МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

К А Ф Е Д Р А

ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Учебная дисциплина

ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

Курсовой проект на тему:

РАСЧЕТ ШАРНИРНО-РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА

Выполнил: студент гр. 8ДМ-01

Иванов И.И.

Проверил: доцент кафедры

Земдиханов М. М.

Казань - 2021

Содержание

Введение 3

1 Задание 4

2 Кинематический анализ шарнирно-рычажного механизма 5

2.1 Определение скоростей точек и звеньев механизма 5

2.2 Определение ускорений точек и звеньев механизма 7

3 Построение годографа скорости точки S₂ 8

3.1 Построение графиков скорости, перемещения и ускорения по времени точки В 9

4 Силовой расчет механизма 11

4.1 Определение сил тяжести звеньев механизма 11

4.2 Определение реакций в кинематических парах 11

4.3 Определение сил в первой группе Ассура (4,5) 13

4.4 Определение сил во второй группе Ассура (2,3) 13

4.5 Определение внешнего момента начального механизма 14

4.6 Определение внешнего момента, приложенного к кривошипу, с помощью «рычага Жуковского» 14

Заключение 16

Список использованнных источников 17

Введение

Теория механизмов решает задачи строения, кинематики и динамики машин в связи с их синтезом и анализом.

Данный курсовой проект по дисциплине «Теория механизмов и машин» предусматривает расчет механизма по трем основным разделам:

1. Структурный анализ.

2. Кинематический анализ.

3. Кинестатический анализ.

Структурный анализ дает общее представление об устройстве исследуемого механизма. Данный раздел не предусматривает большого объема вычислений, а только дает первоначальные сведения о частях и обо всем механизме в целом. Эти сведения будут необходимы в дальнейшем при расчете механизма.

Кинематический анализ базируется на результатах структурного анализа и предусматривает расчет кинематических характеристик. В данном разделе строятся положения механизма в различные моменты времени, рассчитываются скорости, ускорения, перемещения точек и звеньев механизма. Расчеты ведутся различными методами, в частности, метод планов (т.е. решение уравнений векторным способом), метод кинематических диаграмм, при котором строятся диаграммы кинематических характеристик, и по ним ведется исследование механизма.

Кинестатический анализ или силовой расчет позволяет рассчитать те силы и реакции, которые действуют на механизм, причем не только внешние силы такие как силы тяжести, но и силы, исключительно внутреннего характера. Это силы – реакции связей, образующиеся при исключении каких либо звеньев. В силовом расчете частично используются те же методы что и при кинематическом анализе, но помимо них еще используется метод Н.Е. Жуковского, позволяющий проверить правильность выполнения работы.

1 Задание

Вариант 88

Рисунок 1 – Схема механизма

№ звена	I	II	III	IV		V
Название	Кривошип	Шатун	Ползун	Кулиса		Камень
Масса, кг	–	mII = 60	mIII = 80	mIV = 40		–
Момент инерции, кг·м2	–	JII =5,4	–	JIV =3,6		–

Кривошип вращается вокруг главной центральной оси инерции с постоянной угловой скоростью.

Положения механизма – 10; 12.

Угловая скорость кривошипа ω₁ = 40 рад/сек.

Указания:

1. Масштаб длины K_L принять 0,005 м/мм.

2. Отрезок оа, изображающий на плане скоростей скорость точки А, принять 70 мм.

2 Кинематический анализ шарнирно-рычажного механизма

2.1 Определение скоростей точек и звеньев механизма

Расчеты выполняем для всех 12 положений механизма, здесь приводим для положения 10 (для которой, согласно заданию, в дальнейшем будем строить план ускорений).

Находим скорость шарнира A V_A и масштаб скорости k_v:

Находим скорость ползуна B V_B, используя план скоростей:

Находим длину вектора скорости и скорость точки V_D:

Находим длину вектора скорости и скорость камня кулисы V_С:

Значения линейных и угловых скоростей для остальных положений точек и звеньев приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 ‑ Значения линейных и угловых скоростей.

Скорости точек и звеньев	Положения механизма
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10
	40	40	40	40	40	40	40	40	40	40	40	40
	10	8,74	5,13	0	5,13	8,74	10	8,76	5,13	0	5,13	8,74
	0	3,91	7,56	10	9,78	6,10	0	6,10	9,78	10	7,56	3,91
	11,4	11,4	11,4	11,4	11,4	11,4	11,4	11,4	11,4	11,4	11,4	11,4
	5,41	5,41	5,41	5,41	5,41	5,41	5,41	5,41	5,41	5,41	5,41	5,41
	10	8,74	5,13	0	5,13	8,74	10	8,76	5,13	0	5,13	8,74
	0,85	3,37	5,14	5,19	3,51	0,83	1,91	4,07	5,24	5,28	4,17	2,06
	0,85	3,37	5,14	5,19	3,51	0,83	1,91	4,07	5,24	5,28	4,17	2,06
	6,83	4,23	1,68	1,50	4,11	5,34	5,06	3,56	1,32	1,18	3,44	4,99