СОДЕРЖАНИЕ:

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА. 2

Задание на курсовой проект. 2

Структурный анализ механизма. 2

План положений механизма. Построение графиков. 3

Построение плана скоростей. 3

Построение плана ускорений. 5

кинетостатический анализ рычажного механизма 6

Кинетостатический расчет группы звеньев 2 – 3. 7

Кинетостатический расчет ведущего звена. 8

Рычаг Н.Е. Жуковского. 8

Список Литературы 10

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА.

Задание на курсовой проект.

В курсовом проекте необходимо рассчитать кривошипно-шатунный механизм по следующим исходным данным:

Рис. 1. Схема кривошипно-шатунного механизма.

Число оборотов п_ОА=120 об/мин

Длина кривошипа ОА=0,06м

Длина шатуна АВ=0,14 м

Длина ДВ=0,03 м

Длина СВ=0,20м

а=0,02 м

в=0,18м

Угол =60

Момент полезного сопротивления Мп.с.=60Н*м

Структурный анализ механизма.

Плоский кривошипно-шатунный механизм состоит из 3-х подвижных звеньев и 2-х неподвижных (стоек). Механизм имеет вращательные кинематические пары пары 5-го класса, где p₅=3.Степень подвижности механизма определяем по формуле Чебышева:

где 3 – количество свободных движений отдельно взятого звена на плоскости;

n=3 – число подвижных звеньев;

2 – число условий связи (ограничений), накладываемых парами пятого класса;

р₅ =3 – число пар пятого класса;

р₄ =2 – число пар четвертого класса.

План положений механизма. Построение графиков.

В масштабе длин строим планы положений механизма для двенадцати положений в предположении того, что угловая скорость ведущего звена (кривошипа ОА) постоянна (₁=const). Кривошип ОА изображаем в 12 положениях через каждые 30, начиная с положения, соответствующего крайнему правому положению коромысла СВ. Данное положение принимаем за начало рабочего хода ведомого звена. Затем изображаем все остальные звенья механизма в положениях, соответствующих положениям кривошипа.

Строим график зависимости угла поворота коромысла, от угла поворота кривошипа. Определяем масштабы построений:

Масштаб для оси угловых перемещений кривошипа:.

- т.к. при построение диаграммы перемещений, масштаб построения не изменился.

Определим :

Определим : мc^-2/мм

Определим : мc^-2/мм

Построение плана скоростей.

Скорость точки. А:

Из полюса Р откладываем отрезок Ра  звену ОА направленный в сторону вращения кривошипа ОА (по касательной к траектории движения точки А) длиной 50 мм изображающий вектор скорости точки А.

Масштаб плана скоростей:

Скорость точки В определяется системой уравнений:

Линии действия неизвестных скоростей известны, они будут перпендикулярны звеньям АВ и СВ соответственно. По этому данную систему уравнений можно решить графически.

Через конец вектора скорости точки А проводим линию действия вектора скорости V_BА. Из полюса проводим линию действия вектора скорости V_BС. Точка пересечения этих линий дают нам вектор скорости точки В. Измерив его длину и умножив на масштаб, получим скорость точки В:

м/с.

м/с.

Скорость точки D находим аналогично:

Точка d на плане скоростей будет лежать на продолжении отрезка аb. Длина отрезка аd на плане:

Соединив точку d с полюсом, найдем абсолютную скорость точки D.

м/с.

Найдем скорость V_S2A:

Минимальная скорость первого звена:

Угловые скорости звеньев:

;

;

;

1. Скорости точек в рабочем положении.

	VA	VB	VD	VS1	VS2	VS3	VВА	VDA	VS2А
Длины отрезков плана скоростей, мм	50	55	56	25	52	27,5	24	27,16	12,348
Скорости точек, м/с	1,458	1,603	1,658	0,729	1,521	0,8	0,7	0,792	0,36

Построение плана ускорений.

Планы ускорений также строим для рабочего положения.

Ускорение точки А:

,

, потому что

Из полюса  откладываем отрезок длиной 50 мм изображающий вектор ускорения точки А. Направление вектора от точки А к точке О.

Масштаб плана ускорений:

Для нахождения ускорения точки В составляем систему уравнений:

Зная угловые скорости, можем определить нормальные составляющие ускорений:

,

,

Согласно векторным уравнениям откладываем и и перпендикулярно к ним откладываем векторы тангенциальных ускорений, точка пересечения которых дает нам абсолютный вектор ускорения точки В.

м/с².

,

,

Угловые ускорения звеньев.

с^-2;

с^-2;

2. Ускорения точек в рабочем положении.

	aA	aB	anBA	aBA	anBС	aBС	as1	as2	as3
Длины отрезков плана ускорений, мм	50	22	4,879	4,879	20	4	25	23	11
Ускорения точек, м/с2	17,706	7,791	1,728	11,686	7,114	1,417	8,853	8,145	3,895

Ускорения центров масс звеньев.

м/с²;

м/с²;

м/с²;

кинетостатический анализ рычажного механизма

Для кинетостатического расчета определяем все активные силы:

Принимаем удельную массу одного метра звена .

Массы звеньев кг.

Масса 1-го звена кг;

Масса 2-го звена кг;

Масса 3-го звена кг;

Силы тяжести Н.

Сила тяжести 1-го звена Н;

Сила тяжести 2-го звена Н;

Сила тяжести 3-го звена Н;

Силы инерции Н,

Сила инерции 1-го звена Н;

Сила инерции 2-го звена Н;

Сила инерции 3-го звена Н;

Моменты сил инерции Нм,

Момент силы инерции 2-го звена Нм;

Момент силы инерции 3-го звена Нм;

Момент полезного сопротивления М_П.с.=60 Н/м.

Кинетостатический расчет группы звеньев 2 – 3.

Строим группы Асура 2 и 3 звеньев в масштабе , в соответствующих точках прикладываем все активные силы: силы тяжести, силы инерции, моменты сил инерции. Также прикладываем реакции R_0,3 и R_1,2, которые требуется определить. Определяем плечи действия активных сил относительно точки В:

м;

м;

м;

м;

Составляем уравнения моментов всех сил действующих на 3 звено относительно точки В:

;

;

Составляем уравнения моментов всех сил действующих на 2 звено относительно точки В:

;

Составляем векторное уравнение равновесия всех сил, действующих на группу звеньев 2-3:

;

В выбранном масштабе сил строим план сил, указанных в уравнении. Из плана сил определяем и :

H;

H.

Исходя из суммы векторов нормальной и тангенциальной реакции опоры находим значения сил R_0,3 и R_1,2:

H;

H.

Кинетостатический расчет ведущего звена.

Строим ведущее звено в масштабе , в соответствующих точках прикладываем все активные силы: силы тяжести, силы инерции, моменты сил инерции и реакцию опоры R_2,1. Также прикладываем реакцию R_0,1, которую требуется определить. Реакция R_2,1 приложена в точке А и равна по величине реакции R_1,2, но противоположна ей по направлению. Прикладываем уравновешивающую силу перпендикулярно звену ОА в точке А.

Определяем плечи действия этих сил:

м.

м.

Составляем уравнения моментов всех сил действующих на 1 звено относительно точки О:

;

;

Н.

Остальные силы момента относительно точки О момента не создают, т.к. действуют в той же плоскости, в которой находится само звено.

Составляем векторное уравнение равновесия всех сил, действующих на ведущее звено:

В выбранном масштабе сил строим план сил.

Рычаг Н.Е. Жуковского.

Условная уравновешивающая сила определяется методом рычага Жуковского. Для того чтобы построить рычаг Жуковского, поворачиваем план скоростей в любую сторону на 90 и параллельно перенося, наносим все активные силы, действующие на механизм в соответствующих точках. При переносе моментов сил инерции, определяем их величину для плана скоростей из отношений:

,

Где:

ab, оb, cb – масштабные отрезки на плане скоростей, мм;

– длины звеньев, м.

Нмм;

Нмм;

Нмм.

Плечи действия сил на рычаге Жуковского:

Н₁=6 мм; Н₂=26 мм; Н₃=31 мм; Н₄=16 мм; Н₅=24 мм; Н₆=39 мм; Н₇=51 мм;

Составляем уравнения равновесия в форме моментов сил относительно полюса плана скоростей и определяем условную уравновешивающую силу Р_Ур:

.

.

Погрешность незначительна, на основании чего можно сделать вывод, что расчеты произведены, верно. За расчетное значение уравновешивающей силы принимаем большее из полученных значений.

Список Литературы

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов.– 4-е изд., перераб. И доп.–М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1988. – 640 с..

2. А.С. Кореняко, Л.И. Кременштейн. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: Учеб. пособие для студентов технических вузов/Под ред. А.С. Кореняко, 5-е изд., перераб. – Киев: «Вища шк».,1970, 332с.

3. С.А. Попов, Г.А. Тимофеев. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: Учебое пособие для втузов/Под ред. К.В. Фролова.–3-е изд., стер. – М.: Высш. шк.,1999.

10