- •Пример курсовой работы
- •Исходные данные
- •I. Структурный анализ механизма
- •1.1. Описание механизма
- •1.2. Степень подвижности механизма
- •1.3. Структурные группы механизма
- •П. Проектирование механизма
- •2.1. Определение размеров кривошипа и шатунов
- •2.2. Построение кинематической схемы механизма а. Кинематическая схема при заданном положении
- •III. Кинематический расчет механизмов.
- •3.1. Определение скоростей методом построения планов скоростей
- •3. Выбираем V - масштаб построения плана скоростей.
- •5. Замеряем отрезки на плане скоростей и вычисляем модули неизвестных скоростей
- •6. Определим скорости центров масс поршней и шатунов
- •8. Определим угловые скорости шатунов.
- •3.2. Определение ускорений методом построения планов ускорений
- •IV. Силовой расчет
- •4.1. Кинетостатический метод силового расчета
- •4.2. Внешние силы, действующие на механизм
- •4.2.1. Определение масс поршней и шатунов
- •4.2.2. Определение моментов инерции шатунов
- •4.2.3. Силы, действующие на поршни
- •4.2.4. Силы тяжести звеньев
- •4.2.5. Силы реакции (усилия) во внешних кинематических парах
- •4.3. Внутренние силы реакции
- •4.4. Определение векторов сил инерции и главных моментов сил инерции звеньев
- •4.5. Определение реакций в кинематических парах кинетостатическим способом
- •4.5.1. Силовой расчет диады 2-3
- •4.5.2. Силовой расчет механизма I класса.
- •4.6. Определение уравновешивающей силы с помощью теоремы н.Е. Жуковского о "жестком рычаге"
- •Сравнение значений уравновешивающей силы, вычисленных двумя способами
1.3. Структурные группы механизма
Рычажный механизм состоит из механизма 1-го класса и двухпроводковых групп (диад).
Структурный анализ начинают с дальней диады. 1. ДИАДА 4 — 5 (рис.2) - шатун АС с ползуном В — представляет собой двухпроводковую группу второго вида, т.е. диаду с двумя враща-
тельнымии 3 и 6 и одной поступательной (конечной) парами.
Число подвижных звеньев n=2.
Число кинематических пар с учетом незадействованной (з), но учитываемой при определении степени подвижности диады
Степень подвижности диады
2. ДИАДА 2 — 3 (рис.3) — шатун АВ и ползуном В представляет собой двухповодковую группу второго вида, т.е. диаду с двумя (2), (4) вращательными и одной (5) поступательной (конечной) парами.
Число подвижных звеньев п =2.
Число кинематических пар с учетом незадействованной 2, но учитываемой при определении степени подвижности диады
3. МЕХАНИЗМ 1 КЛАССА (рис.4) - ведущее звено 1 (кривошип ОА), соединенное шарниром О с неподвижной стойкой 6.
Число подвижных звеньев n=1.
Кинематические пары в точке ,4 учтены в диадах 4 — 5 и 2 — 3.
Число кинематических пар р5= 1, р4= 0.
Степень подвижности механизма 1 -го класса
П. Проектирование механизма
2.1. Определение размеров кривошипа и шатунов
Радиус кривошипа 104 —r определяется через ход поршня Н по формуле
(2)
Длины шатунов l=lAB=lAC определяются через радиус кривошипа и параметр
2.2. Построение кинематической схемы механизма а. Кинематическая схема при заданном положении
ведущего звена 1=550
Выбираем масштаб длин 1
Пусть радиусу кривошипа l0А соответствует на чертеже отрезок О А. Тогда масштаб построения будет равен
При выполнении курсового проекта масштаб Hl следует выбирать таким, чтобы длинам шатунов соответствовали на чертеже отрезки длиной 100 - 200 мм.
Вычерчиваем механизм (рие.5)
Проведем вертикальную линию DD' - ось симметрии механизма.
Из произвольной точки О, лежащей на этой линии, принимаемой за центр вращения кривошипа, проведем две прямые линии под углом
к вертикальной линии
Получим оси цилиндров ОB и ОС.
От оси ОB левого цилиндра отложим угол
На стороне этого угла отложим отрезок ОА изображающий положение кривошипа
Из точки А радиусом AB=AC=120 мм делаем засечки на осях цилиндров. Получим точки В и С, определяющие положения поршней при
Изобразим поршни в виде ползунов в произвольном масштабе
Соединим точки В и С с точкой А
Отложим от точки А отрезки АS2 и АS4 на линиях АВ и АС
III. Кинематический расчет механизмов.
Цель: Найти сроки и ускорения центров масс и угловые скорости ускорения звеньев механизма.
3.1. Определение скоростей методом построения планов скоростей
I. МЕХАНИЗМ I КЛАССА - кривошип ОА связан со стойкой вращательной парой и совершает равномерное вращение вокруг центра О (рис. 4).
— угловая скорость кривошипа ОА определяется через частоту вращения n [об/мин] по формуле
Модуль определяется по формуле
Направлен вектор VA ┴ ОА в сторону угловой скорости, ω1 (рис.5).
2. ШАТУНЫ АВ и ВС совершают плоскопараллельное движение. У каждого шатуна известна скорость точки А. Примем её за полюс и напишем векторные уравнения для определения скоростей vB и vc точек В и С шатунов
(7)
(8)
где направления:
vВА - вектор скорости точки В относительно точки А, перпендикулярен шатуну АВ.
vСА - вектор скорости точки С относительно точки А, перпендикулярен шатуну АС.
vВ - вектор абсолютной скорости точки В, направлен по линии ОВ;
vс - вектор абсолютной скорости точки С, направлен по линии ОС;
В уравнениях (7) и (8) вектор vA подчеркнут двумя чертами, так как известен по величине и по направлению. Остальные векторы подчеркнуты одной чертой, так как известны только по направлению.