Изучение структурного, кинематического и кинетостатического анализа механизма. Определение уравновешивающей силы с помощью "рычага" Н. Жуковского. Расчет скоростей и ускорений. Силовой расчет структурной группы. Анализ механизма методом диаграмм.
Аннотация к работе
Теория механизмов решает задачи строения, кинематики и динамики машин в связи с их синтезом и анализом. В данной работе проводится анализ, т.к. исследуется уже имеющийся механизм. Курсовой проект по дисциплине «Прикладная механика» предусматривает расчет механизма по трем основным разделам: Структурный анализ. В каждом разделе выполняется определенный набор расчетов, необходимых для исследования данного механизма. Данный раздел не предусматривает большого объема вычислений, а только дает первоначальные сведения о частях и обо всем механизме в целом.Структурный и кинематический анализы механизмов имеют своей целью изучение теории строения механизмов, исследование движения тел, их образующих, с геометрической точки зрения, независимо от сил, вызывающих движение этих тел. Одной из основных задач структурного анализа является определение структурных групп, из которых состоит механизм, их класса, порядка и класса самого механизма. На рисунке 1.1.1 представлен рычажный механизм механического однокривошипного пресса КА - 262, он состоит из 0 - стойки , 1-кривошипа, 2 - шатуна, 3 - ползуна. [1]: где n - количество подвижных звеньев, p5 - количество пар пятого класса, p4 - количество пар четвертого класса.Масштабным коэффициентом называют отношение численного значения физической величины к длине отрезка в миллиметрах, которым эта величина изображается на чертеже. Пользуясь полученным масштабным коэффициентом, рассчитаем остальные размеры звеньев механизма. мм. Результаты вычислений размеров приведены в таблице 1.2.1Крайние положения механизма определяется взаимным расположением кривошипа и шатуна, поэтому построение крайних положений начинаем с этих звеньев. Центр тяжести звена (шатуна) определяем, откладывая от точки А отрезок. Планы скоростей и ускорений строятся с целью определения величин и направлений скоростей и ускорений отдельных точек звеньев механизма и, в конечном итоге, скорости и ускорения рабочего органа машины. Расчет скоростей произведем на примере 1-го положения, для 8-го положения расчет производится аналогично. Для 1-го положения: Расчет скоростей начнем с определения скорости VA точки А кривошипа.Нахождение ускорений будем производить методом планов, для этого запишем векторное уравнение ускорения точки В: (2.1.3.2) где и - нормальная и тангенциальная составляющие ускорения точки В в относительном движении шатуна. Вектор нормальной составляющей ANBA относительно ускорения направлен параллельно шатуну в противоположную сторону, а линия действия вектора A?BA перпендикулярна АВ. Тогда Строим план ускорений согласно направлению векторов: - направлено из точки А в точку О1; направлено из точки В в точку А, параллельно звену ВА; Найдем ускорение АВ : (2.1.3.5) где pab - отрезок, изображающий ускорение точки В на плане ускорений, мм.После масштабных коэффициентов приступаем к построению диаграмму перемещения точки В выходных звеньев в системе координат S(t). Затем делим отрезок 0-12 на две части, пропорционально углам рабочего и холостого (две равные части), далее делим отрезки 0-6 и 6-12 каждый на 6 равных частей и отмечаем точки 0-12. Проводим ординатные прямые через эти точки и на этих прямых с учетом выбранного масштаба откладываем перемещения точки В - получаем отрезки 1-1, 2-2,..., 12-12, определяемые по формуле: 1-1= где - перемещение точки В. Соединив точки 0, 1,…, 12 плавной кривой, получим диаграмму перемещения точки В (рис.2.2.1.1.). Из этой точки проводим до пересечения с осью ординат луч, параллельный хорде, на оси ординат получаем отрезок, выражающий в некотором масштабе величину производной в средней точке интервала.Силовой расчет методом планов позволяет определить реакции в кинематических парах и уравновешивающий момент.Проектирование нового механизма всегда включает его силовое исследование, так как по найденным силам производится последующий расчет на прочность элементов кинематических пар и звеньев механизма. При силовом исследовании решаются следующие основные задачи: а) определяются силы, действующие на звенья и реакции в кинематических парах, б) определяется уравновешивающая сила. Метод кинетостатики основан на принципе Даламбера, который применительно к механизмам можно сформулировать так: если ко всем внешним силам, действующим на систему звеньев, добавить силы инерции, тогда под действием всех этих сил система звеньев может условно считаться находящейся в равновесии. Определение реакций в кинематических парах механизма ведем без учета трения методом планов сил при постоянной угловой скорости кривошипа. Для построения плана сил определяем масштабный коэффициент плана сил , а отрезки, выражающие векторы сил на плане, получаются делением натуральных значений сил на плане на масштаб на плане.Уравновешивающий момент Мур определим из уравнения равновесия кривошипа в форме моментов относительно точки О1. Из уравнения (3.1.2.1) выразим момент Мур и найдем его численное значение: , Где h1=8 мм. Для нахождения неизвестной реакции R01 составим уравнение всех сил, действующих на звено, и р
План
Содержание
Аннотация
Задание на курсовой проект
Введение
Раздел 1. Структурный анализ механизма
1.1 Структурный анализ механизма
1.2 Определение размеров звеньев
Раздел 2. Кинематический анализ механизма
2.1 Кинематический анализ методом планов
2.1.1 Разметка механизма
2.1.2 Расчет скоростей
2.1.3 Расчет ускорений
2.1.4 Кинематический анализ механизма методом диаграмм
Раздел 3. Кинетостатический анализ механизма
3.1 Силовой расчет методом планов
3.1.1 Силовой расчет структурной группы
3.1.2 Силовой расчет исходного механизма
3.1.3 Определение уравновешивающей силы с помощью "рычага" Н.Е. Жуковского
Заключение
Список используемой литературы кинематический рычаг скорость жуковский
Аннотация
Введение
Теория механизмов решает задачи строения, кинематики и динамики машин в связи с их синтезом и анализом.
В данной работе проводится анализ, т.к. исследуется уже имеющийся механизм.
Курсовой проект по дисциплине «Прикладная механика» предусматривает расчет механизма по трем основным разделам: Структурный анализ.
Кинематический анализ.
Кинетостатический анализ.
В каждом разделе выполняется определенный набор расчетов, необходимых для исследования данного механизма.
Структурный анализ дает общее представление об устройстве исследуемого механизма. Данный раздел не предусматривает большого объема вычислений, а только дает первоначальные сведения о частях и обо всем механизме в целом. Эти сведения будут необходимы в дальнейшем при расчете механизма.
Кинематический анализ базируется на результатах структурного анализа и предусматривает расчет кинематических характеристик. В данном разделе строятся положения механизма в различные моменты времени, рассчитываются скорости, ускорения, перемещения точек и звеньев механизма. Расчеты ведутся различными методами, в частности, метод планов (т.е. решение уравнений векторным способом), метод кинематических диаграмм, при котором строятся диаграммы кинематических характеристик, и по ним ведется исследование механизма.
Кинетостатический анализ или силовой расчет позволяет рассчитать те силы и реакции, которые действуют на механизм, причем не только внешние силы, такие как силы тяжести, но и силы, исключительно внутреннего характера. Это силы - реакции связей, образующиеся при исключении каких либо звеньев. В силовом расчете частично используются те же методы что и при кинематическом анализе.
Все методы, используемые в работе просты и достаточно точны, что не маловажно при инженерных расчетах подобного рода.