Структурный анализ рычажного и кулачкового механизмов. Построение планов положений звеньев механизма, повернутых планов скоростей, приведенного момента инерции. Синтез кулачкового механизма, построение профиля кулачка и графика угла давления механизма.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

УО «Гродненский государственный университет

имени Янки Купалы»

Факультет инновационных технологий машиностроения

Кафедра

«Машиноведение и техническая эксплуатация автомобилей»

Курсовая работа

по ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

Выполнил:

студент 3-го курса № 1 группы

Жернаков Дмитрий Владимирович

г. Слоним

Реферат

В курсовом проекте разработаны следующие вопросы: выполнить структурный анализ механизма, построить кинематическую схему механизма, построение повернутых планов скоростей, построение диаграмм приведенных моментов сопротивления, приведенных моментов инерции механизма, определить момент инерции механизма.

Построить планы скоростей и ускорений для заданного положения механизма, определить силы инерции, выполнить силовой расчет механизма, определить уравновешивающую силу по методу Н.Е.Жуковского.

Построить кинематические диаграммы кулачкового механизма, определить минимальный радиус кулачка, построить профиль кулачка, определить жесткость замыкающей пружины.

Пояснительная записка содержит таблицs и рисунка.

Ключевые слова: механизм, шатун, коромысло, ползун, кулачок и другие.

Оглавление

• Введение
• 1. Динамический синтез рычажного механизма
• 1.1 Структурный анализ механизма
• 1.2 Построение планов положений звеньев механизма
• 1.3 Построение повернутых планов скоростей
• 1.4 Построение приведенного момента инерции механизма
• 1.5 Определение моменты сопротивления
• 1.6 Определение изменения кинетической энергии
• 1.7 Построение диаграммы "энергия-масса"
• 2. Силовой расчет механизма
• 2.1 Построение плана скоростей и плана ускорений для заданного положениямеханизма
• 2.2 Планы сил звеньев механизма
• 2.3 Рычаг Н.Е. Жуковского
• 3. Синтез кулачкового механизма
• 3.1 Построение графиков S(S^,)
• 3.2 Построение профиля кулачка
• 3.4 Построение графика угла давления
• Литература

Введение

Учебная дисциплина «Теория механизмов и машин» базируется на механико-математической подготовке студентов, обеспечивающей предшествующими курсами «Высшая математика» и «Теоретическая механика».

Являясь научной основой специальных курсов по проектированию машин специального назначения, она ставит следующие задачи:

1. Научить студентов методам исследования и проектирования механизмов машин и приборов.

2. Научить студентов понимать общие принципы реализации движения с помощью механизмов.

3. Научить студентов системному подходу к проектированию машин и механизмов по заданным условиям работы.

4. Привить навыки разработки алгоритмов и навыки расчета параметров на ЭВМ.

5. Привить навыки использования измерительной аппаратуры для определения кинематических и динамических параметров машин и механизмов.

Проектирование и исследование всякого механизма должно начинаться с изучения его структуры.

Основными терминами являются:

1. Машиной называется устройство, выполняющее механическое движение для преобразования энергии, материалов или информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека.

2. Механизм представляет собой систему тел (звеньев), предназначенную для преобразования движения одного или нескольких тел (звеньев) в требуемое движение других тел (выходных звеньев). Звено, принимаемое за неподвижное, называется стойкой.

3. Кинематической парой называется соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение.

4. Кинематической цепью называется система звеньев, связанных между собой кинематическими парами.

1. Динамический синтез рычажного механизма по коэффициенту неравномерности движения

1.1 Структурный анализ механизма

Схема рычажного механизма перемещения транспортирующего желоба.

Число степеней свободы определим по формуле П.Л. Чебышева.

n = 5 - число подвижных звеньев (1 - кривошип, 2 - шатун, 3 - коромысло, 4 - шатун, 5 - ползун);

= 7 - число кинематических пар пятого класса (0 - 1; 1 - 2; 2 - 3; 2 - 4; 4 - 5; 3 - 0; 5 - 0);

= 0 - число кинематических пар четвертого класса.

Следовательно, в заданном механизме при заданном движении начального звена (кривошипа 1) все остальные звенья будут обладать определенностью движения. Выполним структурный анализ механизма.

Сначала отделим группы звеньев Ассура (4,5) - второго класса, второго порядка второго вида.

Затем отделим группу звеньев Ассура (2,3) - второго класса, второго порядка, первого вида.

Остается начальное звено 1 и стойка 0 первого класса.

Данный механизм относится к механизму второго класса.

Порядок кинематического исследования механизма определяется формулой его строения:



1.2 Построение планов механизма

Выбираем масштабный коэффициент длин где ОА - отрезок, изображающий на чертеже . Примем ОА = 24мм, тогда = 0,005м/мм. Этот масштабный коэффициент соответствует чертежным стандартам. Находим величины длин остальных звеньев.

Находим на чертеже неподвижные элементы кинематических пар О,С и направляющую х - х. Затем радиусом ОА =24 мм проводим окружность - траекторию точки А, на которой на одинаковом расстоянии друг от друга наносим 12 положений точки А (1,2,3,…). Соединив их отрезками прямых с точкой О, получим соответствующие положения кривошипа. Радиусом ВС =78 мм проводим дугу - траекторию точки В. Находим крайние положения коромысла ВС. Крайнее правое положение коромысла будет когда расстояние ОВ = ОА+АВ=24+92=116 мм, а крайнее левое положение коромысла ОВ=АВ - ОА=92 - 24=68 мм.

Методом засечек находим остальные положения шатуна АВ и коромысла ВС.

Заданное положение механизма проводим основания чертежными линиями.

Методом засечек определяем положение ползуна D для каждого положения механизма.

На звене BD отмечаем точку - центр тяжести звена BD. Траекторию точки (шатунную кривую) получим, соединив последовательно точки во всех положениях звена плавной кривой.

1.3 Построение планов скоростей

План скоростей, повернутый на 90, строго в следующей последовательности: сначала для кривошипа 1, затем для группы (2,3) и наконец, для группы(4,5).

У кривошипа определяем скорость точки А

= угловая скорость кривошипа

= 70 об/мин - частота вращения кривошипа.

Вектор .

Эту скорость изобразим отрезкам pa = 88 мм, где р - полюс скоростей. Тогда масштабный коэффициент скоростей Вектор павернутый на 90 по часовой стрелке, представляет собой план скоростей кривошипа ОА.

Переходим к построению плана скоростей группы Ассура (2,3). Скорость точек А и С известны. Скорость изображается на плане сил вектором , а

Рассмотрим движение точки В по отношению к точке А, а затем по отношению к точке С. Запишем два векторных уравнения.

= +

= +

Эти уравнения решаем графически.

Согласно первому уравнению из точки а проводим направлено перпендикулярно к АВ, а из полюса р проводим направлено перпендикулярно к ВС до пересечения 0 предыдущем направлением, учитывая, что

Измеряем отрезки и получим для

Скорости центра тяжести звеньев определим по формуле подобия.

От точки а отложим отрезок и точку соединим с полюсом P.



Скорость точки определим методом подобия.

Получим

Переходим к построению плана скоростей звеньев Ассура(4,5).

В этой группе известна скорость точки В и , расположенной на направляющей х - х. Рассмотрим движение точки D по отношению к точке В, а затем к точке . Запишем два векторных уравнения

= +

= +

Через точку b плана скоростей проводим направление перпендикулярно к DB, а из полюса Р проводим направлено (учитывая, что ) до пересечения с предыдущим направлением в точке d. Для угла

Скорость центра тяжести найдем по теореме подобия.

Получим:

Определим угловые скорости звеньев.

Направление угловой скорости найдем по вектору мысленно пересеченному в точку В механизма. Угловая скорость направлена по часовой стрелке.

Перенесем вектор в точку В и определим направление угловой скорости .

Угловая скорость направлена против часовой стрелки.

В такой же последовательности построим...