма
- •Задача 1.1 Структурный анализ механизма
- •Задача 1.2 Кинематическое исследование механизма
- •Задача 1.3 Силовое исследование плоского механизма
- •Варианты схем механизмов
- •Задание 2 кинематика сложных зубчатых механизмов
- •Варианты схем механизмов
- •Задание 3 уравновешивание вращающихся масс
- •Задание 4 структурный синтез плоского механизма
- •Библиографический список
Задача 1.3 Силовое исследование плоского механизма
Требуется:
1. Вычертить в масштабе структурную группу Ассура при заданном положении механизма. Предварительно вычислить все силы, приложенные к его звеньям (силы тяжести, силы и моменты сил инерции, силу сопротивления и искомые силы реакций в кинематических парах) и указать их в соответствующих точках.
2. Определить реакции в кинематических парах (предварительно задавшись масштабом плана сил) методом построения плана сил.
3.Определить уравновешивающую силу, действующую на кривошип, двумя методами: из условий равновесия входного звена механизма и рычага Жуковского.
4.Найти мощность, подводимую к кривошипу.
Варианты схем механизмов
Схема 1 (рис.1, табл. 1)
Рис. 1 Кривошипно-шатунный механизм: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - коромысло.
Таблица 1
Параметры |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
a, м |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0,4 |
0,2 |
b, м |
0,75 |
0,8 |
0,8 |
0,6 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,3 |
0,6 |
ℓOA, м |
0,2 |
0,18 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
0,2 |
0,3 |
0,2 |
0,15 |
0,2 |
ℓAB, м |
0,75 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,75 |
0,55 |
0,6 |
0,6 |
0,5 |
0,6 |
ℓBС, м |
0,6 |
0,4 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,4 |
0,6 |
n1, об/мин |
60 |
120 |
180 |
240 |
150 |
90 |
210 |
120 |
150 |
60 |
φ, град |
40 |
30 |
60 |
45 |
90 |
105 |
120 |
135 |
150 |
165 |
m1, кг |
20 |
18 |
15 |
20 |
30 |
20 |
30 |
20 |
15 |
20 |
m2, кг |
110 |
80 |
75 |
80 |
120 |
75 |
85 |
80 |
70 |
75 |
m3, кг |
100 |
40 |
40 |
50 |
60 |
60 |
40 |
50 |
40 |
60 |
Js2, кг·м2 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,5 |
0,6 |
Js3, кг·м2 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,4 |
0,5 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
Рnc, кН |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
1,2 |
1,4 |
1,5 |
Схема 2 (рис. 2, табл.2)
Рис. 2 Кривошипно-шатунный механизм: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - коромысло.
Таблица 2
Параметры |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
a, м |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,4 |
0,5 |
b, м |
0,5 |
1,2 |
0,5 |
0,8 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
0,8 |
0,7 |
ℓOA, м |
0,18 |
0,15 |
0,3 |
0,25 |
0,18 |
0,2 |
0,15 |
0,2 |
0,15 |
0,2 |
ℓAD, м |
0,7 |
1,4 |
0,7 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
1,0 |
1,1 |
0,7 |
0,6 |
ℓDС, м |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
n1, об/мин |
30 |
60 |
120 |
90 |
180 |
210 |
240 |
60 |
270 |
30 |
φ, град |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
120 |
135 |
150 |
m1, кг |
30 |
25 |
10 |
10 |
8 |
10 |
10 |
10 |
30 |
10 |
m2, кг |
75 |
85 |
60 |
50 |
65 |
75 |
50 |
55 |
60 |
70 |
m3, кг |
35 |
30 |
40 |
25 |
50 |
70 |
25 |
20 |
25 |
30 |
Js2, кг·м2 |
1,0 |
0,8 |
1,0 |
0,6 |
1,2 |
1,4 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
0,8 |
Js3, кг·м2 |
0,8 |
0,6 |
0,6 |
0,8 |
0,8 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,0 |
0,6 |
Рnc, кН |
1,2 |
1,0 |
0,8 |
0,6 |
1,0 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,0 |
Схема 3 (рис. 3, табл.3)
Рис. 3 Кривошипно-шатунный механизм: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - коромысло.
Таблица 3
Параметры |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
ℓOС, м |
0,6 |
0,85 |
0,8 |
0,9 |
0,9 |
0,75 |
0,85 |
0,7 |
0,65 |
0,8 |
ℓOA, м |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,18 |
0,2 |
0,3 |
0,25 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
ℓAВ, м |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
0,9 |
0,8 |
1,0 |
ℓВС, м |
0,3 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
n1, об/мин |
60 |
90 |
180 |
210 |
240 |
270 |
30 |
300 |
330 |
120 |
φ, град |
15 |
45 |
75 |
30 |
120 |
135 |
150 |
165 |
90 |
105 |
m2, кг |
70 |
80 |
90 |
100 |
75 |
85 |
95 |
110 |
100 |
120 |
m3, кг |
40 |
50 |
45 |
60 |
70 |
40 |
50 |
60 |
40 |
50 |
Js2, кг·м2 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
1,2 |
1,1 |
1,4 |
1,6 |
1,5 |
1,7 |
1,8 |
Js3, кг·м2 |
0,8 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,9 |
0,6 |
0,75 |
0,85 |
0,7 |
0,8 |
Рnc, кН |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
0,8 |
0,7 |
0,9 |
Схема 4 (рис. 4, табл. 4)
Рис. 4 Кривошипно-ползунный механизм: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - ползун.
Таблица 4
Параметры |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
ℓOA, м |
0,2 |
0,15 |
0,02 |
0,3 |
0,4 |
0,3 |
0,3 |
0,5 |
0,3 |
0,4 |
ℓAВ, м |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,9 |
,95 |
1,0 |
0,8 |
n1, об/мин |
120 |
150 |
180 |
90 |
120 |
240 |
270 |
300 |
60 |
30 |
φ, град |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
165 |
105 |
135 |
120 |
150 |
m2, кг |
60 |
70 |
80 |
65 |
75 |
85 |
90 |
90 |
100 |
80 |
m3, кг |
30 |
40 |
40 |
30 |
40 |
50 |
50 |
60 |
60 |
40 |
Js2, кг·м2 |
1,6 |
1,4 |
1,8 |
1,5 |
1,6 |
1,2 |
1,4 |
1,8 |
1,0 |
1,2 |
Рnc, кН |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
3,0 |
7,0 |
8,0 |
9,0 |
7,5 |
6,5 |
5,0 |
Схема 5 (рис. 5, табл.5)
Рис. 5 Кривошипно-шатунный механизм: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - коромысло.
Таблица 5
Параметры |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
a, м |
0,4 |
0,5 |
0,3 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,3 |
0,6 |
0,7 |
0,7 |
b, м |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,12 |
0,14 |
0,16 |
0,18 |
0,17 |
0,19 |
0,2 |
|
0,15 |
0,1 |
0,25 |
0,2 |
0,2 |
0,15 |
0,25 |
0,1 |
0,2 |
0,18 |
ℓAB, м |
0,5 |
0,25 |
0,45 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,3 |
0,5 |
0,6 |
|
0,5 |
0,6 |
0,4 |
0,7 |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,7 |
φ, град |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
105 |
120 |
150 |
135 |
n1, об/мин |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
300 |
240 |
270 |
330 |
m2, кг |
100 |
110 |
80 |
90 |
120 |
130 |
80 |
50 |
60 |
45 |
m3, кг |
50 |
60 |
40 |
50 |
60 |
70 |
40 |
50 |
60 |
40 |
Js2, кг·м2 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
2,0 |
1,8 |
1,6 |
1,5 |
1,7 |
1,1 |
1,3 |
Js3, кг·м2 |
0,7 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
1,0 |
0,8 |
0,6 |
0,7 |
Рnc, кН |
1,5 |
1,6 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
1,7 |
2,0 |
0,8 |
Схема 6 (рис. 6, табл.6)
Рис. 6 Кривошипно-шатунный механизм: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - коромысло.
Таблица 6
Параметры |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
a, м |
0,2 |
0,2 |
0,35 |
0,22 |
0,6 |
0,28 |
0,26 |
0,34 |
0,26 |
0,2 |
b, м |
0,1 |
0,05 |
0,07 |
0,11 |
0,36 |
0,09 |
0,08 |
0,07 |
0,08 |
0,1 |
ℓOA, м |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,2 |
0,25 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
ℓAB, м |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
0,45 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,4 |
|
0,5 |
0,4 |
0,6 |
0,6 |
0,45 |
0,3 |
0,8 |
0,8 |
0,4 |
0,6 |
n1, об/мин |
120 |
150 |
180 |
210 |
240 |
270 |
300 |
360 |
90 |
60 |
φ, град |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
105 |
120 |
135 |
150 |
m2, кг |
60 |
40 |
80 |
60 |
50 |
40 |
80 |
100 |
60 |
80 |
m3, кг |
50 |
30 |
60 |
50 |
40 |
30 |
60 |
80 |
40 |
60 |
Js2, кг·м2 |
2,0 |
1,8 |
1,6 |
1,8 |
1,4 |
1,5 |
2,0 |
1,6 |
1,8 |
1,4 |
Js3, кг·м2 |
1,2 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,0 |
1,4 |
1,5 |
0,9 |
0,8 |
0,6 |
Рnc, кН |
1,1 |
1 ,3 |
1,2 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,0 |
1,4 |
1,3 |
Схема 7 (рис. 7, табл.7)
Рис. 7 Кривошипно-ползунный механизм: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - ползун.
Таблица 7
Параметры |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
ℓOA, м |
0,4 |
1,0 |
2,0 |
1,5 |
0,8 |
0,6 |
1,2 |
0,7 |
1,0 |
0,3 |
ℓAB, м |
1,6 |
3,2 |
6,5 |
5,5 |
2,5 |
2,8 |
4,0 |
2,2 |
3,6 |
1,1 |
ℓАЕ, м |
0,5 |
0,8 |
1,0 |
0,8 |
0,6 |
0,5 |
0,9 |
0,6 |
0,7 |
0,3 |
ℓOС= ℓAС, м |
0,28 |
0,65 |
1,2 |
1,3 |
0,6 |
0,4 |
0,8 |
0,55 |
0,7 |
0,3 |
φ, град |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
105 |
120 |
135 |
150 |
n1, об/мин |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
240 |
270 |
300 |
m2, кг |
100 |
200 |
300 |
150 |
80 |
60 |
120 |
70 |
100 |
40 |
m3, кг |
30 |
60 |
90 |
80 |
60 |
50 |
70 |
40 |
60 |
20 |
Js2, кг·м2 |
0,8 |
0,6 |
0,7 |
0,5 |
0,4 |
0,9 |
0,7 |
0,5 |
1,0 |
0,4 |
Рnc, кН |
1,6 |
1,4 |
1,5 |
1,3 |
1,45 |
1,55 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
1,75 |
Схема 8 (рис. 8, табл.8)
Рис. 8 Кривошипно-шатунный механизм: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - коромысло.
Таблица 8
Параметры |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
ℓOA, м |
0,55 |
0,75 |
0,9 |
1,15 |
1,3 |
1,5 |
1,7 |
2,0 |
0,22 |
0,24 |
ℓAB, м |
1,8 |
2,4 |
2,8 |
3,5 |
4 |
5 |
5,4 |
6 |
0,6 |
0,64 |
ℓВС, м |
1,5 |
1,6 |
2 |
3 |
3,5 |
3 |
3,5 |
5 |
0,55 |
0,6 |
ℓВЕ, м |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,3 |
0,25 |
ℓЕD= ℓDА, м |
1,6 |
1,75 |
2 |
2,7 |
3,2 |
3,75 |
3,9 |
4,5 |
0,55 |
0,52 |
ℓОС, м |
1,2 |
2 |
2,4 |
2,5 |
3 |
4 |
4,5 |
4 |
0,45 |
0,4 |
φ, град |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
105 |
120 |
135 |
150 |
n1, об/мин |
60 |
90 |
150 |
120 |
180 |
210 |
270 |
240 |
300 |
30 |
m1, кг |
10 |
15 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
4 |
3 |
m2, кг |
30 |
50 |
60 |
90 |
120 |
150 |
200 |
240 |
15 |
20 |
m3, кг |
0,6 |
0,8 |
0,4 |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,6 |
0,1 |
0,1 |
Js2, кг·м2 |
0,4 |
0,6 |
0,2 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,1 |
0,1 |
Js3, кг·м2 |
1,8 |
2,4 |
2,8 |
3,5 |
4 |
5 |
5,4 |
6 |
0,6 |
0,64 |
М, Н·м |
30 |
40 |
50 |
20 |
80 |
70 |
90 |
100 |
10 |
20 |
Схема 9 (рис. 9, табл.9)
Рис. 9 Кривошипно-шатунный механизм: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - коромысло.
Таблица 9
Параметры |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
ℓOA, м |
0, 55 |
0,75 |
0,90 |
1,15 |
1,30 |
1,50 |
1,70 |
2 |
0,22 |
0,24 |
ℓAB, м |
2,50 |
3,20 |
3,55 |
5 |
6 |
7 |
7,30 |
6,40 |
0,88 |
0,90 |
ℓAЕ, м |
0,70 |
0,80 |
0,75 |
1,50 |
2 |
2,10 |
1,90 |
2,40 |
0,28 |
0,25 |
ℓDB= ℓDC, м |
1,50 |
1,60 |
2 |
3 |
3,50 |
3 |
3,50 |
5 |
0,55 |
0,60 |
ℓВС, м |
0,90 |
0,95 |
1,10 |
1,60 |
1,90 |
1,70 |
1,80 |
2,80 |
0,30 |
0,40 |
ℓОС, м |
1,20 |
2 |
2,40 |
2,50 |
3 |
4 |
4,50 |
4 |
0,45 |
0,40 |
φ, град |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
105 |
120 |
135 |
150 |
n1, об/мин |
120 |
90 |
60 |
30 |
150 |
180 |
210 |
240 |
270 |
300 |
m1, кг |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
45 |
50 |
5 |
8 |
m2, кг |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
120 |
90 |
20 |
25 |
m3, кг |
30 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
70 |
50 |
10 |
15 |
Js2, кг·м2 |
0,60 |
0,80 |
1 |
0,40 |
0,60 |
0,60 |
0,80 |
1 |
0,20 |
0,40 |
Js3, кг·м2 |
0,80 |
1 |
1,20 |
0,60 |
0,80 |
1 |
0,60 |
1,20 |
0,40 |
0,20 |
М, Н·м |
20 |
30 |
40 |
50 |
80 |
70 |
60 |
90 |
40 |
20 |
Схема 10 (рис. 10, табл.10)
Рис. 10 Кривошипно-ползунный механизм: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - ползун.
Таблица 10
Параметры |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
ℓOA, м |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,4 |
0,2 |
0,4 |
ℓAB, м |
1,8 |
2,4 |
3 |
3,4 |
3,6 |
4 |
5,5 |
6 |
0,7 |
0,8 |
ℓАЕ, м |
0,8 |
1,2 |
0,8 |
1,8 |
0,9 |
2 |
2,5 |
0,8 |
0,2 |
0,3 |
ℓЕD= ℓDВ, м |
1,6 |
2,5 |
2,2 |
3,2 |
3 |
3,9 |
5 |
4 |
0,6 |
0,7 |
а, м |
0,3 |
0,4 |
0,3 |
0,25 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
0,1 |
0,2 |
φ, град |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
105 |
123 |
135 |
150 |
n1, об/мин |
60 |
90 |
30 |
120 |
180 |
150 |
210 |
240 |
270 |
300 |
m1, кг |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
5 |
6 |
m2, кг |
30 |
30 |
90 |
120 |
150 |
200 |
210 |
240 |
15 |
20 |
m3, кг |
20 |
40 |
70 |
100 |
110 |
120 |
120 |
140 |
10 |
15 |
Js2, кг·м2 |
0,6 |
0,4 |
0,8 |
0,5 |
1 |
1,2 |
0,7 |
1,6 |
0,2 |
0,3 |
Рnc,кН |
0,8 |
1 |
1,2 |
0,6 |
0,7 |
0,5 |
0,9 |
1,1 |
0,2 |
0,3 |