Министерство образования Российской Федерации
Тульский государственный университет
Кафедра проектирования механизмов и деталей машин
ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ МЕТОДОМ ПЛАНОВ СКОРОСТЕЙ И УСКОРЕНИЙ
для студентов дневного, вечернего и заочного обучения
Тула 2000г.
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомление с кинематическим анализом механизмов 2-го класса методом планов скоростей и ускорений.
ЗАДАЧИ РАБОТЫ
- Ознакомление с общими принципами построения планов скоростей и ускорений для различных механизмов 2-го класса.
Ознакомление с условиями пропорциональности и подобия планов скоростей и планов ускорений и планов механизма.
Построение плана скоростей и ускорений для своего механизма
2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ
Задачей кинематического анализа является изучение движения звеньев механизма вне зависимости от сил, действующих на них.
В результате по заданному закону движения ведущего звена определяются положения, угловые скорости и ускорения ведомых звеньев, а также перемещения, скорости, ускорения отдельных точек.
Кинематическое исследование схем механизмов производится аналитическими и графическими методами.
Аналитические методы позволяют с требуемой точностью установить аналитически функциональную зависимость кинематических параметров механизма от параметров звеньев. Эти методы отличаются сложностью и трудоемкостью. Их применение оправдывается при использовании ЭВМ. Графические методы исследования разделяются на:
1. Метод построения кинематических диаграмм.
2. Метод планов скоростей и ускорений.
Планами скоростей или ускорений называют векторные многоугольники, в котором векторы абсолютных скоростей или ускорений выходят из одной точки-полюса.
Они позволяют определить абсолютные и относительные скорости и ускорения точек,а также угловые скорости и ускорения звеньев в любом положении механизма.
При построении планов скоростей и ускорений обычно делают следующие два допущения
1. Угловая скорость входного звена постоянна и не зависит от положения кривошипа.
2. Все звенья механизма абсолютно жесткие т.е. не сжимаются и не растягиваются во время движения механизма.
При построении планов скоростей и ускорений пользуются основными их свойствами:
СВОЙСТВА ПЛАНОВ СКОРОСТЕЙ.
1. Началом векторов абсолютных скоростей является одна точка PV - полюс плана скоростей.Вытекает из определения.
2.
Отрезки,соединяющие
концы векторов абсолютных скоростей,
при принятом масштабном коэффициенте 
представляют относительные скорости
точек.
3. Одноименные фигуры на звене и плане скоростей подобны, а одноименные отрезки пропорциональны и повернуты на 90° в сторону вращения звена.
Свойство подобия одноименных фигур позволяет определять скорости любых точек звена не из уравнений,а графически построением подобных фигур.
4. Всем точкам, скорость которых равна 0, на плане скоростей отвечает одна точка-полюсPV. Так в полюсе можно проставить все неподвижные точки(например,точку 0),а также точки звеньев,совпадающие с их мгновенными центрами вращения.
СВОЙСТВА ПЛАНОВ УСКОРЕНИЙ.
Эти свойства аналогичны свойствам планов скоростей и доказываются аналогично.
1. Векторы абсолютных ускорений всех точек берут начало в одной точке - полюсе Pa. Вытекает из определения.
2. Отрезки соединяющие концы векторов абсолютных ускорений, при принятом масштабном коэффициенте и представляют относительные ускорения точек.
3. Одноименные фигуры на звене и плане ускорений подобны, а одноименные отрезки пропорциональны и повернуты в сторону углового ускорения звена на одинаковых угол 180°-
Последнее позволяет при известных ускорениях двух точек звена найти ускорение любой другой точки этого звена.
4. Всем точкам, ускорение которых равно нулю, на плане ускорений соответствует одна точка - полюс Pa.
3. Порядок выполненияработы.
3.1 Разложить свой механизм на входное звено и группы Ассура.
3.2 Найти геометрические размеры всех звеньев механизма.
3.3 Найти пример построения плана скоростей и ускорений для каждой группы Ассура (см. приложения к данной работе).
3.4 Найти масштабные коэффициенты плана скоростей и плана ускорений учитывая заданную угловую скорость входного звена и найденную длину кривошипа.
3.5 Построить план скоростей механизма.
3.6 Определить скорости всех характерных точек механизма.
3.7 Определить численное значение и направления угловых скоростей всех звеньев механизма.
3.8 Определить нормальные угловые ускорения звеньев.
3.10 Определить масштабные отрезки соответствующие нормальным угловым ускорениям звеньев.
3.10 Построить план ускорений механизма.
3.11 Определить ускорения всех характерных точек механизма.
3.12 Определить численное значение и направления угловых ускорений всех звеньев механизма.
Приложение 1
Кривошипно-кулисный механизм
Приложение 2
Кулисно-коромысловый механизм
Предыдущая работа | Список работ | Следующая работа