Проектирование и исследование механизма перемещения кормушек

Расчет кулисных механизмов. Изучение "Механизма перемещения кормушек", предназначенного для получения возвратно-поступательного движения стержня из вращательного движения ведущего звена. Применение механизмов, подобных данному в автотракторной технике.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

31

Белгородская государственная сельскохозяйственная

академия

Кафедра общетехнических дисциплин

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе по ТММ

на тему: «Проектирование и исследование механизма

перемещения кормушек»

Задание 8 Вариант 12

Выполнил: студент 3-го курса

Инженерного факультета

Голев А.В.

Проверил: доцент

Слободюк А.П.

Белгород 2008

ВВЕДЕНИЕ

кулисный механизм перемещение кормушка

Развитие современной науки и техники неразрывно связано с созданием новых машин и механизмов, повышающих производительность и облегчающий труд людей, а так же обеспечивающих средств исследования законов природы и жизни человека.

Целью создания машин является увеличение производительности и облегчения физического труда человека путем замены человека машиной. В некоторых случаях машина может заменить человека не только в его физическом, но и в умственном труде.

Курсовой проект позволяет нам рассчитать кулисные механизмы, которые были известны еще со времени Леонардо да Винчи.

Данный механизм «Механизм перемещения кормушек» предназначен для получения из вращательного движения ведущего звена в возвратно-поступательное движение стержня. Похожие механизмы используются в различных автотракторных механизмах и станках.

1.СТРУКТУРНОЕ И КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА

1.1 Структурный анализ рычажного механизма

Степень подвижности механизма определим по формуле Чебышева

W = 3n - 2p₁ - p₂ ,

где n - число подвижных звеньев, p₁ - число одноподвижных кинематических пар, p₂ - число двух подвижных кинематических пар.

В рассматриваемом механизме 5 подвижных звеньев (т.е. n = 5), и все кинематические пары одноподвижные (т.е. p₁=7, p₂=0). Тогда

W = 3·5 - 2·7 = 1.

Так как подвижность механизма получена отличной от нуля, то механизм работоспособен.

Разбиваем механизм на группы Ассура: группа II класса 1-го порядка (шатун 2 - коромысло 3) и группа II класса 2-го порядка (шатун 4 - ползун 5) [2].

Структурная формула механизма I(0-1) - II₁(2-3) - II₂(4-5)

В целом механизм является механизмом II класса.

1.2 Построение кинематической схемы

Построение кинематической схемы начинаем с разметки неподвижных опор рычажного механизма. Принимаем на чертеже масштабный коэффициент схемы _l = 0.002 м/мм. В принятом масштабе

L_ОА = ОА/_l = 0.12/0.002 = 60 мм

За нулевое принимаем такое положение механизма, при котором ползун 5 занимает крайнее верхнее положение (в соответствии с условием). При этом шатун АВ находится на одной прямой с кривошипом ОА (см. лист 1 графической части). В этом положении достраиваем кинематическую схему в выбранном масштабе.

Разбиваем траекторию движения точки А кривошипа на 8 равных дуг, начиная от нулевого положения и в каждом из этих положений выстраиваем кинематическую схему механизма. Строим кинематическую схему во втором крайнем положении. Положение конца рабочего хода определяет точка А_крх. Рабочий ход составляет ц _крх= 242,898є = 4,239 рад.

1.3 Кинематические диаграммы точки D

Откладываем по оси абсцисс отрезок 192 мм, изображающий угол поворота кривошипа 360є и делим его на 8 равных частей. От точек, соответствующих углам поворота ц₁ = 45є, ц₁ = 90є, откладываем ординаты, равные расстояниям D₀D₁, D₀D₂ и т.д., проходимые точкой D от начала отсчета в масштабе м_s = 0.0032м/мм.

Определяем масштабные коэффициенты по времени и по углу поворота

м_t = 2р/L? щ₁ = 2р/192? 12 = 0,002727 с/мм

м_ц = 2р/L = 2р/192 = 0,032725 рад/мм

Строим график скорости точки D, графическим дифференцированием графика S(ц₁). Разбиваем ось абсцисс графика S(ц₁) на 24 равных участка. На участках деления заменяем кривую S(ц₁) хордами. Проводим прямоугольные оси V и ц₁. На оси ц₁ откладываем полюсное расстояние H₁ = 20 мм. Из полюса проводим линии, параллельные хордам на соответствующих участках графика перемещений. Наклонные отсекают по оси ординат V отрезки. На соответствующих участках графика V(ц₁) строим ступени, равные по высоте отсеченным отрезкам по оси V. Плавную кривую проводим примерно по серединам полученных ступеней. Полученная кривая является графиком скорости точки D.

Масштабный коэффициент графика V(ц₁) рассчитываем как:

м_v = м_s /(м_t·H₁) = 0.002/(0.002727·20) = 0.03667 ^м/с/мм

Аналогично, графическим дифференцированием графика V(ц₁), строится график ускорения точки D.

м_a = м_v /(м_t·H₂) = 0.03667/(0.002727·30) = 0,448 м/с²/мм ,

где H₂ = 30 мм - полюсное расстояние для графика ускорений.

1.4 Построение планов скоростей

Построение плана скоростей начинаем от входного звена - кривошипа ОА. Угловая скорость кривошипа щ₁ = 12 1/с. Скорость точки А

V_A = щ₁·ОА =120,12 = 1,44 м/с

Из точки р, принятой за полюс плана скоростей , откладываем в направлении вращения кривошипа 1 вектор ра скорости точки А, принадлежащей кривошипу.

Масштабный коэффициент плана скоростей

м_v = 0,0144^м/с/_мм

План скоростей для группы Ассура (2-3) строим, графически решая систему векторных уравнений

V_А3 = V_A + V_А3А2

V_А3= V_В + V_А3В

В этой системе V_А2 обозначает вектор скорости точки V_А2, вектор V_А3 - скорость точки А₃, вектор V_{А3А2 -} скорость точки А₃ относительно точки А₂.

Поэтому V_А3А2 ||АВ и V_А3В +АВ.

Построение. Проводя эти векторы, находим точку а₃ на плане скоростей. Чтобы построить план скоростей для группы Асура (4-5) необходимо найти скорость точки С из условия подобия ВС/А₃В = вс /а₃в; из этого следует

вс= ВС? а₃в/А₃В; вс = 65?93,494/169,109= 35,936 мм.

Вектор скорости Vc выходит из полюса p₁ и направлен в противоположную сторону вектора скорости V_А3.

Строим план скоростей для группы Асура (4 - 5), решая систему

Для группы Ассура (4-5) составляем систему векторных уравнений

V_D = V_С + V_DС

V_D = вертикаль ,

В этой системе вектор VС скорость точки С, вектор V_Д - скорость точки Д , вектор VСД - скорость точки Д относительно точки С, поэтому V_DC +СD, V_{D -} вертикаль.

Проводя эти векторы, получаем на плане скоростей точку d.

Чтобы определить скорость любой точки звена механизма, необходимо, из полюса, провести отрезок в точку, соответствующей точку на одноименном отрезке плана скоростей плану механизма, найдем ее из подобия. Затем измерительным прибором (линейкой) измерить этот отрезок и умножить на масштабный коэффициент, получим скорость данной точки.

Например, для положения 2 (ц₁=90є) определим скорости точек S_i (точки центров масс звеньев, расположенные по условию на звеньях):

V_А3А2 = а₃а₂м_v = 35,480,0144=0,511 м/с.

V_S3 = рS₃? м_v =35,9630.0144= 0,518 м/с.

V_S4 = рS₄? м_v =35,8090.0144= 0,516 м/с.

V_S5 = pd·м_v = 35,9940,0144=0,518 м/с.

Найденные величины скоростей точек S_{i ,} сводим в таблицу 1.1.

Чтобы определить угловые скорости звеньев необходимо величины относительных скоростей точек в относительном движении разделить на длины соответствующих звеньев.

Например, для положения 2 (ц₁=90є):

щ₃ = pс·м_v /ВС = 35,9630,0144/0,13 =3,984 ¹/с.

щ₄ = сd·м<...