Министерство образования и науки Российской Федерации

НИУ «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Факультет технологии и исследования материалов

Кафедра «Теория механизмов и машин»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по курсу

«Теория механизмов и машин»

на тему:

«Механизм пресса»

Вариант №1 Ж

Исполнитель

Студент гр. 4068/10 (подпись)

Перепелкин С.В. (дата)

Руководитель

Преподаватель (подпись)

Козликин Д.П. (дата)

Санкт – Петербург

2012

Содержание

Техническое задание 3

Структурный анализ механизма 4

Геометрический анализ 5

Кинематический анализ 11

Силовой анализ 14

Статистический анализ 16

Кинетостатический анализ 22

Погруппный метод 23

Метод возможных перемещений 30

Вывод 32

Техническое задание

Задание №1 Ж

мм							об/мин
100	250	275	140	375	240	175	60

Структурный анализ механизма

1. Пронумеруем звенья механизма на рисунке

Рис.2. Схема механизма

2. Определим число подвижных звеньев. Данный механизм (рис.2) является плоским, так как его звенья двигаются в параллельных плоскостях, поэтому расчет ведется по формуле:

Где - число подвижных звеньев, - число низших кинематических пар, – число высших кинематических пар.

Тогда число подвижных звеньев . Значит, необходим один двигатель – он будет вращать первое звено с угловой частотой .

3. Построим граф механизма и выделим структурные группы (рис.3.).

Рис.3. Граф механизма

4. В программе «КОМПАС» создадим чертеж механизма с учетом длин звеньев и расстояний между узлами (рис.4).

Рис.4. Параметризация механизма в программе «КОМПАС»

5. План 12-ти положений (рис.5.)

Рис.5. План 12-ти положений

Геометрический анализ

1. Для построения уравниния геометрического анализа сделаем разрывы в графе и выделим контура (рис.6).

Рис.6. Разрыв графа механизма

2. Обозначим углы поворота у звеньев 2, 3 и 4 соответственно как , и (рис.7).

Рис.7. Схема механизма для составления уравнений геометрического анализа

3. Согласно построенному графу составим и решим две системы уравнения

Система №1

Возведем оба уравнения в квадрат

Сложим уравнения учитывая что

Используя формулы приведения, получаем:

Пусть

Косинус отрицательный так как угол лежит во второй четверти

Найдем

Так как

Решим эту систему методом Крамера:

Внесем результаты в MathCad:

И найдем углы и

Система №2

Решим вторую систему уравнений:

Запишем решение в MathCAD.

Найдем угол :

Используя найденные значения запишем также

(а) (б)

(в) (г)

(д) (е)

Рис.8. Графики зависимости

.

Рис.9. График зависимости

4. Выполним проверку по входной координате.

Пусть .

Результаты в программе «КОМПАС» совпадают с результатами в программе Mathcad.

Рис.10. Проверка механизма по выходной координате при

Кинематический анализ

1. В случае, когда неизвестна зависимость вместо терминов «скорость» и «ускорение» используют «аналоги скорости и ускорения»:

,

где – аналог скорости, который равен .

Аналогично для «аналога ускорения»:

,

где – аналог ускорения, который равен .

2. Для вывода аналогов скорости продифференцируем по системы №1 и №2.

Система 1:

Возмем производную по .

Решим систему методом Крамера:

Продифференцируем систему второй раз:

Также решим эту систему методом Крамера:

Система №2

Делаем аналогичные преобразования.

Возьмем производную по .

Возьмем вторую производную:

3. Строим графики зависимостей

(а) (б)

Рис.11. Графики зависимости аналогов скоростей

(в) (г)

(д) (е)

(ж) (з)

Рис.12. Графики зависимостей аналогов скоростей и ускорений