И.С. Березин

Построение плана скоростей механизма

Омск 2013

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Омский институт водного транспорта (филиал)

федерального бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Кафедра специальных технических дисциплин

И.С. Березин

Построение планов скоростей механизма

Учебное пособие

Омск 2013

УДК 621.01

ББК 34.41

Б 48

Рецензент:

кандидат технических наук, доцент, профессор АВН Н.В.Закерничная

ННННН

Работа одобрена учебно-методическим советом филиала в качестве методического пособия и указаний к лабораторной работе по дисциплине «Теория механизмов и машин» для студентов, обучающихся по специальностям 180403 «Эксплуатация судовых энергетических установок», 180103 «Судовые энергетические установки» для всех форм обучения.

Березин И.С. Построение планов скоростей механизма [Текст] : учебное пособие / И.С. Березин. – Омск: ОИВТ (филиал) ФБОУ ВПО «НГАВТ», 2013. – 36 с.

Разработано учебное пособие и приведены задания для проведения лабораторной работы по дисциплине «Теория механизмов и машин»в соответствии с рабочей программой.

© ОИВТ (филиал) ФБОУ ВПО

«НГАВТ», 2013

Оглавление

ОГЛАВЛЕНИЕ 3

ВВЕДЕНИЕ 4

2 Теоретическая часть 6

2.1 Планы скоростей 6

2.2 Скорости основных звеньев, применяемых в кинематических парах 6

3 Графическое решение векторных уравнений 16

3.1 Планы скоростей шатуна шарнирного четырехзвенника 16

3.2 Планы скоростей кулисного камня 19

3.3 Планы скоростей камня синусного механизма 22

4 Варианты схем механизмов для лабораторной работы 25

5.1 Объем работы 26

5.2 Оформление лабораторной работы 26

Библиографический список 29

Введение

C целью закрепления теоретического материала и приобретения навыков исследования типовых механизмов, применяемых на речном и морском транспорте, студенты выполняют ряд лабораторных работ, по теории механизмов и машин.

Работа «Построение планов скоростей механизма» является продолжением работы «Построение планов положений механизма» и посвящена кинематическому исследованию механизмов.

Варианты заданий определяются по двум последним цифрам шифра студента

1 Цель работы

Цель работы: Научиться определять скорости звеньев и их точек у различных механизмов графическими методами.

При этом считаются известными законы движения начальных звеньев, размеры звеньев, построены планы для двенадцати положений механизма (построены кинематические схемы).

В результате лабораторной работы должны быть построены планы скоростей для двенадцати положений механизма и определены скорости всех точек механизма, указанных в задании.

2. Теоретическая часть

1. Планы скоростей

Основные понятия

Планом скоростей называют рисунок, на котором в масштабе изображены векторы, равные по модулю и направлению скоростям различных точек звеньев механизма в данный момент времени.

План скоростей, построенный для исследуемого положения механизма – это совокупность нескольких планов скоростей отдельных точек звеньев, у которых полюса планов являются общей точкой – полюсом плана скоростей механизма.

Планы скоростей механизма могут строиться как для каждого положения отдельно, так и быть совмещенными.

2.1.1 Свойства планов скоростей

а) Векторы абсолютных скоростей направлены из полюса.

б) Векторы, соединяющие концы векторов абсолютных скоростей, есть векторы относительных скоростей.

в) Точки, у которых скорости равны 0, расположены в полюсе.

г) Векторы относительных скоростей образуют на плане скоростей фигуру, подобную жесткому контуру на кинематической схеме механизма.

д) Планы скоростей позволяют определить величину и направление угловых скоростей звеньев.

2. Скорости основных звеньев, применяемых в кинематических парах

1. Кинематика начального механизма

Начальный механизм состоит (рис.1) из начального звена 2 (кри­вошипа АВ) и стойки 1, связанных между собой шарниром А. Начальное звено вращается равномерно с угловой скоростью . Точка В описывает окружность радиусом r₂ = АВ. Линейная скорость точки В, т.е. ν_в, направлена по касательной к траектории (окружности) в точке В или перпендикулярно к АВ. Начальное звено совершает простое равномерное вращательное движение. При этом угловое ускорение звена равно 0, тангенциальное ускорение точки В , а нормальное ускорение

,

где – угловая скорость звена АВ, рад/с; – нормальное ускорение точки В, , которое при отсутствии тангенциального ускорения равно полному ускорению точки В, т.е. ; ν_в – скорость точки В, м/с; r₂ – радиус траектории точки В, м.

Скорость точки В определяется по формуле

где = π /30 – угловая скорость начального звена, рад/с; п₂ – частота вращения начального звена, мин^-1.

Скорость точки В направлена в ту сторону, куда вращается начальное звено.

Рисунок 1

На рис.1 угловая скорость направлена по часовой стрелке.

Угловая скорость начального звена задана в исходных данных.