Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Прикладная механика. Методические указания и задания для студентов-заочников
.pdf
1.2.18 Муфты
Классификация муфт. Стандарты и нормали. Обзор основных типов муфт. Глухие муфты. Конструкции и схемы расчета. Жесткие
компенсирующие и подвижные муфты. Подбор муфт. Стандарты.
Сцепные управляемые муфты. Понятие о синхронизаторах. Расчет
зубьев муфт. Муфты трения. Классификация по форме рабочих поверхностей и механизмов управления. Расчетные коэффициенты
трения и допускаемые
удельные давления. Нормали. Механизмы
управления. Особенности конструкций и расчета шиннопневматических муфт. Электромагнитные фрикционные и порошковые муфты. Проблемы совершенствования конструкций муфт.
1.2.19 Пружины и рессоры
Назначение пружин. Классификация пружин по виду нагрузок и
форме. Материалы пружин. Схемы расчета. Допускаемые напряжения. Область применения и конструкции рессор.
1.2.20 Корпусные детали.
Направляющие прямолинейного
движения
Классификация корпусных деталей. Материалы, сварные, литые и
сварнолитые конструкции корпусных деталей. Направляющие качения и скольжения.
11
2 Библиографический список
1. Теория механизмов и механика машин: Учеб. для вузов / К.В. Фро-
лов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др.: под ред. Г.А.Тимофеева. – Изд.
7-е. – М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2012. – 686 с.
2. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для машиностр. спец. вузов. –
Изд. 5-е, перераб. – М.: Высш.
3. Чернилевский Д.В. Основы проектирования машин: Учеб. по-
собие для вузов. – М.: УмиИЦ «Учебная литература», 1998.
4. Прикладная механика: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.М. Осец-
кого. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1977.
5. Прикладная механика: Метод. указ. и задания / А.Д. Бардов-
ский, Б.В. Воронин, М.
Н. Вьюшина и др. – М.: Изд. Дом МИСиС,
2015. – 60 с.
6. Прикладная механика: Учеб. пособие / А.Д. Бардовский, Б.В. Во-
ронин и др. М.: Изд. Дом МИСиС, 2015. – 96 с.
шк., 2010.
12
3 КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ И ПРИМЕРЫ
ВЫПОЛНЕНИЯ СТРУКТУРНОГО
И КИНЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
МЕХАНИЗМОВ. ЗАДАЧА 1
Согласно учебному плану студенты-заочники специальности
21.05.04, выполняют контрольную работу по курсу «Прикладная механика», которая состоит из двух задач.
Задача 1. Структурный и кинематический анализ механизма.
1) Выполнить структурный анализ механизма. Определить:
– количество подвижных звеньев и пар;
– класс пар;
– степень подвижности механизма;
– количество структурных групп, их класс и класс
2) Провести кинематический анализ рычажного механизма:
– построить план скоростей для заданного положения механизма;
– определить скорость в точке С;
– построить план ускорений механизма;
– определить ускорение в точке С.
механизма.
3.1 Пример выполнения структурного
анализа механизмов
Механизм для анализа выбирается из трех групп схем А, Б, В
(стр. 17–19).
Из группы А студент выбирает механизм, номер которого соответствует последней цифре шифра, из группы Б – предпоследней
цифре, а из группы В – третьей от конца цифре шифра. При этом
следует определить:
– количество и классификацию подвижных звеньев;
– количество
– степень подвижности механизма;
– количество структурных групп Ассура и класс механизма.
Классификация звеньев и кинематических пар
Подвижные звенья пронумерованы арабскими цифрами (1, 2, …)
(рис. 3.1), кинематические пары – римскими (I, II, III, IV, V, VI и VII). В
механизме пять подвижных звеньев: звено 1 – кривошип, совершает
вращательное движение с полным оборотом на 360; 2 и 4 – шатуны,
совершают плоско-параллельное движение с вращением относительно
и классификацию кинематических пар;
13
подвижных осей; звено 3 – коромысло, совершает колебательное дви-
C
жение относительно неподвижной оси D; звено 5 – ползун, совершает
поступательное движение по фиксированным направляющим; звено 0 –
стойка (неподвижное звено), на которой закреплены неподвижные оси
шарниров А и D, а также направляющие ползуна 5.
Подвижное соединение любых звеньев образуют кинематические
пары (КП). Их количество и
классификацию удобно представить в
виде табл. 3.1, в которой указаны все кинематические пары:
III
B
II
2
3
IV
4
5
VI
1
A
I
Рис. 3.1. Нумерация кинематических пар и звеньев
Признаки
классификации
По виду
относительного
движения
По элементу пары Низшие
Класс Пятый
Вращательная
V
D
0
0
Классификация кинематических пар
Обозначение кинематической пары
I II III IV V VI VII
Соединяемые звенья
0,1 1,2 2,3 3,4 3,0 4,5 5,0
Враща-
тельная
Вращательная
E
Вращательная
VII
Вращательная
0
Враща-
тель-
Таблица 3.1
ная
Посту-
патель-
ная
Степень подвижности плоского механизма
В рассматриваемом механизме семь кинематических пар с одной
подвижностью (р
= 7), из которых 6 – вращательные (типа «1в») и
1
одна поступательная (типа «1п»). Контактными элементами пар являются поверхности. Следовательно, все пары низшие. Пар с двумя
подвижностями в механизме нет (р
= 0).
2
Степень подвижности механизма W определяем по формуле Че-
бышева:
14
32 352701Wnpр
.
12
Для работы механизма достаточно одного ведущего звена.
Разложение механизма на структурные группы
В качестве входного в этом механизме могут быть приняты звенья
1, 3 или 5, образующие со стойкой кинематические пары V класса.
Рассмотрим вариант, где в качестве входного принимаем звено 1.
Отделяем от механизма наиболее удаленную от входного звена структурную группу, состоящую из звеньев 4 и 5 кинематических пар III, V,
VI. Определяем степень подвижности оставшегося механизма:
33 0 24 1W
.
1
Поскольку степень подвижности оставшегося механизма такая
же, что и у исходного, то структурная группа отделена правильно.
Это группа Ассура второго класса, второго вида (II2). Отделяем
группу звеньев 2 и 3 и кинематические пары II, IV, VII. Определяем
степень подвижности оставшегося механизма:
31 0 21 1W
.
2
Следовательно, отделение группы звеньев 4, 5 произведено правильно и не изменяет степени подвижности механизма. Это группа
Ассура второго класса первого вида (II1).
Оставшийся механизм представляет собой основной двухзвенный
механизм первого класса, состоящий из входного звена 1 и стойки 0.
В соответствии с классификацией Ассура-Артоболевского данный
механизм второго класса.
3.2 Пример выполнения кинематического
анализа механизмов
Схемы для кинематического анализа механизмов выбираем из
таблиц на стр. 25–29.
Кинематический анализ рычажных механизмов методом планов пока-
жем на примере рычажного механизма, изображенного на рис. 3.2, а. Звено
1 – ведущее, вращается с постоянной угловой скоростью ω
l
ры звеньев:
l
= 0,1 м. Построим план скоростей для заданного положения меха-
DC
= 0,2 м; lAB = 0,5 м;
OA
1
l
BO
= 0,4 м;
2
l
OO
12
низма и определим скорости характерных точек (А, В, D и С).
Определяем скорость точки А кривошипа
l
V = ω
= 60 0,2 = 12 м/с.
1
OA
1
= 60 с–1. Разме-
1
= 0,6 м, lBD = 0,2 м;
15
Точка В принадлежит как звену 2, так и звену 3. Обозначим ско-
A
рость точки В, принадлежащей шатуну 2 – v
, и vB3 – скорость точки
B2
В, принадлежащей коромыслу 3. Очевидно эти скорости равны меж-
ду собой:
vvv. Относя точку В к звену 2 и звену 3, имеем:
23BBB
vvv vv v
BABA BО BО
отсюда, учитывая, что
Схемы плоских рычажных механизмов
; ,
v
= 0 , будем иметь
О
2
vv v
BA BO
22
. (1.1)
2
16
17
18
B
B
B
б)
A
BO
2
n
A
а)
A
n
A
1
ω
1
O
1
C
ω2
φ
D
2
A
B
в)
n
ω3
O
Pv
BO
2
3
2
B
b
K
τ
BA
τ
B
d
D
C
m
b
D
i
n
BA
d
c
a
m
n
K
|
b
n
A
c
|
a
a
n
A
Рис. 3.2. Планы скоростей и ускорений точек механизма
Скорость точки А известна по модулю и направлению и подчерк-
нута двумя чертами в уравнении (1.1), а у скоростей
вестны направления векторов (перпендикуляры к
АВ и ВО
ВА
и
из-
BO
2
). Эти
2
v
v
скорости подчеркнуты одной чертой.
Векторное равенство (1.1) является исходным для построения
плана скоростей.
Из произвольного полюса
пендикулярную кривошипу О
прямой откладываем отрезок
P
(рис. 3, б) проводим прямую, пер-
ν
А, в сторону его вращения. На этой
1
Pa, длину которого выбираем произ-
v
19
вольно (50 мм, 100 мм, …) и после этого определяем масштаб годо-
графа скоростей
v
12 м/с
A
v
l
р a
V
0,15 .
80 мм
Так как абсолютная скорость
быть ортогональна радиусу
(
n–n) O2B. С другой стороны, точка В принадлежит шатуну АВ и
относительная скорость
v должна быть ортогональна линии АВ
BA
плана положений, т.е. отображение скорости точки
диться на линии (
стей. Точка
m–m) AB, проходящей через точку a плана скоро-
b пересечения прямых m–m и n–n определяет отображе-
ние вектора скорости точки
v точки В на коромысле должна
B
O2B, проводим через точку P
линию
v
В должно нахо-
B механизма на плане скоростей и его
модуль:
vPb
vab
Абсолютную скорость точки
его точек
В и С определяем на основании подобия плана скоростей и
схемы механизма. На отрезке
соответствующую точке
ab l
откуда
bd
BD
l
AB
( ) 0,15 33 4, 95 м/с;
Bvv
( ) 0,15 57 8,55 м/с.
BA v
С шатуна при известных скоростях
ab плана скоростей находим точку d,
D плана положений, из подобия
bd ab
ll
BD AB
57 0,2
22,8
мм.
0,5
,
Скорость точки
D будет равна
vPd
( ) 0,15 50 7, 5
м/с.
Dvv
Внимание!!! При оформлении рис. 3.2 допущены незначительные
отклонения от заданных (расчетных) размеров и непараллельность
векторов.
Длину отрезка
ab dc
ll
AB DC
ние точки
20
, откуда находим
с на плане скоростей.
cd на плане скоростей найдем из того же подобия
ab l
dc
l
AB
DC
57 0,1
0,5
мм и положе-
11, 4
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]