МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Механика и инженерная защита окружающей среды»

Пособие для лабораторных работ

по дисциплине «Теория механизмов и машин»

по программе 30/70

Часть 1

Содержание

Лабораторная работа № 1. Структура механизмов 3

1. Цель работы 3

2. Краткие теоретические сведения 3

3. Кинематическая схема механизма 6

4. Число степеней свободы механизма 7

5. Порядок выполнения работы 7

6. Содержание отчета 8

7. Контрольные вопросы 8

Лабораторная работа № 2. Эвольвентные зубчатые зацепления 10

Часть 1. Эвольвентное зубчатое зацепление 10

1.1. Основные положения 10

Часть 2. Вычерчивание зубьев эвольвентного профиля нулевого (нормального) и коррегированных колес методом обкатки 15

2.1. Цель работы 15

2.2. Изготовление зубчатых колес 16

2.3. Описание прибора 16

2.4. Расчет элементов нулевого и положительного колес 18

2.5. Проверка правильности расчетов 18

Часть 3. Построение картины зацепления 19

3.1. Порядок выполнения работы 19

Лабораторная работа № 1. Структура механизмов

1. Цель работы

Ознакомится с составлением кинематических схем и структурным анализом механизмов.

Объем работы.

Рассмотреть многозвенный механизм, определить число звеньев и кинематических пар, изобразить кинематическую схему механизма, представленного на планшете, дать характеристику кинематическим парам и определить степень подвижности механизма.

Оборудование и приборы.

I. Планшет с моделью плоско-рычажного механизма.

II. Измерительный инструмент: линейка с миллиметровой шкалой, циркуль.

2. Краткие теоретические сведения

МАШИНА – устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда.

МЕХАНИЗМ – система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других тел.

ЗВЕНО МЕХАНИЗМА – одно или несколько неподвижно соединенных твердых тел, входящих в состав механизма.

ПЛОСКО-РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ – механизм, точки звеньев которого описывают траектории, лежащие в параллельных плоскостях, а звенья механизма образуют только плоские вращательные и поступательные кинематические пары.

Из подвижных звеньев выделяют входные и выходные звенья (соответственно ведущие и ведомые).

ВХОДНОЕ ЗВЕНО – звено, которому сообщается движение, преобразуемое в требуемые движения других звеньев. Входное звено соединено с двигателем либо с выходным звеном другого механизма.

ВЫХОДНОЕ ЗВЕНО – звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм. Выходное звено соединено с генератором, либо с исполнительным устройством (рабочим органом), либо с входным звеном другого механизма.

Одно звено в механизме, принимаемое за неподвижное, называется СТОЙКОЙ.

В зависимости от характера движения относительно стойки, звенья называют:

КРИВОШИПОМ – вращающееся звено механизма, которое может совершать полный оборот вокруг неподвижной оси. В частности кривошип конструктивно может быть выполнен с двумя отверстиями, которые предназначены для соединения со стойкой и подвижным звеном (рис.1а). Условное обозначение кривошипа дано на рис. 1б.

КОРОМЫСЛОМ – вращающееся звено механизма, которое может совершать только не полный оборот вокруг неподвижной оси. Предназначено коромысло для совершения касательного движения в механизме. Коромысло может быть выполнено в виде стержня (рис.2а) с отверстиями, посредством которых он соединяется со стойкой и подвижным звеном. Обозначение коромысла дано на рис. 2б.

ШАТУНОМ – звено механизма, которое соединено только с подвижными звеньями и совершает плоско-параллельное движение. Шатун выполняют в виде одной или нескольких жестко соединенных между собой деталей. Условное обозначение шатуна дано на рис. 3.

КУЛИСОЙ – звено механизма, вращающееся вокруг неподвижной оси и образующее с другим подвижным звеном поступательную пару. Конструктивно кулису выполняют в виде направляющей детали 1, охватывающей другую деталь и имеющую большую (рис. 4а) или малую (рис. 4б) по сравнению с длиной охватываемой детали 2. Кулиса может также охватываться сопряженной с ней деталью 2 (рис. 4в). Соответственно конструктивным решениям кулисы соответствуют различные условные обозначения кулисы (рис. 4г; д; е; ж).

ПОЛЗУНОМ – звено, совершающее возвратно-поступательное движение.

КАМНЕМ – звено поступательной пары, имеющей меньшую протяженность

Звенья механизма совершают различные, но взаимосвязанные движения. Это обуславливается тем, что они соединены друг с другом определенным образом.

Соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение, называется КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПАРОЙ.

Кинематическая пара в зависимости от характера соприкосновения звеньев может быть низшей или высшей.

НИЗШАЯ кинематическая пара имеет соприкосновение звеньев по поверхности.

ВЫСШАЯ кинематическая пара имеет соприкосновение звеньев по линии или в точке.

Кинематические пары в плоском механизме могут быть двух видов – одноподвижные и двухподвижные

ОДНОПОДВИЖНАЯ кинематическая пара – это пара с одной степенью свободы в относительном движении ее звеньев.

ДВУХПОДВИЖНАЯ кинематическая пара имеет две степени свободы в относительном движении ее звеньев.

Например, вращательная кинематическая пара (Рис. 5а) одноподвижная т.к. относительное положение звеньев определяется одной координатой – углом поворота . Поступательная кинематическая пара (Рис. 5б) тоже одноподвижная, т.к. относительное положение ее звеньев определяется линейной координатой . Высшая кинематическая пара (Рис. 5в).