Кривошипно-ползунный механизм рабочей машины - Курсовая работа

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 «Теория механизмов и машин» предусматривает расчет механизма по трем основным разделам: 1. 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 анализ позволяет разобраться в устройстве механизма. Основные цели, которые должны быть достигнуты в данном разделе - это: 1) Определение структуры механизма; 2) Расчет подвижности механизма; Кривошипно-ползунный механизм рабочей машины представлен на рис. Определим подвижность механизма по формуле Чебышева [4]: W = 3n - 2P5 - P4, (1.1) где n - количество подвижных звеньев (n =3), Р5 - количество пар пятого класса, Р4 - количество пар четвертого класса.В данном разделе решаются задачи кинематического анализа кривошипно-ползунного механизма рабочей машины, а именно: строится разметка механизма для двенадцати его положений; определяются положения центров масс звеньев; строятся планы скоростей и ускорений; определяются значения скорости, ускорения и перемещения выходного звена; определяются крайние положения механизма; строятся кинематические диаграммы.Кинематический анализ методом планов (графоаналитический метод) достаточно прост, нагляден и имеет достаточную для инженерных расчетов точность.Разметка механизма представляет собой механизм в двенадцати положениях в определенные моменты времени. Для построения разметки необходимо вычислить масштабный коэффициент, который позволяет выдержать все пропорции и связать реальные размеры механизма с размерами, использованными в графической части. Масштабный коэффициент определяется из отношения реального размера механизма (выражается в метрах) к размеру на листе в графической части (выражается в миллиметрах). Найдем значение масштабного коэффициента, используя действительный размер кривошипа, равный 0,280 м, и размер кривошипа на листе в графической части, который примем 70 мм Пользуясь полученным масштабным коэффициентом, рассчитаем остальные размеры звеньев механизма. мм.Используя значение угловой скорости кривошипа, определяем скорость точки А: , где длина звена ОА. м/с. Скорость точки В направлена по направляющей t-t, скорость точки А направлена перпендикулярно кривошипу ОА, а скорость звена АВ направлена перпендикулярно этому звену. Зная направления скоростей и значение скорости точки А, решим уравнение (2.1) графически (рис 2.1.2). Для этого отмечем точку pv - полюс, из него проводим отрезок pva, равный значению скорости точки А и направленный перпендикулярно кривошипу ОА. Из конца построенного отрезка проводим линию действия относительной скорости, который направлен перпендикулярно АВ, в точке пересечения этого вектора с направляющей t-t, будет находиться точка b.Ускорения определяются подобно скоростям, расчет которых был проделан выше (п. Нахождение ускорений будем производить методом планов, для этого запишем векторное уравнение ускорения точки В: (2.5) где и - нормальная и тангенциальная составляющие ускорения звена АВ соответственно. Для этого примем масштабный коэффициент плана ускорений , равный: , где мм. Строим план ускорений согласно направлению векторов: - направлено из точки А в точку О1; направлено из точки В в точку А;Метод кинематических диаграмм позволяет наглядно просмотреть, как изменяются перемещение, скорость и ускорение за цикл работы механизма. Переносим скорости выходного звене на диаграмму скоростей с учетом полученных масштабных коэффициентов. Полученные значения скоростей соединяем линией, и в результате имеем диаграмму для скорости выходного звена в двенадцати положениях механизма (рис. Диаграмма скорости строится на первом листе графической части. · на диаграмме скоростей определяем точку 1/, затем соединяем ее с точкой О прямой линией: · из точки Р проводим луч, параллельный хорде О1/.Цели кинетостатического анализа: · определение силы полезного сопротивления в рассматриваемых положениях механизма;Силовой расчет методом планов позволяет определить реакции в кинематических парах и уравновешивающий момент.Порядок построения разметки для силового расчета механизма не отличается от ее построения в разделе кинематического анализа, поэтому здесь каких-либо дополнительных пояснений не требуется. При этом важно определить. величины сил сопротивления в каждом положении разметки и установить их соответствие этим положениям. Направим ось ординат искомого графика параллельно траектории точки В от ее нулевого положения в сторону другого крайнего положения. При этом по оси ординат, по существу, откладывается перемещение точки В, по оси абсцисс так же, как и на исходном графике, откладывается сила сопротивления Р.Перенесем звено АВ с разметки механизма и в точке А освободим его от с

Оглавление

Введение

Раздел 1. Структурный анализ механизма

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

2.2 Кинематический анализ методом диаграмм

Раздел 3. Кинетостатический анализ механизма

3.1 Силовой расчет методом планов

3.1.1 Определение силы полезного сопротивления

3.1.2 Силовой расчет структурной группы

3.1.3 Силовой расчет исходного механизма

3.2 Силовой расчет методом «жесткого рычага» Н.Е. Жуковского

Заключение

Список используемой литературы

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 «Теория механизмов и машин» предусматривает расчет механизма по трем основным разделам: 1. Структурный анализ.

2. Кинематический анализ.

3. 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, но помимо них еще используется метод Н.Е. Жуковского, позволяющий проверить правильность выполнения работы.

Все методы, используемые в работе просты и достаточно точны, что не маловажно при инженерных расчетах подобного рода.