Zapiska_2420

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ................................................................................................................................... 2

Введение........................................................................................................................................... 2

1Заданиенакурсовойпроект............................................................................................................. 3

2

Структурныйанализмеханизма....................................................................................................... 4

3

Построенияплановположениймеханизма....................................................................................... 9

4

Построениеплановскоростей........................................................................................................ 10

5

Построениепланаускорений.......................................................................................................... 13

6

Определениереакцийвкинематическихпарах............................................................................... 17

Списокиспользованныхисточников................................................................................................. 25

Введение

Изм. Лист

докум.

Подпись Дата

Разраб.

Лит.

Лист

Листов

Провер.

2

Консульт.

Н. контр.

Зав. каф.

Целью даннойкурсовойработыявляетсяпроектированиеиисследование

рычажногомеханизма.

Механизмом называется искусственно созданная система тел,

предназначеннаядляпреобразованиядвиженияодногоилинесколькихтел

втребуемыедвижениядругих тел. Кинематической парой называется

соединениедвухсоприкасающихсязвеньев,

допускающееихотносительное

движение. Кинематическойцепью называетсясвязаннаясистемазвеньев,

образующихмеждусобоюкинематическиепары. Простойкинематической

цепьюназываетсяцепь, укоторойкаждоезвеновходитнеболеечемвдве

кинематическиепары. Сложнойкинематическойцепьюназываетсяцепь, у

которой имеется хотя бы одно звено,

входящее более чем в две

кинематическиепары. Замкнутойкинематическойцепьюназываетсяцепь,

каждоезвенокоторойвходитпокрайнеймеревдвекинематическиепары.

Незамкнутойкинематическойцепьюназываетсяцепь, укоторойестьзвенья,

входящиетольководнукинематическую пару. Машинным агрегатом

называетсяустройство, состоящееизмашины-двигателя, рабочеймашины

и передаточного механизма.

Машиной-двигателем называется такая

машина, вкоторойтотилиинойвидэнергиипреобразуетсявмеханическую

работунаеевыходномзвене. Рабочеймашинойназываетсятакаямашина,

которой механическая работа, передающаяся на ее входноезвено от

двигателя, преобразуетсяеерабочиморганомвработу, необходимуюдля

совершениятехнологическогопроцесса, накоторыйрассчитанамашина.

Передаточныймеханизмслужитдляпреобразованиямомента, снимаемогос

выходногозвенадвигателя, вмоментнавходномзвенерабочеймашины

(какправило,

этопреобразованиеидетвсторонуувеличениямоментана

входном звенерабочеймашины). Приведенныймомент(сила), который

стремится ускорить движение ведущего звена, называется движущим

моментом, априведенныймомент(сила), которыйстремитсязамедлить

движениеведущегозвена, называетсямоментомсопротивления.

1 Заданиенакурсовойпроект

Лист

Изм

Лист

докум.

Подпись Дата

3

2 Структурныйанализмеханизма

Лист

Изм

Лист

докум.

Подпись Дата

4

Исследуемыймеханизм, кинематическаясхема, которогоприведенанарис.

2.1

служитдляпреобразованиявращательногодвижениякривошипа1

(входноезвено) впоступательноедвижениеползуна5 (выходноезвено).

Рисунок2.1 –Кинематическаясхемамеханизма

Определяемстепеньподвижностимеханизмапоформуле:

,

де, р5 –числокинематическихпарV класса;

р4 –числокинематическихпарIV класса;

n –числоподвижныхзвеньев.

Итак,

ТаккакW=1 тоумеханизмаодновходноезвено.

Механизмсостоитиз5 звеньев:

0-стояк;

1-кривошип;

2-шатун;

3-коромысло;

4-шатун;

5-ползун.

А(1-2)- кинематическаяпарапятогокласса, вращающеесянизшая;

В(2-3) - кинематическаяпарапятогокласса, вращающеесянизшая;

О2(3-0) - кинематическаяпарапятогокласса, вращающеесянизшая;

В(4-3) - кинематическаяпарапятогокласса, вращающеесянизшая;

С(5-4) - кинематическаяпарапятогокласса, вращающеесянизшая;

С0(5-0) - кинематическаяпарапятогокласса, поступательнаянизшая.

Лист

Изм

Лист

докум.

Подпись Дата

5

Механизм образованприсоединением кстоякуО кривошипа, который

образуетснимвращательную пару(т.А). Кривошип2

делаетвращательное

движение вокруг неподвижного стояка.

Шатун 2

совершает сложное

плоскопараллельноедвижениеиприсоединенккривошипу1 (т.A).

Коромысло3

присоединенокшатуну2,

образуясним вращательную

кинематическую пару (т.B). Коромысло 3

осуществляет колебательное

движениевокругнеподвижногостояка(т.О2).

Ккоромыслу3 присоединеншатун4 образуяснимкинематическуюпару

(т.B).

К шатуну 4

присоединен ползун 5

образуя вращательную

кинематическую пару(точкаС). Ползун5

двигаясьвдольнаправляющей

образуяснейпоступательнуюкинематическуюпару(т. С0).

Разбиваемрассматриваемуюсхемунагруппызвеньев,

начинаясвыходного

звена.

РаскладываеммеханизмнагруппыАсура

Рисунок2.2 –Структурнаягруппа4-5

Даннаягруппасостоит:

–издвухподвижныхзвеньев(шатун4 иползун5), т.е.

;

–трёхкинематическихпар(вращательная4 -5, вращательная0 –5,

поступательная5 –0), т.е.

.

ПодставивнайденныезначениякоэффициентоввформулуЧебышева,

получаем:

Равенство нулю подвижности группы доказывает, что

рассматриваемаягруппазвеньев4 –5 являетсяструктурнойгруппой.

Даннаягруппаявляется:

–группойвторогокласса, таккаксостоитиздвухподвижныхзвеньев;

–группойвторогопорядка, таккакимеетсядвасвободныхповодка;

Лист

Изм Лист

докум.

Подпись Дата

6

–группойвтороговида,

таккаксостоитиздвухвращательных

кинематическихпариоднойпоступательно(ВВП).

ДаннаягруппаII классаи2-говида

Рисунок2.3 –Структурнаягруппа2-3

Даннаягруппасостоит:

–издвухподвижныхзвеньев(шатун2 икоромысло3), т.е.

;

–двухсвободныхповодков(кривошип1 истойка0);

–трёхкинематическихпар(вращательная2 –3, вращательная1 –3,

вращательная3 –0), т.е.

.

ПодставивнайденныезначениякоэффициентоввформулуЧебышева,

получаем:

Равенство нулю подвижности группы доказывает, что

рассматриваемаягруппазвеньев2 –3 являетсяструктурнойгруппой.

Даннаягруппаявляется:

–группойвторогокласса, таккаксостоитиздвухподвижныхзвеньев;

–группойвторогопорядка, таккакимеетсядвасвободныхповодка;

– группой первоговида, так каксостоитизтрёхвращательных

кинематическихпар(ВВВ).

ДаннаягруппаII классаи1-говида

Лист

Изм

Лист

докум.

Подпись Дата

7

Рисунок2.4 –Начальныймеханизм

Даннаягруппасостоит:

–изодногоподвижногозвена(кривошип1) ишарнирно-неподвижной

опоры(стойка0), т.е.

;

–однойкинематическойпары(вращательная0 –1), т.е.

.

ПодставивнайденныезначениякоэффициентоввформулуЧебышева,

получаем:

Подвижность исследуемой группы получилась больше нуля,

следовательноонанеявляетсяструктурнойгруппой, апредставляетсобой

первичный(элементарный) механизм, сподвижностьюравнойединице.

Изпроведенногоанализаследует, чтоструктурнаясхемамеханизма

состоитиздвухструктурныхгруппзвеньевиодногопервичногомеханизма.

Таккакклассмеханизмовопределяетсяклассомнаиболеесложной

структурнойгруппы, торассматриваемыйрычажныймеханизмявляется

механизмом2-гокласса, сподвижностьюравнойединице.

Лист

Изм

Лист

докум.

Подпись Дата

8

3 Построенияплановположениймеханизма

Перед выполнением кинематического анализа осуществляют

метрическийсинтезмеханизмаспомощьюграфоаналитическогометода,

т.

е. определяютвозможныеугловыеположениязвеньевнаплоскостиилив

пространстве.

Результатом выполнения метрического синтеза является

построенная кинематическая схема механизма и план положений

механизма.

Дляпостроенияпринимаеммасштабныйкоэффициентдлины

µ l=0.0025м/мм.

Далеепереводятвсегеометрическиелинейныеразмерывмасштабный

коэффициент длин и получают величины отрезков, изображающие

заданные геометрические параметры

в составе соответствующей

кинематическойсхемы:

Используяполученныевеличиныотрезковгеометрических

параметровмеханизма, методомзасечек, строятегокинематическуюсхему.

Для этого на плоскости произвольно выбираем точку О1 (центр

вращениякривошипа). ОтносительноеёнаходимрасположениеточкиО2

(центрвращениякоромысла). ИзточкиО1 проводимокружностьрадиусом

AО1. ИзточкиО2 проводимдугуВО2. Вычерчиваемкрайниеположения

прикотором кривошипАО ишатунАВвытягиваютсяводнупрямую

1

линию. ДляэтогоизточкиО1 проводимдугуразмерам

допересечениясдугойО2ВиполучаемкрайнееположенияточкиВ. С

полученнойточкиВпроводимпрямуюкточкиО1. Вместепересеченияэтих

Лист

Изм

Лист

докум.

Подпись Дата

9

прямыхсокружностьюАО получаемкрайниеположенияточкиА–А’и

А’.

1

СточекB, радиусомBC, делаемзасечкинанаправляющейдвижения

ползунаиполучаемположенияточекC. Выбираемпроизвольноеположения

длясиловогоанализаивычерчиваеманалогичноегоположение.

4 Построениеплановскоростей

Построение плана скоростей для заданного положения механизма

позволяетрешитьоднуиззадачкинематическогоанализа, авчастности

определитьвеличиныинаправлениялинейных, относительныхиугловых

скоростейхарактерныхточекизвеньевмеханизма

Для заданного положения механизма построим план скоростей,

которыйпредставляетсобойпучоквекторов, выполненныйвопределенном

масштабном коэффициенте скоростей

,

лучи которых изображают

векторалинейных скоростей характерныхточекмеханизма, аотрезки,

соединяющие вершины этих векторов,

соответствуют

векторам

относительныхскоростейзвеньев. Приэтомпостроениепланаоснованона

последовательномграфическомрешениивекторныхуравнений.

Таккакугловаяскоростьведущегозвенапостоянна(

), топо

заданнойчастотевращениякривошипаопределяемеёвеличину:

Знаявеличину

определяеммодульскороститочкиA:

Масштабныйкоэффициентпланаскоростей

Запишем векторные уравнения распределения скоростей,

последовательнорешаякоторыепостроимпланскоростей.

ВекторскороститочкиА представляетсобойгеометрическую сумму

векторовскорости точки O1 искоростиотносительноговращательного

движенияточкиA вокругточкиO1 :

Лист

Изм

Лист

докум.

Подпись Дата

10

.

ТочкаO1 всхемемеханизмаявляетсянеподвижной, следовательно,

модульеёскоростиравеннулю (

). Векторскорости

направлен

перпендикулярно оси кривошипа,

а линия действия совпадает с

направлениемвращенияведущегозвена.

ТочкаB принадлежитдвумзвеньям, шатуну2 икоромыслу3, поэтому

длянеёзапишемдвавекторныхуравнения.

ВекторскороститочкиB, принадлежащейшатуну2, представляет

собой геометрическую сумму векторов скорости точки A и скорости

относительноговращательногодвиженияточкиB вокругточкиA.

Для коромысла,

вектор скорости точки B представляет собой

геометрическую сумму векторов скорости точки O2

и скорости

относительноговращательногодвиженияточкиB вокругточкиO2.

Анализируясхемумеханизмавидно, чтоточкаO2 всхемемеханизма

являетсянеподвижной, следовательно,

каки дляточкиO1, модульеё

скоростибудетравеннулю(

). Направлениедействиявекторов

и

будетперпендикулярноосямсоответствующихзвеньев.

СовместноеграфическоерешениевекторныхуравненийдляточкиB

позволитопределитьмодульинаправлениедействиявектораскорости

рассматриваемойточки.

Решимсистемуграфическииопределимскорости. Дляэтогоизточкиa

проводимпрямую, котораябудетперпендикулярнаположениюшатунаAB.

Сполюсапроводимпрямую, перпендикулярнуюккоромыслуBО2. Вместе

пересеченияполучаемположениеточкиb.

Скоростиравны

ВекторскороститочкиС, принадлежащейшатуну4, представляет

собой геометрическую сумму векторов скорости точки В и скорости

относительноговращательногодвиженияточкиСвокругточкиB.

Лист

Изм

Лист

докум.

Подпись Дата

11