- •Теория механизмов и машин
- •Введение
- •1. Структурный анализ плоских механизмов.
- •1.1. Цель и задачи структурного анализа.
- •1.2. Число степеней свободы плоского механизма.
- •1.3. Определение структурной формулы механизма.
- •1.4. Наиболее распространенные при структурном анализе ошибки.
- •2. Структурный синтез механизмов
- •2.1. Основные понятия синтеза механизмов
- •2.2. Задачи синтеза
- •2.3. Основные условия синтеза
- •2.4.Ограничения
- •2.4.1. Условия существования кривошипа
- •2.4.2. Ограничение углов давления в рычажных механизмах
- •2.4.3. Коэффициент изменения средней скорости ведомого звена
- •2.5. Задачи синтеза рычажных механизмов
- •2.6. Синтез кривошипно-коромысловых механизмов
- •2.6.1. Синтез шарнирного четырехзвенника по трем положениям входного и выходного звеньев
- •2.6.2. Синтез шарнирного четырехзвенника по заданному коэффициенту изменения скорости
- •2.6.3. Синтез кривошипно-коромыслового механизма по известному углу размаха коромысла и длине стойки
- •2.7. Синтез кривошипно-ползунных механизмов
- •2.7.1. Синтез кривошипно-ползунного механизма по коэффициенту изменения средней скорости и ходу ползуна
- •2.7.2. Синтез кривошипно-ползунного механизма по заданному ходу ползуна и максимальным углам давления рабочего и холостого ходов
- •2.8. Синтез кулисных механизмов
- •2.8.1. Синтез кулисного механизма по заданному коэффициенту
- •2.8.2.Синтез механизма с вращающейся кулисой
- •3.Кинематический анализ плоских механизмов аналитическим методом.
- •3.1 Определение положений звеньев методом векторного замкнутого контура.
- •3.2 Определение скоростей и ускорений в плоских рычажных механиз- мах аналитическим методом.
- •3.2 Графоаналитический метод (метод планов)
- •3.2.1 Порядок кинематического анализа
- •3.2.2 Построение планов положений механизма
- •3.3 Построение планов скоростей и ускорений плоских механизмов II класса
- •2.4 Построение планов скоростей и ускорений кулисных механизмов
- •Пример 3.3
- •4. Динамический анализ рычажного механизма
- •4.1 Классификация сил, действующих на звенья механизмов
- •4.2 Определение инерционной нагрузки звеньев
- •1.3 Условие статической определимости плоских механизмов с низшими парами
- •1.4 Последовательность определения реакций в кинематических парах
- •1.5 Силовой анализ структурных групп второго класса (диад)
- •4.6 Силовой анализ входного звена
- •4.7 Определение уравновешивающей силы по методу Жуковского
- •4.8 Потери мощности на трение
- •4.9 Методические указания к выполнению раздела курсового проекта по тмм. Динамический анализ рычажного механизма
- •4.9.1 Исходные данные
- •4.9.2 Задачи динамического анализа
- •4.9.3 Объем задания
- •4.9.4 Вопросы для самопроверки
- •5.Анализ и синтез кулачкового механизма.
- •5.1.Объем и содержание задания:
- •5.2.Общие сведения.
- •5.3Построение графиков.
- •5.4.Определение масштабных коэффициентов графиков.
- •2. Масштабный коэффициент времени определяется по формуле:
- •4. Масштабный коэффициент ускорения толкателя или колебателя.
- •5.5.Определение минимального радиуса кулачка.
- •5.6.Построение профиля кулачка
- •Решение:
- •2. Определение масштабных коэффициентов графиков.
- •Определение минимального радиуса кулачка
- •Построение профиля кулачка
- •1. Закон движения толкателя задан графиком ψ-t (рис.3)
- •Решение:
- •1. Построение графиков приведено в случае 1.
- •2. Определение масштабных коэффициентов:
- •4. Построение профиля кулачка.
- •6.Требования к оформлению и защите курсового проекта по тмм.
- •6.1 Общие положения
- •6.1.1 Цель и задачи курсового проектирования
- •6.1.2 Задание на проектирование
- •6.1.3 Содержание проекта
- •6.1.4 Оформление проекта
- •6.1.4.1 Графическая часть
- •6.1.4.2 Расчетно-пояснительная записка
- •6.2. Защита курсового проекта
- •6.3 Порядок выполнения разделов проекта
- •6.3.1 Динамический синтез рычажного механизма по коэффициенту неравномерности движения
- •6.3.1.1 Порядок выполнения работы
- •6.3..1.2 Графическая часть (лист I)
- •6.3..1.3 Пояснительная записка к листу I
- •6.3.2 Динамический анализ рычажного механизма
- •6.3..2.1 Порядок выполнения работы
- •6.3.2.2 Графическая часть (лист 2)
- •6.3.2.3 Пояснительная записка к листу 2
- •6.3.3 Проектирование и кинематическое исследование зубчатой передачи и планетарного механизма
- •6.3.3.1 Порядок выполнения работы
- •6.3.3.2 Графическая часть (лист 3)
- •6.3.3.3 Пояснительная записка к листу 3
- •6.3.4 Синтез кулачкового механизма
- •6.3.4.1 Порядок выполнения работы
- •6.3.4.2 Графическая часть (лист 4)
- •6.3.4.3 Пояснительная записка к листу 4
- •5 Кинематический график (закон движения толкателя в кулачковом) механизме)
- •Пример выполнения курсового пректа по тм
- •Введение
- •1 Динамический синтез рычажного механизма по коэффициенту неравномерности хода машины
- •1.1 Цели и задачи
- •1.2 Структурный анализ рычажного механизма
- •1.3 Выбор масштабных коэффициентов. Описание построения планов положения механизма. Построение диаграммы внешних сил
- •1.4 Двенадцать повернутых на 900 планов скоростей
- •1.5 Динамическая модель рычажного механизма
- •1.6 Определение приведенной силы сопротивления и момента приведенной силы сопротивления
- •1.7 Расчет кинетической энергии и приведенного момента инерции
- •1.8 Построение графиков и кривой Виттэнбауэра
- •1.9 Определение избыточной работы и момента инерции маховика
- •1.10 Определение положения максимальной нагрузки и расчет углового ускорения
- •2 Динамический анализ рычажного механизма
- •2.1 Постановка задач
- •2.2 Построение плана скоростей и ускорений рычажного механизма
- •2.3 Определение инерционной нагрузки звеньев
- •2.4 Силовой анализ методом планов сил
- •2.5 Силовой анализ методом Жуковского
- •2.6 Потери мощности на трение в кинематических парах
- •2.7 Мощность двигателя
- •3. Синтез и анализ зубчатых механизмов
- •3.1 Постановка задачи
- •3.2 Расчет параметров эвольвентного зубчатого зацепления
- •3.3 Построение картины эвольвентного зацепления
- •3.4 Коэффициент торцового перекрытия
- •3.5 Определение передаточного отношения, и подбор чисел зубьев
- •3.6 Построение схемы редуктора и планов скоростей
- •3.7 Построение плана. Аналитический и графический расчет частот вращения
- •4 Синтез и анализ кулачкового механизма
- •4.1 Цели и задачи
- •4.2 Графическое исследование заданного закона движения
- •4.3 Определение масштабных коэффициентов
- •180* Хmax
- •4.4 Определение минимального радиуса кулачка
- •4.5 Построение профиля кулачка и определение радиуса ролика
- •4.6 Диаграмма изменения угла давления. Максимальные скорость и ускорение
- •Контрольные задания с примерами выполнения для студентов заочного курса обучения
- •Пример выполнения задачи 1
- •Пример выполнения задачи 2
- •Решение
- •1. Определим недостающие размеры:
- •2. Строим схему механизма в масштабе
- •3. Определение скоростей точек механизма
- •4. Определение ускорений точек механизма
- •Задача 3.
- •Пример выполнения задачи 3
- •Задача 4 Вариант 0
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Пример выполнения задачи 4
- •Литература
- •Теория механизмов имашин Учебное пособие к выполнению курсового проекта и контрольной работы по дисциплине «Теория механизмов и машин » для студентов механических специальностей
- •12027 Г. Могилев, пр. Шмидта, 3
3.7 Построение плана. Аналитический и графический расчет частот вращения
Построение плана частот вращения ведется в следующей последовательности. Для начала необходимо выбрать масштабный коэффициент:
n= n1/ [O1] = 1250/ 250 = 5 об/мин/мм
Далее от произвольной точки О откладывается горизонтальный отрезок [O1], представляющий собой заданное число оборотов n1 ведущего колеса (звено 1). Затем через точку О проводят к отрезку перпендикуляр ОР, а через точку 1 – прямую 1Р, параллельную плану скоростей первого звена. Через полученную в результате пересечения прямых точку Р (полюс плана частот вращения) последовательно проводим отрезки параллельные планам скоростей каждого звена,
которые на прямой О1 отсекут отрезки, пропорциональные числам оборотов.
Графическим способом число оборотов звена можно посчитать по формуле:
ni= Oi * n, (3.7.1) с.304 [4]
где Oi – соответствующий отрезок на плане частот, причем при расположении отрезка слева от точки О знак в формуле меняется на «-».
Данные графического расчета приведены на (лист 3 ГЧ КП).
Аналитически частоты вращения можно рассчитать, зная соответствующие передаточные отношения, по формуле (3.5.1).
U1H2 = n1/ nH2 ,
nH2 = nдв/U1H2 = 1250/9 = 138,9 об/мин
U4H2 = n4/ nH2 ,
n4 = U4H2 * nH2 = 3* 138,9 = 416,7 об/мин
Частота вращения первого водила равна частоте вращения четвертого звена, т.к. они вращаются как одно целое (n4=nH1). Аналогично зависимы частоты вращения второго водила и седьмого звена.
Частоты вращения третьего и шестого звеньев равны нулю, т.к. они неподвижны.
Частоты вращения 2 и 5 звена найдем из формулы Виллиса. Искомое передаточное отношение:
U2H1 = n2/ nH1 (3.7.2) с. 292 [4]
Составим формулу Виллиса:
n2 - nH
n3 - nH
U23(H) = (3.7.3) с. 292 [4]
Д
n2/ nH - nH/ nH
n3/ nH - nH/ nH
елим почленно на знаменатель искомого передаточного отношения:U23(H) = = (U2H -1)/ -1 U2H= 1- U23(H) (3.7.4) с. 292 [4]
Находим передаточное отношение зубчатого ряда при остановленном водиле:
U23(H) = z3/ z2 = 80/20 = 4, (3.7.5) с. 292 [4]
Используя уравнение (3.7.4) получаем:
U2H = 1- U23(H)= 1-4 = -3
Из формулы (3.7.2) получаем:
n2 = U2H * nH1= -3 * 416,7 = - 1250,1 об/мин
Выполнив аналогичный расчет для пятого звена, получим:
U56(H)= 4,
U5H2 = 1 - U56(H) = 1-4 = -3,
n5 = U5H2 * nH2 = -3 * 138,9 = - 416,7 об/мин
Знак минус для частот 2 и 5 звеньев говорит о противоположном направлении их вращения относительно входного звена.
Все результаты расчетов из графического и аналитического метода
группируем в таблицу, там же проводим анализ погрешности методов.
nаналит - nграф
nаналит
= * 100% (3.7.6)
Таблица 3.2 – Частоты вращения.
|
n1=nдв |
n2 |
n3 =n6 |
n4=nH1 |
n5 |
n7=nH2 |
n8=nкр |
nаналит, об/мин |
1250 |
1250,1 |
0 |
416,7 |
416,7 |
138,9 |
72 |
nграф, об/мин |
1250 |
1258,5 |
0 |
419,5 |
419,5 |
139,9 |
69,9 |
, % |
0 |
0,7 |
0 |
0,7 |
0,7 |
0,7 |
2,9 |