- •Кафедра «механика»
- •Кинематическое исследование плоского шарнирного механизма
- •1. Постановка задачи.
- •2. Задание
- •1. Выполнить структурный анализ механизма:
- •2. Провести кинематический анализ механизма:
- •3.Структурный анализ механизма является первым этапом работы
- •4. Кинематическое исследование механизма.
- •4.1. Построение положений звеньев механизма.
- •4.2. Определение линейных скоростей точек и угловых скоростей звеньев.
- •4.2.1. План скоростей двухповодковой группы с вращательными парами.
- •4.2.2. План скоростей двухповодковой группы с вращательно-поступательными парами.
- •4.2.3. План скоростей двухповодковой группы с поступательно-вращательными кинематическими парами.
- •4.3. Определение ускорений точек и угловых ускорений звеньев механизма.
- •4.3.1. План ускорений двухповодковой группы с вращательными парами.
- •4.3.2. План ускорений двухповодковой группы с вращательно-поступательными кинематическими парами.
- •4.3.3. План ускорений двухповодковой группы с поступательно-вращательными кинематическими парами.
- •4.3.4. Графическое определение длин отрезков нормального и Кориолисова ускорений на плане ускорений.
- •Кинематическое исследование плоского шарнирного механизма
- •400131, Г. Волгоград, пр. Ленина, 28, корп. 1.
2. Задание
Дана кинематическая схема механизма (рис. 1). Положение механизма определяется углом φ, начало и направление отсчета которого показаны на кинематической схеме. Кривошип вращается равномерно в направлении отсчета угла φ совершая n оборотов в минуту. Для заданной схемы механизма:
1. Выполнить структурный анализ механизма:
- подсчитать число подвижных звеньев, количество вращательных и поступательных кинематических пар, определить степень подвижности механизма,
- разложить механизм на структурные группы, определить класс каждой группы, последовательность их соединения в данном механизме, определить класс механизма.
2. Провести кинематический анализ механизма:
- в выбранном масштабе, в заданном положении ведущего звена (положение ведущего звена задано углом φ) построить 2 плана механизма,
- для заданных положений механизма методом планов определить скорости и ускорения всех заданных точек (шарниров) механизма, а также величины и направления угловых скоростей и ускорений звеньев, считая угловую скорость кривошипа (звено 1) постоянной.
Схемы механизмов, планы скоростей и ускорений, должны быть выполнены в масштабе на листе формата А4. Чертеж должен быть оформлен с соблюдением всех требований ЕСКД с указанием масштаба построений. Условия задач, пояснения к решениям, расчеты необходимо приводить в пояснительной записке. Результаты по определению линейных скоростей, угловых скоростей, линейных ускорений и угловых ускорений всех точек и звеньев механизма записать в таблицы.
Вариант задания и схема механизма выдаются преподавателем.
Таблица 1
Вар |
мм |
град |
n об/мин |
схема |
|||||||||||||
АО |
АВ |
О1В |
ВС |
О2С |
О1С |
ОВ |
АС |
СД |
О1Д |
а |
b |
c |
φ1 |
φ2 |
|||
1 |
180 |
700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
210 |
|
|
30 |
210 |
400 |
1 |
2 |
120 |
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
45 |
225 |
300 |
|
3 |
80 |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
60 |
240 |
250 |
|
4 |
100 |
350 |
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
450 |
|
1 |
40 |
150 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
120 |
90 |
210 |
60 |
300 |
500 |
2 |
2 |
80 |
200 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
180 |
100 |
430 |
240 |
120 |
400 |
|
3 |
100 |
300 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
250 |
130 |
450 |
330 |
60 |
600 |
|
4 |
200 |
500 |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
450 |
230 |
650 |
0 |
210 |
300 |
|
1 |
150 |
|
280 |
200 |
|
|
|
|
|
|
220 |
230 |
|
0 |
150 |
100 |
3 |
2 |
200 |
|
500 |
250 |
|
|
|
|
|
|
300 |
400 |
|
60 |
210 |
200 |
|
3 |
80 |
|
250 |
100 |
|
|
|
|
|
|
120 |
200 |
|
120 |
|
300 |
|
4 |
100 |
|
220 |
120 |
|
|
|
|
|
|
150 |
200 |
|
210 |
30 |
120 |
|
1 |
100 |
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
30 |
210 |
300 |
4 |
2 |
100 |
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
60 |
240 |
500 |
|
3 |
100 |
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
90 |
270 |
350 |
|
4 |
100 |
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
120 |
300 |
550 |
|
1 |
200 |
620 |
520 |
600 |
|
|
|
|
|
|
500 |
300 |
460 |
30 |
300 |
500 |
5 |
2 |
100 |
300 |
260 |
300 |
|
|
|
|
|
|
250 |
150 |
230 |
60 |
270 |
400 |
|
3 |
200 |
620 |
520 |
600 |
|
|
|
|
|
|
500 |
300 |
460 |
90 |
240 |
500 |
|
4 |
100 |
300 |
260 |
300 |
|
|
|
|
|
|
250 |
150 |
230 |
120 |
210 |
400 |
|
1 |
80 |
180 |
120 |
|
100 |
|
|
|
|
|
120 |
180 |
|
30 |
150 |
120 |
6 |
2 |
80 |
180 |
120 |
|
100 |
|
|
|
|
|
120 |
180 |
|
45 |
210 |
150 |
|
3 |
80 |
180 |
120 |
|
100 |
|
|
|
|
|
120 |
180 |
|
60 |
150 |
180 |
|
4 |
80 |
180 |
120 |
|
100 |
|
|
|
|
|
120 |
180 |
|
75 |
240 |
210 |
|
1 |
120 |
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
30 |
150 |
300 |
7 |
2 |
180 |
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
120 |
240 |
180 |
|
3 |
80 |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
240 |
60 |
210 |
|
4 |
140 |
|
140 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
150 |
90 |
400 |
|
1 |
140 |
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
250 |
|
30 |
240 |
500 |
8 |
2 |
180 |
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
300 |
|
120 |
330 |
600 |
|
3 |
220 |
|
250 |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
400 |
|
210 |
150 |
700 |
|
4 |
250 |
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
150 |
400 |
|
150 |
300 |
800 |
|
1 |
10 |
80 |
84 |
|
70 |
|
|
|
|
|
120 |
20 |
58 |
0 |
120 |
1300 |
9 |
2 |
10 |
80 |
84 |
|
70 |
|
|
|
|
|
120 |
20 |
58 |
30 |
270 |
1400 |
|
3 |
10 |
80 |
84 |
|
70 |
|
|
|
|
|
120 |
20 |
58 |
60 |
315 |
300 |
|
4 |
10 |
80 |
84 |
|
70 |
|
|
|
|
|
120 |
20 |
58 |
90 |
330 |
1400 |
Таблица 1. Продолжение
Вар |
мм |
град |
n об/мин |
схема |
|||||||||||||
АО |
АВ |
О1В |
ВС |
О2С |
О1С |
ОВ |
АС |
СД |
О1Д |
а |
b |
c |
φ1 |
φ2 |
|||
1 |
60 |
160 |
|
|
|
200 |
200 |
|
|
|
80 |
|
|
30 |
210 |
950 |
10 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
150 |
1000 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
270 |
900 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
240 |
1100 |
|
1 |
50 |
125 |
90 |
|
|
|
|
|
|
|
150 |
70 |
|
180 |
330 |
1500 |
11 |
2 |
20 |
50 |
35 |
|
80 |
|
|
|
|
|
60 |
30 |
|
210 |
45 |
1400 |
|
3 |
30 |
37 |
55 |
|
35 |
|
|
|
|
|
90 |
40 |
|
30 |
240 |
1300 |
|
4 |
40 |
100 |
70 |
|
45 |
|
|
|
|
|
120 |
60 |
|
120 |
300 |
1200 |
|
1 |
80 |
|
200 |
|
65 |
|
|
|
|
|
150 |
25 |
|
30 |
|
60 |
12 |
2 |
100 |
|
250 |
160 |
|
|
|
|
|
|
180 |
30 |
|
180 |
|
80 |
|
3 |
150 |
|
350 |
360 |
|
|
|
|
|
|
280 |
40 |
|
210 |
|
90 |
|
4 |
200 |
|
500 |
300 |
|
|
|
|
|
|
650 |
50 |
|
240 |
|
50 |
|
1 |
150 |
600 |
|
520 |
|
|
|
|
|
|
100 |
30 |
|
150 |
|
600 |
13 |
2 |
150 |
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
20 |
|
270 |
|
800 |
|
3 |
300 |
900 |
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
100 |
|
210 |
|
1000 |
|
4 |
200 |
700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
30 |
|
300 |
90 |
1200 |
|
1 |
80 |
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
35 |
100 |
|
120 |
240 |
100 |
14 |
2 |
100 |
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
40 |
130 |
|
300 |
60 |
200 |
|
3 |
60 |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
35 |
80 |
|
150 |
30 |
150 |
|
4 |
120 |
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
50 |
160 |
|
30 |
210 |
400 |
|
1 |
30 |
140 |
140 |
|
|
150 |
|
|
|
|
210 |
80 |
|
0 |
270 |
500 |
15 |
2 |
30 |
140 |
140 |
|
|
150 |
|
|
|
|
210 |
80 |
|
30 |
240 |
400 |
|
3 |
30 |
140 |
140 |
|
|
150 |
|
|
|
|
210 |
80 |
|
60 |
240 |
700 |
|
4 |
30 |
140 |
140 |
|
|
150 |
|
|
|
|
210 |
80 |
|
90 |
180 |
800 |
|
1 |
90 |
300 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
280 |
100 |
150 |
30 |
300 |
40 |
16 |
2 |
90 |
300 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
280 |
100 |
150 |
60 |
270 |
50 |
|
3 |
90 |
300 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
280 |
100 |
150 |
90 |
240 |
60 |
|
4 |
90 |
300 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
280 |
100 |
150 |
120 |
210 |
70 |
|
1 |
100 |
160 |
|
|
|
250 |
|
|
200 |
|
80 |
250 |
160 |
30 |
210 |
200 |
17 |
2 |
100 |
160 |
|
|
|
250 |
|
|
200 |
|
80 |
250 |
160 |
60 |
240 |
250 |
|
3 |
100 |
160 |
|
|
|
250 |
|
|
200 |
|
80 |
250 |
160 |
90 |
270 |
30 |
|
4 |
100 |
160 |
|
|
|
250 |
|
|
200 |
|
80 |
250 |
160 |
120 |
180 |
350 |
|
1 |
200 |
|
200 |
500 |
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
30 |
270 |
80 |
18 |
2 |
160 |
|
150 |
400 |
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
90 |
240 |
70 |
|
3 |
80 |
|
100 |
300 |
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
210 |
210 |
60 |
|
4 |
60 |
|
70 |
200 |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
0 |
150 |
90 |
аблица 1. Продолжение
Вар |
мм |
град |
n об/мин |
схема |
|||||||||||||
АО |
АВ |
О1В |
ВС |
О2С |
О1С |
ОВ |
АС |
СД |
О1Д |
а |
b |
c |
φ1 |
φ2 |
|||
1 |
50 |
|
|
|
|
|
|
15 |
|
40 |
15 |
40 |
|
120 |
330 |
500 |
19 |
2 |
100 |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
60 |
20 |
60 |
|
270 |
30 |
600 |
|
3 |
120 |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
80 |
30 |
80 |
|
30 |
140 |
700 |
|
4 |
150 |
|
|
|
|
|
|
40 |
|
100 |
40 |
100 |
|
150 |
300 |
800 |
|
1 |
|
200 |
600 |
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
60 |
210 |
120 |
20 |
2 |
|
180 |
500 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
12 |
300 |
200 |
|
3 |
|
450 |
500 |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
210 |
60 |
250 |
|
4 |
|
200 |
500 |
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
300 |
120 |
200 |
|
1 |
|
380 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
480 |
|
30 |
210 |
70 |
21 |
2 |
|
450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
550 |
|
210 |
300 |
80 |
|
3 |
|
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
350 |
700 |
|
120 |
300 |
90 |
|
4 |
|
350 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
480 |
|
180 |
30 |
100 |
|
1 |
|
750 |
400 |
|
|
|
|
|
|
|
450 |
350 |
|
120 |
240 |
180 |
22 |
2 |
|
600 |
250 |
|
|
|
|
|
|
|
400 |
300 |
|
300 |
60 |
400 |
|
3 |
|
550 |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
350 |
250 |
|
210 |
120 |
100 |
|
4 |
|
900 |
350 |
|
|
|
|
|
|
|
600 |
400 |
|
330 |
120 |
80 |
|
1 |
300 |
230 |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
200 |
125 |
|
30 |
210 |
200 |
23 |
2 |
300 |
230 |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
200 |
125 |
|
45 |
225 |
250 |
|
3 |
300 |
230 |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
200 |
125 |
|
60 |
270 |
300 |
|
4 |
300 |
230 |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
200 |
125 |
|
75 |
300 |
150 |
|
1 |
110 |
|
160 |
430 |
|
|
|
|
|
|
250 |
|
|
30 |
210 |
100 |
24 |
2 |
110 |
|
160 |
430 |
|
|
|
|
|
|
250 |
|
|
60 |
240 |
150 |
|
3 |
110 |
|
160 |
430 |
|
|
|
|
|
|
250 |
|
|
90 |
240 |
200 |
|
4 |
110 |
|
160 |
430 |
|
|
|
|
|
|
250 |
|
|
120 |
300 |
250 |
|
1 |
80 |
60 |
|
|
160 |
|
|
200 |
|
|
120 |
200 |
|
330 |
150 |
200 |
25 |
2 |
80 |
60 |
|
|
160 |
|
|
200 |
|
|
120 |
200 |
|
270 |
45 |
300 |
|
3 |
80 |
60 |
|
|
160 |
|
|
200 |
|
|
120 |
200 |
|
225 |
75 |
150 |
|
4 |
80 |
60 |
|
|
160 |
|
|
200 |
|
|
120 |
200 |
|
180 |
30 |
200 |
|
1 |
80 |
|
140 |
400 |
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
150 |
30 |
60 |
26 |
2 |
100 |
|
160 |
450 |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
180 |
45 |
50 |
|
3 |
250 |
|
400 |
600 |
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
270 |
330 |
40 |
|
4 |
150 |
|
240 |
500 |
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
240 |
120 |
120 |
|
1 |
70 |
200 |
280 |
80 |
|
|
|
|
|
|
240 |
200 |
|
30 |
210 |
100 |
27 |
2 |
70 |
200 |
280 |
80 |
|
|
|
|
|
|
240 |
200 |
|
45 |
225 |
200 |
|
3 |
70 |
200 |
280 |
80 |
|
|
|
|
|
|
240 |
200 |
|
60 |
240 |
300 |
|
4 |
70 |
200 |
280 |
80 |
|
|
|
|
|
|
240 |
200 |
|
90 |
145 |
250 |
Таблица 1. Продолжение
Вар |
мм |
град |
n об/мин |
схема |
|||||||||||||
АО |
АВ |
О1В |
ВС |
О2С |
О1С |
ОВ |
АС |
СД |
О1Д |
а |
b |
c |
φ1 |
φ2 |
|||
1 |
80 |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
30 |
150 |
40 |
28 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
300 |
500 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
225 |
600 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
300 |
300 |
|
1 |
100 |
|
120 |
80 |
|
|
|
|
|
|
200 |
130 |
|
90 |
150 |
30 |
29 |
2 |
80 |
|
100 |
70 |
|
|
|
|
|
|
150 |
120 |
|
30 |
210 |
55 |
|
3 |
150 |
|
200 |
100 |
|
|
|
|
|
|
300 |
250 |
|
150 |
45 |
70 |
|
4 |
70 |
|
100 |
60 |
|
|
|
|
|
|
150 |
110 |
|
180 |
330 |
35 |
|
1 |
80 |
|
160 |
150 |
100 |
|
|
|
50 |
|
70 |
30 |
100 |
30 |
225 |
100 |
30 |
2 |
80 |
|
160 |
150 |
100 |
|
|
|
50 |
|
70 |
30 |
100 |
45 |
270 |
150 |
|
3 |
80 |
|
160 |
150 |
100 |
|
|
|
50 |
|
70 |
30 |
100 |
60 |
240 |
200 |
|
4 |
80 |
|
160 |
150 |
100 |
|
|
|
50 |
|
70 |
30 |
100 |
90 |
330 |
250 |
Рис 1. Кинематические схемы механизмов
Рис 1. Кинематические схемы механизмов (продолжение)
Рис 1. Кинематические схемы механизмов (продолжение)
Рис 1. Кинематические схемы механизмов (продолжение)