tmm-lab

- 3 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

СКЛАДАННЯ КІНЕМАТИЧНИХ СХЕМ І СТРУКТУРНИЙ

АНАЛІЗ МЕХАНІЗМІВ

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

- 4 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

СТРУКТУРНИЙ АНАЛІЗ МЕХАНІЗМІВ

Мета роботи: складання кінематичної схеми механізму по розмірах, знятих з моделі, визначення касу і порядку плоского механізму, намагання виключити пасивні в’язі, вважаючи механізм просторовим.

Обладнання та інструмент: набір моделей механізмів ИМ-5М, лінійка, трикутник, транспортер, циркуль.

ОСНОВНІ ВИЗНАЧЕННЯ

Сполучення деталей, з'єднаних між собою нерухомо – ланка механізму. Кожний незалежній рух ланки - ступінь вільності .

Геометричні, кінематичні та динамічні обмеження накладені на рух точки

– умови зв’язку.

Рухоме з’єднання ланок взаємно обмежуюче їх відносний рух – кінематична пара.

Сполучення рухомоз’єднаних ланок – кінематичний ланцюг.

Замкнений кінематичний ланцюг з однією нерухомою ланкою (стояком)- механізм;

Механізм, у якого всі точки переміщуються по траєкторіях паралельних деякій нерухомій площині – плоский.

Ступінь рухомості плоского механізму визначається за формулою Чеби-

шева:

них пар 5-го класу та кількість кінематичних пар 4-го класу відповідно. Ступінь рухомості механізму не міняється, якщо до нього приєднати ста-

тично визначені групи (W = 0). Ці властивості груп покладені в основу класи-

фікації Л.З. Ассура.

Чернігівський державний технологічний університет

- 5 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

Ступінь рухомості просторового механізму визначається за формулою Малишева

p1 , p2 , p3 , p4 , p5 – кількість кінематичних пар 1, 2, 3, 4 та 5 класів.

Знайдена по (1) ступінь рухомості не завжди відповідає дійсності. Фактично враховані умови зв’язку можуть бути пасивними – тотожними з іншими. Такі в’язі не впливають на кінематику, але викликають статичну невизначеність.

Кількість пасивних в’язей визначається за формулою q = W − 6n + 5 p5 + 4 p4 + 3 p3 + 2 p2 + p1 , (3)

Наприклад: для кривошипно-повзункового механізму, якщо його вважати плоским

n = 3 ,

p5 = 4 ,

W = 3 3 − 2 4 = 1

1 ланка – кривошип,

2 ланка – шатун,

3 ланка – повзун.

Якщо вважати його просторовим, що ближче до дійсності через можливі неточності при виготовленні ланок і складанні механізму, кількість пасивних

в’язей q = 1 − 6 3 + 5 4 = 3.

Тобто при складанні в останній парі повзун - направляючі може виникнути натяг трьох видів. Для усунення цього необхідно з'єднати ланки такими кінематичними парами, для яких

У даному випадку

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

- 6 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

p5 = 2 ,

p4 = 1,

p3 = 1,

q = 1 − 6 3 + 5 2 +

+ 4 1 + 3 1 = 0

ПОБУДОВА КІНЕМАТИЧНОЇ СХЕМИ

1.Повертаючи ведучу ланку, познайомитись з роботою механізму, з характером абсолютного та відносного руху ланок.

2.3’ясувати, які кінематичні пари створюють ланки одна з одною.

3.Визначити всі розміри ланок, які необхідні для побудови кінематичної

схеми.

4.Вибрати масштаб побудови кінематичної схеми 1:1, 1:2, 1:2.5, 1:4, 1:5,

1:10, 2:1.5;

5.Визначити положення центрів шарнірів, з’єднуючих стояк з рухомими ланками, а також положення нерухомих направляючих кінематичних пар.

6.Накреслити ведучу ланку в положенні, в якому краще видко відносне розташування всіх інших ланок механізму.

7.Накреслити положення всіх інших ланок механізму.

8.На схемі пронумерувати ланки арабськими цифрами, а кінематичні пари - римськими з індексом, який вказує клас кінематичної пари.

9.Занести в таблиці протоколу всі необхідні дані.

Кожен студент повинен виконати дану роботу для двох механізмів.

СТРУКТУРНИЙ АНАЛІЗ МЕХАНІЗМУ

Вважаючи механізм плоским:

1. По (1) визначити ступінь рухомості механізму.

Чернігівський державний технологічний університет

- 7 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

2. Виявити структурні одиниці (вхідні ланки та послідовно приєднані групи Ассура). Група Ассура задовольняє вимозі:

3.Визначити клас і порядок груп і всього механізму, користуючись класифікацією Ассура.

4.Накреслити на бланку звіту окремо кожну структурну одиницю з прийнятими раніше позначеннями ланок і кінематичних пар.

Вважаючи механізм просторовим:

1.По (3) визначити кількість пасивних в’язей.

2.Намагаючись замінити деякі кінематичні пари 5-го класу парами 4-го та 3-го класу, виключити пасивні в’язі. При цьому бажано щоб кожна структурна одиниця не мала пасивних в’язей.

3.Накреслити схему механізму без пасивних в’язей. Клас замінених кінематичних пар занести до таблиці.

4.Намагайтесь знайти і накреслити конструкції пар 4-го та 3-го класів, які замінюють парк 5-го класу.

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

- 8 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

Складання кінематичних схем і структурний аналіз механізмів

1.1.Мета роботи,

1.2.Теоретичне обґрунтування,

1.3.Характеристика експериментальної установки,

1.3.1.Кінематичні схеми плоских механізмів

1.4.Методика проведення досліджень,

1.5.Експериментальні дані,

1.5.1.

Таблиця 1. Позначення та розміри ланок механізмів

Чернігівський державний технологічний університет

- 9 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

1.5.2.

Таблиця 2. Кінематичні пари механізмів

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

- 10 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

1.6.3.

Таблиця 4. Кількість пасивних в’язей q = W − 6n + 5 p5 + 4 p4 + 3 p3 + 2 p2 + p1

Механізм 1

Механізм 2

1.6.4.

Таблиця 5. Позначення КП механізмів без пасивних в’язей

1.6.5.

Таблиця 6. Рухомість механізмів без пасивних в’язей

W = 6n − 5 p5 − 4 p4 − 3 p3 − 2 p2 − p1

1.6.7. Конструкції пар, що замінюють пари 5-го класу 1.7. Підсумки

Чернігівський державний технологічний університет

- 11 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

ВИМІРЮВАННЯ ЛІНІЙНИХ ПЕРЕМІЩЕНЬ, ШВИДКО-

СТЕЙ ТА ПРИСКОРЕНЬ КУЛІСИ СИНУСНОГО МЕХА-

НІЗМУ

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

- 12 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

Мета роботи: визначення переміщень, швидкостей та прискорень експериментальними методами та співставлення їх зі значеннями, одержаними аналітичними методами.

Обладнання та інструмент: установка ТММ-2, лінійка, мікрокалькулятор.

Для синусного механізму (рисунок 1) переміщення т. B , яка належить кулісі, якщо відрахунок взяти від т. C .

SB = CO − BO =

(1)

= AO − AO cos(ϕ )

Рисунок 1. Синусний механізм

Чернігівський державний технологічний університет