
- •Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Теория механизмов и машин»
- •Оглавление
- •Определение ускорений
- •Силовой анализ механизма
- •Определение давлений в шарнирах
- •Определение момента, приложенного к кривошипу
- •Определение момента методом рычага Жуковского
- •Исследование эвольвентного зацепления
- •Исходные данные
- •Выбор коэффициентов смещения режущего инструмента при помощи блокирующих контуров
- •Построение картины зацепления
- •Определение числа сателлитов
- •Проверка возможности сборки
- •Кинематический расчет редуктора графоаналитическим методом
Силовой анализ механизма
Для силового анализа необходимо следующее: кинематическое исследование (определение скоростей и ускорений характерных точек механизма, включая центров масс звеньев, а также угловых скоростей и угловых ускорений звеньев) которого должно быть проведено заранее. Известны массы (mi) и моменты инерции (Ii) * звеньев. Требуется определить силы, приложенные к звеньям. Силами трения пренебрегаем. При отсутствии сил трения сила, с которой одно звено действует на другое, всегда направлена по нормали к поверхности их касания. Так, для вращательной пары эта сила проходит через центр вращательной пары (центр шарнира), для поступательной – перпендикулярно направляющей поступательной пары. При силовом исследовании механизм расчленяется на звенья (группы звеньев) и силовой расчет начинается с последнего звена, а заканчивается входным звеном (кривошипом 1), т. е. обратно порядку кинематического исследования.
Определение давлений в шарнирах
Итак, рассмотрим звено 4. На это звено действует шатун с силой Q4D, которая приложена в шарнире E, и ползун с силой N5C, приложенной к точке C, кроме того, к звену и шатуну приложены силы тяжести G4 и G5. Все эти силы можно заменить равнодействующей. Величина ее определяется по формуле
,
Н
,
Н
где
,
– масса звена, кг;
,
–
ускорение его центра масс, м/с2.
Линия действия R4 параллельна ускорению и отстоит от него на расстоянии
где
– момент инерции звена, кг*м2;
– угловое ускорение звена, 1/c2.
Линия действия R5 параллельна ускорению
При
этом
откладывается от
в ту сторону, чтобы момент от
равнодействующей R4 относительно центра
масс совпадал с направлением углового
ускорения
.
Для изображения этого расстояния на
чертеже необходимо полученное по
формуле значение H4 разделить на масштаб
длины KL, м/мм, и получить нужный отрезок.
,
мм
На основании теоремы Вариньона запишем относительно точки Е (центра шарнира) уравнение моментов сил, приложенных к звену 4, считая моменты, действующие против часовой стрелки, положительными:
Отсюда
Отрицательное
значение
показывает, что направление
выбрано неправильно и должно быть
заменено на противоположное.
Из уравнения
графическим
способом найдем силу
.
Для этого из произвольной
точки "о" отложим в произвольном масштабе силы K, H/мм,
равнодействующую R4 в виде вектора
,
мм
С конца вектора откладываем равнодействующую R5
,
мм
из
той же точки "о" отложим вектор
изображающий в том же масштабе силу
G4, к концу её прибавим вектор
,
мм
,
мм
К
концу вектора
прибавим вектор
,
мм
Затем
соединив конца векторов
и
получим вектор
Численной значение равно
,
Н
После этого рассмотрим звенья 2. На это звено действует кривошип с силой Q2А, которая приложена в шарнире А, и ползун с силой N3В, приложенной к точке В, кроме того, к звену и шатуну приложены силы тяжести G2 и G3. В точке Е на звено действует шатун с силой Q2E
Равнодействующие сил, приложенных к этим звеньям
,
Н
,
Н
Линия
действия R2 параллельна ускорению
и отстоит от него на расстоянии
Линия
действия R3 параллельна ускорению
На основании теоремы Вариньона запишем относительно точки А (центра шарнира) уравнение моментов сил, приложенных к звену 2, считая моменты, действующие против часовой стрелки, положительными:
Отсюда
Отрицательное
значение
показывает, что направление
выбрано неправильно и должно быть
заменено на противоположное.
Из уравнения
графическим
способом найдем силу
.
Для этого из произвольной точки "о"
отложим в масштабе силы K, H/мм,
равнодействующую R2 в виде вектора
,
мм
С конца вектора откладываем равнодействующую R3
,
мм
из
той же точки "о" отложим вектор
изображающий в том же масштабе силу
G2, к концу её прибавим вектор
,
мм
,
мм
К
концу вектора
прибавим вектор
,
мм
К
концу вектора
прибавим вектор
Затем
соединив конца векторов
и
получим вектор
Численное значение равно
,
Н