Схема кривошипно-ползунного механизма

Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Марта 2013 в 11:36, отчет по практике

Описание работы

Дисциплина «Теория машин и механизмов» предусматривает изучение общих методов исследования и проектирования механизмов, и общих вопросов механики машин. При выполнении проекта используем знания которые получил при изучении теоретической части дисциплины, а также предшествующих общетехнических дисциплин: физики, математики, теоретической механики.

Содержание

Введение 4
1. Структурный анализ механизма 5
2. Построение планов положения механизма 8
3. Построение планов скоростей 10
4. Построение плана ускорения 13
5. Силовой анализ механизма 16
6. Расчет ведущего звена 22
7. Приведенный момент инерции 24
8. Построение эвольвенты зубчатых колес 27
9. Синтез планетарного редуктора 31
10. Диаграмма скольжения 33
Заключение 34
Список использованной литературы 35

Работа содержит 3 файла

01.cdw

— 106.68 Кб (Скачать)

02.cdw

— 100.85 Кб (Скачать)

Курсовая.doc

— 1.55 Мб (Скачать)

Техническое задание

Вариант 1. Схема  кривошипно-ползунного механизма

 

 

 

 

Величина

Вариант 1

ОА, мм

80

е, мм

240

АВ, мм

240

АЕ, мм

120

ω1, рад/с

25

m1, мм

4

zа,

14

zb,

24

m6, мм

6

nдв, мм

96

n1, мм

45


 

 

 

Содержание

 

      Введение

4

  1. Структурный анализ механизма

5

  2. Построение планов положения механизма

8

  3. Построение планов скоростей

10

  4. Построение плана ускорения

13

  5. Силовой анализ механизма

16

  6. Расчет ведущего звена

22

  7. Приведенный момент инерции

24

  8. Построение эвольвенты зубчатых колес

27

  9. Синтез планетарного редуктора

31

10. Диаграмма скольжения

33

      Заключение

34

      Список использованной литературы

35


 

 

Введение

 

Дисциплина «Теория  машин и механизмов» предусматривает  изучение общих методов исследования и проектирования механизмов, и общих вопросов механики  машин. При выполнении  проекта используем знания которые получил при изучении теоретической части дисциплины, а также предшествующих общетехнических дисциплин: физики, математики, теоретической механики.

Важнейшие задачи теории механизмов и машин – анализ механизмов. Анализ механизмов и машин включает исследование  кинематических и  динамических свойств механизмов. При  синтези механизмов решаются задачи построение схем механизмов по заданным кинематическим и динамическим свойствам.

Курс теории машин  и механизмов подготавливает к изучению специальных дисциплин, посвященных  проектированию машин и приборов отдельных отраслей техники.

 

1 Структурный анализ механизма

 

1.1 Исходная структурная схема механизма

 

1.2 Определяем степень подвижности механизма по формуле Чебышева:

 

W=3n-2p5-p4,

 

где n - число подвижных звеньев механизма. В нашем случае 3 подвижных звена (1,2,3);

        p5 - число кинематических пар 5-го класса. В нашем случае все кинематические пары вращательные в точках О, А, В их количество p5=4;                                            

        p4 - число кинематических пар 4 класса. В нашем случае они отсутствуют.

С учетом этого степень подвижности  механизма будет равна

 

W=3n-2p5-p =3×3-2×4=1

 

Следовательно, в данном механизме ведущим звеном является одно звено. Примем в качестве ведущего звена, звено 1.

1.3 Отсоединяем от исходного механизма группу Ассура состоящую только из 2 звеньев и наиболее удаленную от ведущего звена. В нашем случае это будет группа Ассура состоящая из звеньев 2,3. Вычерчиваем их отдельно от механизма.

 

 

 

Определим степень подвижности  выделенной группы Асура по формуле  Чебышева.

 

W=3n-2p5-p =3×2-2×3=0

 

Отсюда следует что  мы, верно, определили группу Асура. Выделенная группа Асура относится ко второму классу имеет второй порядок и первый  вид.

1.4 Определяем степень  подвижности оставшейся части  механизма по формуле  Чебышева

 

 

 

 

 

W=3n-2p5-p =3×1-2×1=1

 

 

Так как полученное значение подвижности совпадет с ранее найденным значением (см. п. 1.2) то структурный анализ механизма выполнен правильно. Ведущее звено относится к механизму первого класса.

1.5 Запишем структурную формулу строения исходного механизма

 

I кл (1)+ II Кл (2,3)

 

Вывод т.к. в состав исходного механизма входит группа Асура II класса, то механизм относится ко второму классу.

 

2 Построение 8 планов положения   механизмов

 

2.1 Исходная структурная схема механизма

 

 

2.2 Исходные размеры  звеньев механизма заданные в  техническом задании переводим в метры. Получим

lOA  = 0,08 м

lAВ  = 0,24 м

2.3 Для построения 8 планов  положения механизма назначаем  масштаб построения

 

µl= lao /A’O’,

 

где lao = 0,08м - истинный размер ОА (см. п. 2.2)

      A’O’- отрезок изображающий звено ОА на чертеже в выбранном масштабе, его длину назначаем произвольно в пределах от 30 до 60 мм.

Примем А’O’= 50 мм.

С учетом этого 

µl= lao /A’O’=0,08/50=0,0016 м/мм

 

2.4 Определяем отрезки  изображающие известные звенья  механизма на чертеже в выбранном  масштабе

 

ОА = lОА / µl=0,08/0,0016 = 50мм

    AB = lOA/ µl = 0,24/0,0016 = 150мм;

 

2.5 Построение 8 планов  положения механизмов будем вести  в следующей последовательности (рис. 1)

 

2.5.1 В любом месте поля чертежа выбираем точку О’.

2.5.2 От точки О’ откладывают отрезок О’A’ в вертикальном положении.

2.5.3 Из точки A’ проводим дугу окружности радиусом A’B’.

2.5.4 Из точки О’ проводим дугу окружности радиусом О’А’+А’В’ до пересечения с траекторией движения точки В’.

2.5.5 Обозначим точку пересечения через В’. Соединяем точку В’ с точкой A’. Получим механизм в первом правом положении.

2.5.6 Проводим из точки  О’ окружность радиусом О’А’ и разбиваем её на восемь равных частей от положения О’А’. Получил 8 положений точки А

2.5.7 Для определения  текущих положении точки В  из А1 проводим дугу окружности радиусом АВ до пересечения с траекторией движения точки В. Точку пересечения В1 соединяем соответственно с А1. Получим механизм во втором положении.

Аналогично определяются другие положения звеньев механизма.

 

Рисунок 1

 

3 Кинематический анализ механизма  методом плана скоростей

 

3.1 Исходная кинематическая  схема механизма

 

 

3.1 Определим численное значение линейную скорость точки А, принадлежащей первому звену, т.к. звено ОА совершает вращательной движение, то скорость точки А будет равна

 

υA = ω1×lOA,

 

где ω1=25 рад/с, угловая скорость ведущего звена;

            lOA=0,08 м, истинный размер звена (см. п. 2.4).

С учетом этого

υA 1×lOA = 25×0,08 = 2 м/с.

 

Вектор скорости точки А будет направлен в сторону вращения перпендикулярно звену ОА.

3.2 Для определения скорость точки В, принадлежащей второму звену, определим по теореме сложения скоростей:

 

υB= υA + υBA

 

Вектор относительной  скорости υBA будет направлен перпендикулярно звену АВ, т.к. звено АВ относительно звена ОА совершает вращательное движение. Так как точка В одновременно принадлежит звену ВС совершающей вращательное движение, то вектор скорости  будет перпендикулярен звену ВС

 

3.3 Построение плана скоростей

3.3.1 В любом месте  поля чертежа выбираем полюс  pυ плана скоростей (рассмотрим на примере построения плана скоростей для нулевого положения).

3.3.2 Из полюса pυ откладываем отрезок любой длины (берем pυа = 50мм) перпендикулярно звену АО в нулевом положении.

3.3.3 Через точку а проводим линию действия вектора скорости υBA перпендикулярно звену AB, который направлен в сторону вращения.

3.3.4 Через полюс pυ проводим линию действия вектора скорости точки υB  перпендикулярно звену ВС.

Точку пересечения указанных  линий обозначим через точку b. Вектора полученных скоростей направляют к ней. Скорости точек S3, S2 и т.д. определяем по теореме подобия.

 

 

3.4 Определяем численные значения найденных скоростей

Используя масштаб скоростей  и планы скоростей, определим  численные значения линейных и угловых скоростей. Полученные значения сведем в таблицу.

 

µυ = υA/ pυа = 2/50 = 0,04 м/с мм

 

Определяем численное  значение линейных скоростей

 

υAB = аb × µυ = 0 м/с

υB = pυb × µυ = 50×0,04 = 2 м/с

υS2 = pυs2 × µυ = 25×0,04 = 1 м/с

υS3 = pυs3 × µυ = 25×0,04 = 1 м/с

 

 

Определяем  угловые  скорости звеньев АВ и ВС

 

ω 2 = υ / l = 0.

 

3.5 Построение планов скоростей для оставшихся 7 положений проводится по уравнению 1 в той же последовательности как для рассмотренного положения. Численное значение линейных и угловых скоростей сводим в таблицу 1.

 

Таблица 1 – Численное значение линейных и угловых скоростей

υА

υB

υS2

υS3

υАB

ω 2

ω 3

1

2

2

2

1

0

0

-

2

2

2,08

1,9

2,08

1,56

6,5

-

3

2

0,38

1,02

0,38

2,02

8,45

-

4

2

1,52

1,64

1,52

1,36

5,66

-

5

2

2

2

1

0

0

-

6

2

1,32

1,52

1,32

1,4

5,8

-

7

2

0,38

1,02

0,38

2,02

8,45

-

8

2

0,8

1,34

0,8

1,56

6,5

-


 

 

4 Кинематический анализ механизмов методом плана ускорений

 

4.1 Исходная  схема механизма в заданном положении.

 

 

4.2 Определяем ускорение точки А, так как звено АО совершает вращательное движение

 

 аA = аnA + аτA,

 

где аnA - нормальное ускорение точки А. Ее величина

        аnA = ω21×lOA =(25)2×0,08 = 50 м/с2. Вектор этого ускорения будет направлен параллельно звену ОА;

        аτA – тангенциальное ускорение, его величина равна

аτA = ε1× lAB=0.

 

С учетом этого можно  записать, что

 

аA= аnA

 

4.3 Определяем ускорение  точки В принадлежащее 2 звену  по теореме сложения ускорений

 

аВ = аnB+ аτB = аnA + аnBA + аτBA,

 

т.к. тока В одновременно принадлежит звену ВС совершает  вращательное движение то можно записать

 

аВ = аnВС + аτВС

 

 

Приравнивая правые части  уравнения, получим следующие уравнение

 

аnB+ аτB = аnA + аnBA + аτBA,

 

где аn – нормальное ускорение точки В относительно А

       аnВС = ω23×l = 0, так как звено В совершает поступательное движение;

      аτ – тангенциальное ускорение, численное значение на данном этапе определить не возможно, но вектор будет направлен перпендикулярное звену ВС;

       аnBA – нормальное ускорение точки В относительно А. Его величина

       аn = ω22×l = 0×0,14 = 0 м/с2 Вектор этого ускорения будет параллельное звену АВ;

       аτBA – тангенциальное ускорение В вокруг А, величина неизвестная, вектор перпендикулярное звену ВА.

 

 

4.4 Для построения планов ускорения, назначаем масштаб

 

µa = аnA / πа,

 

где πа – отрезок изображающий ускорение аnA на чертеже, назначаем сами,  πа=50мм.

 

С учетом этого 

 

µa = аnA / πа = 50/50 = 1 м/(с2×мм)

 

Определим отрезки изображающие известные ускорения на плане  ускорений, в выбранном масштабе на чертеже.

 

  πb׳׳= аna = 0 мм

 аb׳= аnAB / µa= 0 мм

 

4.5 Построение плана ускорения будем вести в следующем порядке.

4.5.1 В любом месте поля чертежа ставим точку π.

Информация о работе Схема кривошипно-ползунного механизма