САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ, МАШИНОСТРОЕНИЯ И ТРАНСПОРТА КАФЕДРА ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

"К ЗАЩИТЕ"

__________________________

(подпись преподавателя)

"___"_____________ 20___ г.

РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Разработал:

ст. гр. 23332/1

……………………………….. (А.В.

Лебедев)

Проверил:

преподаватель

………………………………… (Н.С.

Семёнова)

Оценка:

…………………………………

…………………………………

Санкт-Петербург

2018 г.

Оглавление

Введение 3

1. Структурный анализ механизма 4

Схема механизма 4

Структурный анализ 4

План 12 положений 5

2. Геометрический анализ механизма 6

3. Крайнее положение механизма 7

Аналоги скоростей 11

Аналоги ускорений 12

6. Силовой расчет 17

Заключение 18

Список литературы 19

2

Введение

Целью данного курсового проекта является изучение и анализ механизма.

Задачи курсового проекта:

1. Проведение структурного анализа механизма: определение структурных групп, построение графа механизма, построение плана 12 положений механизма;

2. Проведение геометрического и кинематического анализа механизма: определение аналогов скоростей и ускорений, определение особых положений;

3. Проведение кинетостатического анализа механизма: определение масс, моментов инерции связи, сил тяжести, сил инерции и сил моментов;

4. Проведение силового расчета: определение реакций связей во всех кинематических парах и обобщенной движущей силы.

3

1. Структурный анализ механизма

Целью структурного анализа механизма является определение количества звеньев и кинематических пар. А также в задачу структурного анализа входит последовательное разделение механизма на структурные группы.

Схема механизма

Рисунок 1.1. — Схема механизма

Структурный анализ

Исходя из принципа образования механизма, любой механизм может быть разделен на простые структурные группы. На рисунке 1.2. представлен граф механизма, а на рисунке 1.3. – граф структуры механизма.

Рисунок 1.2 — Граф механизма

4

Рисунок 1.3 — Граф структуры механизма

План 12 положений

План 12 положений механизма представлен на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4. — План 12 положений механизма

5

2. Геометрический анализ механизма

Целью геометрического анализа рычажного механизма является составление уравнений геометрического анализа, решение их, выделение побочных и основных решений, определяющих положения звеньев, а также исследование функция положения выходных звеньев структурных групп.

Длины звеньев:

l1  0.15

xb  0.4

yb  0

AK  0.9

17.  0 0.1  2

Уравнения геометрического анализа:

xa(q)  l1cos(q)

ya (q)  l1sin(q)

AB(q) (xb  l1cos(q))²  (yb  l1sin(q))²

_{cos3 (q) } (xb  l1cos(q))

AB(q)

_{sin3 (q) } (yb  l1sin(q))

AB(q)

3 (q)  atan2 (cos3 (q) sin3 (q))

6

Графики:

0.6
0.5
AB(q) 0.4
0.3
0.2	0	2	4	6	8
			q

0	.4
0	.2
sin3 (q)	0	2		4		6	8
 0.2
 0	.4
				q

	30
3 (q)	15
deg	0	2	4		6	8
	 15
	 30
			q
3. Крайнее положение механизма

xk(q)  l1cos(q)  AKcos(3 (q))

Xk'' (q)  ^d2 xk(q)

dq²

yk (q)  l1sin(q)  AKsin(3 (q))

График изменения выходной координаты представлен рисунке 3.1.

0.3
0.15
yk(q)	2	4	6	8
0
 0.15
 0.3
		q

Рисунок 3.1. — График выходной координаты

7

По графику найдем максимальное и минимальное значение q, при которых выходная координата принимает максимальные и минимальные значения, что и будет соответствовать крайним положениям.

Первое крайнее положение:

Второе крайнее положение:

q  5

q  2

q1  Maximize (yk q)

q2  Minimize (yk q)

q1  5.318

q2  0.966

q1

180

 304.673

q2

180

 55.327





Значение скоростей для 30 градусов.

q 





 10

Pva  0.10

6

vba  0.07006

Va  l1  1.5

Vb  vbKv  1.07

Va

ab  0.07006  0.07

Kv 

 15

Pva

AB(q)

vbaKv

Ks 

 4.001

2 

 3.749

ab

AB(q)

Значение ускорений для 30 градусов.

Wa  l1

2

 15

Pwa  0.10

Kw 

Wa

 150

wbat  0.12434

Pwa

wbp  0.09633

wk  2Vb

2

 0.053

3''

(q) 

2

 66.809

Kw

wban  2

2



AB(q)

 0.02627

AB'' (q)  2  14.451

Kw

Wbp  wbpKw  14.45

wbatKw

2 

 66.536

ab  0.11097

AB(q)

Ks 

AB(q)

 2.526

ak 

AK

 0.356

ab

Ks

8

Значение скоростей для крайнего положения.

Va  l1  1.5			Pva  0.10
Kv 	Va  15	vba  0
	Pva
2 	vbaKv  0	vb  0.1
		3' (q)  3.749
	AB(q)
Vb  vbKv  1.5			AB' (q)   1.07

Значение ускорений для крайнего положения.

Wa  l1 2  15

Pwa  0.10

Kw 

Wa

 150

wban  2

2



AB(q)

 0

Pwa

Kw

2

wbat  0.1

wk  2Vb Kw  0

wbp  0

wbatKw

2 

AB(q)

 53.511

3'' (q)  2  66.809

q  q1	AB'' (q) 	2  3.793

Wbp  wbpKw  0

Крайние положения изображены на рисунке 3.2. и 3.3.

Рисунок 3.2. — Крайнее положение для 30 градусов

9

Рисунок 3.3. — Крайнее положение

10