Структурное и кинематическое изучение рычажного механизма. Определение сил, действующих на его звенья, и реакций в кинематических парах группы Ассура. Силовой расчет ведущего звена. Проектирование прямозубой эвольвентой передачи и планетарного механизма.
Аннотация к работе
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. Данный механизм «Механизм привода конвейера» предназначен для получения из вращательного движения ведущего звена в возвратно-поступательное движение рубанка. Степень подвижности механизма определим по формуле Чебышева Разбиваем механизм на группы Ассура: группа II класса 3-го вида (камень 2 - коромысло 3) и группа II класса 5-го вида (шатун 4 - ползун 5) [2]. Разбиваем траекторию движения точки А кривошипа на 8 равных дуг, начиная от нулевого положения и в каждом из этих положений выстраиваем кинематическую схему механизма.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. Величину нормального относительного ускорения определим [2] как ANBA = ?22·АВ =0,5102·0,47= 0,122 м/с2, Направлен этот вектор от точки В к точке А параллельно шатуну АВ в направлении от точки В к точке А, а его длина в масштабе плана NBA = ANBA/?а = 0,122 /0,0283 = 4,32 мм. Направлен этот вектор от точки В к точке Е параллельно коромыслу в направлении от точки В к точке Е, а его длина в масштабе плана NDC = ANDC/?а = 4,764/0,0283=168,35 мм. Для звена 3 заменяем силу инерции Fи3 и момент сил инерции МИЗ одной силой Fи3", равной по величине и направлению силе Fи3, но приложенной в центре качания k3 звена. Для звена 2 заменяем силу инерции Fи2 и момент сил инерции Ми2 одной силой Fи2", равной по величине и направлению силе Fи2, но приложенной в центре качания k2 звена.На первом этапе курсового проектирования я построил кинематическую схему в восьми положениях. Также построили график зависимости угловых скоростей звеньев и линейных скоростей центров масс звеньев от угла поворота входного звена. Также построил график зависимости перемещения выходного звена от угла поворота входного звена.
План
План скоростей для группы Ассура (2-3) строим, графически решая систему векторных уравнений
Введение
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 привода конвейера» предназначен для получения из вращательного движения ведущего звена в возвратно-поступательное движение рубанка. Похожие механизмы используются в различных строгальных мастерских.
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 двухподвижных 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 3-го вида (камень 2 - коромысло 3) и группа II класса 5-го вида (шатун 4 - ползун 5) [2].
Структурная формула механизма I(0-1) - II3(2-3) - II5(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 ml = 0,005 м/мм. В принятом масштабе
LOA = ОА/ml = 0,138/0,00235 = 58,72 мм
За нулевое принимаем такое положение механизма, при котором ползун 5 занимает крайнее левое положение (в соответствии с условием). (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 Акрх. Рабочий ход составляет ? крх= 191,34? = 3,23 рад.
1.3 Кинематические диаграммы точки Д
Откладываем по оси абсцисс отрезок 180 мм, изображающий угол поворота кривошипа 360? и делим его на 8 равных частей. От точек, соответствующих углам поворота ?1 = 45?, ?2 = 90?, откладываем ординаты, равные расстояниям Д0Д1, Д0Д2 и т.д., проходимые точкой Е от начала отсчета в масштабе ?s = 0,0188 м/мм.
Определяем масштабные коэффициенты по времени и по углу поворота ?t = 2?/L? ?1 = 2?/180? 6,4 = 0,00545 с/мм ?? = 2?/L = 2?/180 = 0,03489 рад/мм
Строим график скорости точки Е, графическим дифференцированием графика S(?1). Разбиваем ось абсцисс графика S(?1) на 24 равных участка. На участках деления заменяем кривую S(?1) хордами. Проводим прямоугольные оси V и ?1. На оси ?1 откладываем полюсное расстояние H1 = 35 мм. Из полюса проводим линии, параллельные хордам на соответствующих участках графика перемещений. Наклонные отсекают по оси ординат V отрезки. На соответствующих участках графика V(?1) строим ступени, равные по высоте отсеченным отрезкам по оси V. Плавную кривую проводим примерно по серединам полученных ступеней. Полученная кривая является графиком скорости точки Д.
Аналогично, графическим дифференцированием графика V(?1), строится график ускорения точки Д. ?a = ?v /(?t·H2) = 0,0986 /(0,00545·25) = 0,517 м/с2/мм, где H2 = 35 мм - полюсное расстояние для графика ускорений.
1.4 Построение планов скоростей
Построение плана скоростей начинаем от входного звена - кривошипа ОА. Угловая скорость кривошипа ?1 = 6,4 1/с. Скорость точки А VA = ?1?·ОА =6,4?0,138 =0,8832 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 ?v = VA /ра = 0,8832/100=0,008832 м/с/мм
Вывод
В результате курсового проектирования был спроектирован механизм поперечно-строгального станка
На первом этапе курсового проектирования я построил кинематическую схему в восьми положениях. Для каждого положения построил план скоростей и план ускорений. Также построили график зависимости угловых скоростей звеньев и линейных скоростей центров масс звеньев от угла поворота входного звена. Также построил график зависимости перемещения выходного звена от угла поворота входного звена. Дважды продифференцировал и получил график скоростей и ускорений выходного звена.
На втором листе был произведен кинетостатический расчет механизма и были определены реакции в кинематических парах и уравновешивающие силы. Определил уравновешивающую силу методом рычага Жуковского.
На третьем листе курсового проекта я определил приведенный момент инерции и приведенный момент сил сопротивления, построил диаграмму Виттенбауэра и определил размеры маховика.
На четвертом листе я построил картину зацепления зубчатых колес, рассчитал коэффициент удельного скольжения. Также подобрал количество чисел зубьев планетарного редуктора, для обеспечения заданного передаточного числа привода механизма конвейера.
Список литературы
1. Теория механизмов и машин: Методические указания по изучению дисциплины и выполнению курсового проекта/ ВСХИЗО. М., 1989.
2. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М., 1975.
3. Кореняко А.С. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. М., 1970.