Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Прикладная механика. Теория механизмов и машин. Лабораторный практикум
.pdf
№ 3424
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
ИНСТИТУТ ЭКОТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА
Кафедра инжиниринга технологического оборудования
Т.М. Слободяник
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА
ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
Лабораторный практикум
Рекомендовано редакционно-издательским
советом университета
Москва 2019
УДК 621.01:531.8
С48
Рецензент
канд.техн.наук,доц.Д.А. Кузиев
Слободяник Т.М.
С48 Прикладная механика. Теория механизмов и машин: лаб.
практикум/Т.М.Слободяник.–М.:Изд.ДомНИТУ«МИСиС»,
2019.–47с.
Представленыметодическиеуказанияквыполнениюлабораторныхработ
длястудентовспециальности21.05.04специализаций«Горныемашиныиоборудование», «Электрификация и энергоэффективность горных предприятий;
специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства»
специализации«Техническиесредстваприродообустройстваизащитывчрезвычайныхситуациях».
УДК 621.01:531.8
Т.М.Слободяник,2019
НИТУ«МИСиС»,2019
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие..............................................................................................4
Лабораторнаяработа1
Составлениекинематическойсхемымеханизма................................... 5
Лабораторнаяработа2
Структурныйанализплоскихмеханизмов...........................................18
Лабораторнаяработа3
Экспериментальноеопределениепараметровзубчатойпередачи..... 31
Лабораторнаяработа4
Построениепрофилейэвольвентныхзубьевспособомогибания......38
Библиографическийсписок................................................................... 46
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
Изложеныметодические указания по выполнению четырех лабораторных работ по прикладной механике для студентов специальности 21.05.04 специализаций «Горные машины и оборудование»,
«Электрификацияиэнергоэффективностьгорныхпредприятий»;специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства»специализации «Техническиесредстваприродообустройстваи
защитывчрезвычайныхситуациях».
Привыполнениипервойивторойработстудентыприобретаютнавыкипо составлениюкинематическихсхеми структурномуанализу
рычажныхмеханизмов.Втретьейработеопределяютсяосновныепараметрызубчатыхэвольвентныхколес.В четвертойработестуденты
изучаютспособ обкатки(огибания) изготовленияэвольвентныхкорригированныхзубчатыхколес.
4
Лабораторная работа 1
СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
МЕХАНИЗМА
Цель работы: овладение навыками составления кинематических
схеммеханизмов.
1. Основные положения
Синтез(проектирование)новоймашиныилиисследованиеужеиме-
ющейсяначинаютссоставлениякинематическихсхемеемеханизмов.
Машина – это устройство, выполняющее преобразование энергии,материаловиинформации.Основнымотличительнымотдругих
устройств признаком машины является выполнение механических
движений.Механизм– это системател,предназначеннаядля преобразованиядвиженияодногоили несколькихтелв требуемыедвижениядругихтел.Механизмывходятвсостав многихмашинипреобразуютдвижения,получаемыеотразличныхдвигателей.
Структурнаясхема механизма – это схема механизма,указывающаястойку,подвижныезвенья,кинематическиепарысприменением
условных обозначений, их взаимное расположение.Кинематическая
схемамеханизма– это структурнаясхемас указанием размеров звеньев,необходимыхдля проведения структурногои кинематического
анализов.Кинематическаясхемаипроведенныйнаееосновеструктурный анализ служат исходными данными для кинематического и
силовогоанализовмеханизма.
Схемыявляются однимиз видов конструкторскихдокументовивыполняются с помощью специальных условных графических обозначений,позволяющихпоказатьнеобходимыеэлементыисвязимеждуними.
Умение быстро и точно составлять кинематические схемы механизмовнеобходимокаждомустуденту.Вданнойлабораторнойработе
студентдолженознакомитьсясприменяемыми для изображениякинематическихсхемусловнымиобозначениями,научитьсясоставлять
кинематическиесхемыразличныхмеханизмов.
1.1. Составные части механизмов [1]
Механизмсостоит из многих отдельныхдеталей. Звено механизма–этотвердоетело.Звеноможетбытьпростым(однадеталь)исо-
5
ставным(дведеталииболее),образующимнеразъемноеилиразъемноесоединение,недопускающееотносительногодвижениядеталей.
То есть единое твердое тело, состоящее из нескольких деталей, не
имеющих взаимных относительных движений, и входящее в состав
механизма,называетсязвеном.
Любой механизм содержит неподвижноезвено – стойку. В механизмах, установленных на подвижном основании, стойка движетсяотносительно земли иликаких-либодругих объектов.На рис. 1.1
приведеныусловныеобозначениязвеньев.
Рис.1.1.Условныеобозначениязвеньев
Подвижныезвеньяподразделяютсяна входные,выходныеипромежуточные.
Входным называется звено, которому сообщается движение от
двигателя, и которое затем преобразуется в необходимые движения
6
других звеньев. Выходным называется звено, реализующее необходимоедвижениеидляполучениякоторогопроектируетсяи создается механизм. Промежуточные звенья называются соединительными.
Обычновмеханизмеимеетсяодинвходиодинвыход.Входполучает
движениеотдвигателя,а выходсоединяется срабочиморганоммашины или исполнительным механизмом. Входов и выходов может
быть несколько.Например, у дифференциала автомобиляодинвход
идвавыхода.
Разделениезвеньев на ведущиеи ведомыепроизводитсяпознаку
элементарнойработыдействующихназвеносил.Ведущимназываетсязвено,длякоторогоэлементарнаяработавнешнихсил,приложенныхкнему,положительна.Ведомымназываетсязвено,длякоторого
элементарнаяработавнешнихсил,действующихнанего,отрицательна. Входноезвено по признаку действия сил обычно является ведущим,нонеобязательно.Такжеи выходноезвенонеобязательноявляетсяведомым.Одноитожевыходноезвенонаотдельныхучастках
можетбытьтоведомым,товедущим.
Звенья механизма подвижно соединены между собой. Звено можетобразовыватьподвижные соединения с одним илинесколькими
звеньями. Кинематическая пара – этосоединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение. Элемент
кинематическойпары–этоповерхность(плоскость),линияилиточка
звена,покоторымономожетконтактироватьсдругимзвеном.Пару
можнорассматриватькаксоединениедвухэлементов,каждыйиз которыхпринадлежитодномузвену.
Приводнаякинематическаяпара–этопара,вкоторойзвеньяперемещаютсяпринудительноспомощьюпривода,смонтированногонаних.
Свободное тело в пространстве имеет 6 степеней свободы, или
подвижности(6 независимых свободныхперемещений).Звенья,входящиевкинематическуюпару,всегдаимеютменьшешестистепеней
подвижности, так как их постоянное соприкосновение уменьшает
числовозможныхнезависимых перемещений. Кинематические пары
классифицируются как по числу степеней подвижности H (классификацияВ.В.Добровольского),такипочислуналоженныхсвязейS
(классификацияИ.И.Артоболевского).Втабл.1.1 приведеныусловныеобозначениякинематическихпар.
Наиболее распространенными являются одноподвижные кинематическиепары.
7
Условные обозначения пар
Таблица 1.1
Число
степеней
свободы
1
2
3
Наименование
кинематической
пары
Вращательная
Поступательная
Винтовая
Цилиндрическая
Сферическаяс
пальцем
Сферическая
Поступательная
Обозначение
икод
1в[100]
1п[010]
1ви[001]
2ц[110]
2сп[200]
3c[300]
3пл[120]
Условноеграфическое
обозначение
Линейная
4
Сфера–цилиндр
Точечная 5т[320]
5
4л[220]
сц[310]
Относительные движениязвеньев в одноподвижныхпарах: в поступательной – прямолинейно-поступательное, во вращательной –
вращательное,ввинтовой–винтовое.
8
Вдвухподвижнойкинематическойпаресферическойс пальцем–
два независимых движения – поворот вокруг оси пальца и поворот
относительно оси, перпендикулярной плоскости кольцевого паза и
проходящейчерез центрсферы.Втрехподвижнойсферическойпаре
три независимых вращения. В четырехподвижной паре «цилиндр –
плоскость»–линейноекасаниеповерхностей.Впятиподвижнойпаре
«шар–плоскость»–точечноекасаниеповерхностей.
Звенья рычажных механизмов
Рычажныемеханизмы(рис.1.2)–этомеханизмы,звеньякоторых
образуютвращательные, поступательные,цилиндрические и сферические пары. К рычажным механизмамотносятся кривошипно-ползунные,шарнирные четырехзвенникиикривошипно-кулисныемеханизмы.Шарнирныминазываютмеханизмы,звеньякоторыхобразуют
тольковращательныепары.
Начальное звено – звено, которому приписывается одна или несколькообобщенныхкоординатмеханизма.
Кривошип – звено, совершающее полнооборотное вращение вокруг неподвижной оси. Коромысло– звено, совершающее неполнооборотноевращение(качание)вокругнеподвижнойоси.Шатун–звено,образующеепарытолькосподвижнымизвеньямиисовершающее
плоскопараллельноедвижение.Ползун–звено,образующеепоступательнуюпарусостойкой,исовершающеевозвратно-поступательное
движение.Кулиса– звено, образующее поступательнуюпару сдругим подвижным звеном и совершающее вращательное, качательное
или возвратно-поступательное движение. Направляющая – звено,
имеющеебольшуюпротяженностьэлементапоступательнойпары.
1.2. Виды механизмов
Взависимостиот составазвеньев, образующихмеханизм,различают(см. рис. 1.2) кривошипно-ползунный механизм (а, б, в), двухкривошипный (г), кривошипно-коромысловый (д), двухкоромысловый (е), кривошипно-кулисный (ж), коромыслово-кулисный (з),
кулисный(и).
Кривошипно-ползунный механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в возвратно-поступа-
тельноедвижениеползуна 3(см. рис.1.2,а,б),инаоборот,возврат-
9
но-поступательного движения ползуна во вращательное движение
кривошипа (см. рис. 1.2, в). Кривошипно-коромысловый механизм
предназначендляпреобразованиявращательногодвижениякривошипа1 в качательноедвижение коромысла3(см. рис.1.2, д), инаоборот, качательного движения коромысла во вращательное движение
кривошипа.Кривошипно-кулисныймеханизмпредназначендляпреобразованиявращательногодвижения кривошипа вкачательное(см.
рис.1.2,ж),вращательное(см.рис1.2,з)иливозвратно-поступатель-
ноедвижениекулисы3(см.рис.1.2,и).
10
Рис.1.2.Кинематическиесхемырычажныхмеханизмов
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]