- •Введение
- •Требования к оформлению курсового проекта
- •Оформление графической части
- •Оформление расчетно-пояснительной записки
- •Общие требования
- •Нумерация страниц рпз
- •Иллюстрации
- •Формулы и уравнения
- •Единицы физических величин
- •Графическая часть курсового проекта
- •Динамический синтез механизма (лист 1 графической части)
- •Динамический анализ (силовой расчет) рычажного механизма (лист 2 графической части)
- •Синтез кулачкового механизма (лист 3 графической части)
- •Исходные данные для структурного, кинематического и силового анализа плоского рычажного механизма
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.2.1, таблица 1)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.2, таблица 2)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.3, таблица 3)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.4, таблица 4)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.5, таблица 5)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.6, таблица 6)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.7, таблица 7)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.8, таблица 8)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.9, таблица 9)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.10, таблица 10)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.11, таблица 11)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.12, таблица 12)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.13, таблица 13)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.14, таблица 14)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.15, таблица 15)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.16, таблица 16)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.17, таблица 17)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.18, таблица 18)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.19, таблица 19)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.20, таблица 20)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.21, таблица 21)
- •Спроектировать плоский рычажный механизм (рисунок 2.22, таблица 22)
- •Структура механизмов
- •Основные понятия и определения в теории механизмов и машин
- •Классификация кинематических пар
- •Структура и кинематика плоских механизмов
- •Структурная формула кинематической цепи общего вида
- •Структурная формула плоских механизмов
- •Пассивные связи и лишние степени свободы
- •Замена в плоских механизмах высших кинематических пар низшими
- •Классификация плоских механизмов
- •Структурные группы пространственных механизмов
- •Анализ механизмов
- •Кинематический анализ механизмов
- •Графическое определение положений звеньев механизма и построение траектории
- •Определение скоростей и ускорений точек звеньев методом планов
- •Свойство планов скоростей
- •Построение плана скоростей и ускорений кулисного механизма
- •Силовой анализ механизмов
- •Условие статической определимости кинематических цепей
- •Силы, действующие на звенья механизма
- •Силы инерции звена, совершающего возвратно-поступательное движение
- •Силы инерции звена, совершающего вращательное движение вокруг неподвижной оси
- •Силы инерции звена, совершающего плоское движение
- •Определение реакций в кинематических парах групп Ассура
- •Силовой расчет начального звена
- •Движение машин и механизмов под действием приложенных сил
- •Характеристика сил, действующих на звенья механизма
- •Приведение сил и масс в плоских механизмах
- •Методы интегрирования уравнения движения машинного агрегата
- •Регулирование неравномерности движения машин и механизмов
- •Метод н.И. Мерцалова (приближенный метод)
- •Метод б.М. Гутьяра (точный метод)
- •Определение момента инерции маховика (метод ф. Виттенбауэра)
- •Синтез механизмов
- •Синтез четырехзвенных механизмов с низшими парами
- •Постановка задачи синтеза передаточного шарнирного четырехзвенника
- •Вычисление трех параметров синтеза
- •Коэффициент изменения средней скорости выходного звена механизма
- •Синтез шарнирного четырехзвенника по коэффициенту увеличения средней скорости коромысла
- •Синтез направляющих механизмов и мальтийских механизмов
- •Точные направляющие механизмы
- •Методы синтеза приближенных направляющих механизмов
- •Механизмы Чебышева
- •Теорема Робертса
- •Мальтийские механизмы
- •Кулачковые механизмы
- •Виды кулачковых механизмов
- •Проектирование кулачковых механизмов
- •Пример выполнения курсового проекта по теме «Проектирование и исследование механизма строгального станка»
- •3Адание
- •Динамический синтез рычажного механизма (лист 1 графической части)
- •Построение схемы механизма
- •Построение повернутых планов скоростей
- •Приведение внешних сил
- •Определение работы приведенного момента.
- •Определение величины работы движущего момента
- •Определение приращения кинетической энергии
- •Определение приведенного момента инерции
- •Определение момента инерции маховика.
- •Динамический анализ рычажного механизма (лист 2 графической части)
- •Определение углового ускорения кривошипа
- •Построение планов скоростей и ускорений
- •Определение сил инерции
- •Структурный анализ
- •Синтез кулачкового механизма (лист 3 графической части)
- •Кинематические диаграммы толкателя
- •Начальный радиус кулачка
- •Углы давления
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложение а
- •Курсовой проект
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Построение планов скоростей и ускорений
На втором листе графической части проекта вычерчиваем схему механизма в заданном положении Б, для которого необходимо выполнить силовой расчёт. Для этого же положения строим план скоростей.
Отрезок <pB12>, изображающий скорости точки B12, примем равным 100 мм. Скорость точки B1,2
VB1=1cplAB=10 0,175=1,75 (м/с)
Масштабный коэффициент плана скоростей
Необходимые для построения плана ускорений скорости сводим в таблицу 4.
VB3B2 |
VB3 |
VD |
VED |
1,2 |
1,33 |
1,47 |
0,42 |
Ускорение точки В2 равно ускорению точки В1
(6.11)
Нормальное ускорение точки В2 равно нормальному ускорению точки В1
(6.12)
Тангенциальное ускорение:
(6.13)
Пользуясь тем же разложением, что и при определении скоростей, получим следующие уравнения ускорений:
(6.14)
(6.15)
Ускорение Кориолиса в уравнении (6.14)
(6.16)
Угловая скорость звена 3
(6.17)
Подставляя найденное в формуле (6.16), получим :
Направление получим поворотом вектора , в сторону 3 на 900.
Нормальное ускорение точки В3 в уравнении (6.15)
(6.18)
Расстояние lBC снимаем со схемы механизма:
lAB=<BC>c=104 5 10-3=0,52 (м) (6.19)
Подставляя найденное в (6.18), получим:
По уравнениям (6.14), (6.13) строим план ускорений. Отрезок , изображающий ускорение , примем равным 100 мм. При этом масштабный коэффициент плана ускорений
(6.20)
Для определения ускорения точки Е будем иметь следующее уравнение:
(6.21)
Ускорение точки D в этом уравнении определим по теореме подобия. Из теоремы следует, что отрезок
(6.22)
Следующее ускорение из уравнения (6.22)
(6.23)
Ускорение найдем по теореме подобия, , . Ускорения и нам не потребуется, т. к. массы звеньев 2 и 4 не заданы.
Ускорения, необходимые для определения сил инерции, сводим в таблицу 28.
|
|
|
3,5 |
5,6 |
8,7 |
Угловое ускорение звена 3:
Направление 3 – по часовой стрелке.
Определение сил инерции
Главный вектор и главный момент сил инерции звена определяют по формулам:
Pu= – m aS, (6.24),
Mu = – IS (6.25)
Для звена 1 с маховиком:
Pu1 = 0,
т.к. .
Для звена 3:
(6.26)
Формула (6.26) показывает смещение вектора P3 для исключения момента М3.
На чертеже
(6.27)
Для звена 5:
Структурный анализ
Механизм обладает одной степенью свободы. Таким же должно быть число степеней свободы системы, с которой начинается образование механизма. В эту систему должны входить стойка и одно из звеньев, связанных с ней одноподвижной кинематической парой. Примем в качестве такого кривошип, т.к. на него действует неизвестная, внешняя нагрузка – движущий момент Mд . Этот момент был определен в предыдущем разделе, исходя, из предложения о том, что Mд = const. В этом разделе мы определим его более точно.
Схема образования исследуемого механизма выглядит следующим образом (рисунок 6.6):
Рисунок 6.116
Силовой расчет ведётся в порядке, обратном образованию механизма, т.е. сначала будет рассчитана группа 5,4, затем 3,2 и в последнюю очередь – 1,0.
Расчёт группы 5,4
Из равновесия звена 4 следует, что
.
Отсюда .
Из равновесия звеньев 4 и 5 следует, что
(6.28)
Графическое решение уравнения (6.28) дает
R05=420 (Н),
Из равновесия звена 5 следует, что
MD = – G5<ES5> – Pc<hp> + R05<x> = 0 (6.29)
Откуда:
Из равновесия звена 4 следует, что
(6.30)
Расчёт группы 3,2
Звено 2 находится в равновесии под действием двух сил R32 и R12, следовательно,
R32 = – R12.
Из равновесия звеньев 2 и 3 следует, что
(6.31)
Откуда:
Из равновесия структурной группы 3, 2 следует, что
Отсюда графическим путём находим:
R03 = 800 Н
Расчёт начальной системы 1,0
Из равновесия звена 1 следует, что
Отсюда:
(6.32)
Проверка силового расчета
Проверку выполним с помощью «Рычага Жуковского». Для этого к повернутому плану скоростей приложим внешние силы механизма и силы инерции. Момент Mу представим в виде пары сил Pу, приложенных перпендикулярно кривошипу в точках А и В. При этом
Mу = Pу lAB.
Момент Mu1 также представим в виде пары сил Pu1 с плечом lАВ. При этом:
План скоростей дополним отрезком
(6.33)
Этот отрезок изображает скорость точки Т3 пересечения силы Pu3 с кулисой CD. Формула (3.33) вытекает из теоремы подобия.
Силы, проходящие через полюс «Рычага Жуковского» не показываем, т.к. они не дают момента относительно этого полюса. Сумма моментов всех изображенных сил должна быть равна нулю. Отсюда следует, что
(6.34)
Чтобы не путать этот момент с найденным из формулы (6.34), обозначим его . Ошибка составляет
,
что приемлемо, т.к. допускаемая ошибка составляет 10%.
Пример выполнения второго листа графической части «Динамический анализ рычажного механизма» представлен на рисунке 6.7.
Рисунок 6.117