 |
Кинетостатический силовой расчёт механизма
|
|
|
|
Силовой расчёт ведётся в порядке, обратном образованию механизма, т. е. сначала будет рассчитана группа 5, 4, затем 3, 2 и 1, 0.
Определим массы звеньев. По условию задачи массы камней не учитываются.
m1 = q ´ l1 = 20 ´ 0,0294 = 0,588 кг
m3 = q ´ l3 = 20 ´ 0,141 = 2,82 кг
Определим вес звеньев механизма.
Сила тяжести первого звена
G1= m1 g = 0,588 ´ 9,8 = 5,76 Н
Сила тяжести третьего звена
G3= m3 g = 2,89 ´ 9,8 = 28,32 Н
Сила инерции первого звена:
Н
Сила инерции третьего звена:
Н
Момент инерции третьего звена:
,
где IO3 – момент инерции кулисы 3 относительно оси вращения С (осевой момент инерции).
Нм
Силы инерции прикладываются в точках центров тяжести звеньев, противоположно ускорениям этих точек.
Главные моменты от сил инерции направлены противоположно угловым ускорениям.
Расчёт группы 4, 5
Рассмотрим равновесие звена 5 (Рисунок 29).
Сумма моментов относительно оси x
Рисунок 29 – Структурная группа 4, 5
Масштаб плана сил:
Н/мм
Строим план сил структурной группы 4, 5 по уравнению
По плану сил определим силу F50 (Рисунок 30)
F50 =<F50> μF= 23,32 ´ 4 = 116,6 H
Рисунок 30 – План сил группы 4, 5
Силовой анализ группы 2, 3
Звено 2 находится в равновесии под действием только двух сил F21 и F23 (Рисунок 31), направленных перпендикулярно звену CD. Следовательно,
F21= – F23,
Рисунок 31 – Структурная группа 3, 2
Из равновесия звена 3 (Рисунок 32) следует, что сумма моментов сил относительно точки С равна нулю. Тогда
Строим план сил по уравнению
Масштаб плана сил:
Н/мм
Из плана сил группы 2, 3 (Рисунок 32) найдём
Н.
Рисунок 32 – План сил группы 3, 2
Силовой анализ начального звена
Определим Fу, рассмотрев равновесие кривошипа (Рисунок 33). Сумма моментов относительно точки А равна нулю.
|
|
|
Рисунок 33 – Начальное звено
Тогда
Отсюда
Н
Чтобы определить силу F01, составим уравнение равновесия кривошипа (Рисунок 34)
Из плана сил начального звена (Рисунок 34) найдём
Н.
Пример выполнения листа 3 графической части представлен в приложении Г.
Рисунок 34 – План сил начального звена
Проверка силового расчёта
Проверку силового расчёта выполним с помощью «Рычага Жуковского». Для этого к повёрнутому плану скоростей приложим внешние силы и силы инерции механизма (Рисунок 35).
Определим масштаб повёрнутого плана скоростей
.
Составим уравнение моментов относительно полюса Р
Рисунок 35 – «Рычаг Жуковского»
для исследуемого положения механизма
Тогда величина уравновешивающей силы, приложенной и кривошипу будет равна
Отклонение вычислений составляет:
Допустимая ошибка графо-аналитических исследований не должна превышать 10%. В настоящем расчёте ошибка вычислений значительно меньше, следовательно исследование выполнено правльно.
Пример выполнения листа 4 графической части представлен в приложении Д.
Заключение
В курсовом проекте рассмотрен основной метод графо-аналитических исследований плоского механизма с низшими парами.
Построен план механизма в заданном положении звеньев, для которого получено наглядное представление о величинах и направлениях скоростей и ускорений отдельных точек механизма.
Определены силы, действующие на машину и проведён кинетостатический силовой расчёт механизма. Результаты проектирования дают возможность оценить кинематическую схему механизма по кинематическим и динамическим качествам с тем, чтобы определить направление совершенствования кинематических схем подобных механизмов.
Разработанные таким образом кинематические схемы обеспечивают более экономические в отношении металлоёмкости машины, что является одним из основных требований машиностроения.
|
|
|
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин / А.С. Кореняко и др. Киев: Выша шк. 1970, – 231 с.
2. Левитская О.Н. Курс теорий механизмов и машин / О.Н. Левитская, Н.И. Левитский. М.: Высш. шк., 1978. – 226 с.
3. Левитская О.Н. Курс теорий механизмов и машин / О.Н. Левитская, Н.И. Левитский. М.: Высш. шк., 1985. – 277 с.
4. Теория механизмов и машин / под ред. К.В. Алехновича. Минск: Вышеэйш. шк., 1970, – 249 с.
5. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин / И.И. Артоболевский. М.: Наука, 1988. – 640 с.
6. Шелофаст В.В. Основы проектирования машин / В.В. Шелофаст. М.: Изд-во АМП, 2003. – 472 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУВПО
«Воронежский государственный технический университет»
Факультет автоматизации и роботизации машиностроения
Кафедра Проектирования механизмов и подъемно-транспортных машин
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Основы проектирования
и конструирования машин»
Тема «Проектирование и исследование
плоского рычажного механизма»
Расчетно-пояснительная записка
Разраб. студент (ка) _______________________________________________
Группа Подпись, инициалы, фамилия
дата
Руководитель _____________________________________________________
Подпись, инициалы, фамилия
дата
Защищен____________________Оценка_______________
ВОРОНЕЖ 2007
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Требования к оформлению расчетно-графической работы.. 1
2. Структурный, кинематический и силовой анализ плоского рычажного механизма 2
3. Порядок выполнения курсового проекта. 25
3.1. Метрический синтез, структурный и кинематический анализ плоского рычажного механизма 25
3.2. Силовой анализ рычажного механизма. 26
4. Пример выполнения курсовой работы.. 28
4.1. Пример выполнения листа 1 графической части. 29
4.1.1 Метрический синтез механизма. 29
4.1.2 Структурный анализ механизма. 31
4.2. Пример выполнения листа 2 графической части. 32
4.2.1 Построение плана скоростей. 32
4.2.2 Построение плана ускорений. 32
4.3. Кинетостатический силовой расчёт механизма. 32
4.3.1 Расчёт группы 4, 5. 32
4.3.2 Силовой анализ группы 2, 3. 32
4.3.3 Силовой анализ начального звена. 32
|
|
|
4.3.4 Проверка силового расчёта. 32
5. Заключение. 32
библиографический список. 32
Приложение А.. 32
Приложение Б. 32
Приложение В.. 32
Приложение Г. 32
Приложение Д.. 32
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению курсовых работ по дисциплине
«Теория механизмов и машин»
для студентов специальности АО 120200
дневной (ускоренной) формы обучения
Составители
Рукин Юрий Борисович
Жилин Роман Анатольевич
Кирпичев Игорь Юрьевич
Подписано к изданию 10.12.2008.
Уч.-изд. л. 3,2 «С»
ГОУВПО «Воронежский государственный
технический университет»
394026 Воронеж, Московский просп., 14
 |
* Под уравнением показаны направления векторов.
|
|
|
