Определение закона движения механизма при установившемся режиме работы. Кинематический и силовой анализ рычажного механизма. Методы определения скоростей и ускорений. Определение уравновешивающей силы с помощью теоремы Н.Е. Жуковского о "жестком рычаге".
Аннотация к работе
Данная курсовая работа выполнена по предмету: «Теория механизмов и машин» и состоит из двух разделов. В первом разделе определяется закон движения рычажного механизма при установившемся режиме работы; во втором разделе проводится кинематический и силовой анализы рычажного механизма для заданного положения.звено 2 - шатун ВС совершает плоскопараллельное движение; звено 3 - ползун (поршень) C движется поступательно; звено 4 - шатун DE совершает плоскопараллельное движение; звено 5 - ползун (поршень) E движется поступательно; Степень подвижности механизма W определяется по формуле Чебышева: W = 3n - 2p5 - p4, где n - число подвижных звеньев, p5 - число кинематических пар V класса, p4 - число кинематических пар IV класса.Определяем недостающий размер механизма - ход поршня. Планы возможных скоростей для двенадцати положений механизма строятся на основании векторных уравнений: и условия, что направления скоростей точек С и Е совпадают с осью цилиндров.Внешние силы и моменты, действующие на звенья механизма: силы давления газов на поршни: Рд3 и Рд5; силы тяжести звеньев: G2 = G4 = gm2 = 10·15 = 150 H; За ординаты графика сил принимаются ординаты, снимаемые с индикаторной диаграммы, тогда масштаб графика сил определится по формуле: ?p’ = ?p·F·106 = ?p·(?D2/4)·106 = 0,056·(3,14·0,122/4)·106 = 0,63 КН/мм Определим, из условия равенства элементарных работ (мощностей) приведенного момента и приводимых сил, приведенный момент от сил давления газов и сил тяжести звеньев для группы Ассура II22(2,3)(цилиндр С): Для первого положения механизма: 1,4 КН·м Учитывая также, что угол между вектором силы и вектором скорости точки приложения этой силы всегда равен 0° или 180°, расчетная формула для определения приведенного момента сил, действующих на группу Ассура II22(2,3), окончательно запишется: . Приведенный момент инерции звеньев второй группы механизма, к которым относятся все звенья, кроме первого, определяется на основании равенства кинетической энергии звена приведения и приводимых звеньев: Для первого положения механизма: = 0,2482 кг/м2При ??1/25 для определения истинной угловой скорости ?1 начального звена можно воспользоваться графиком ТІ(?1), который также будет являться графиком ?I(?1) в масштабе: . Линию средней скорости на графике ?I(?1) проведем через середину отрезка . Истинная угловая скорость (?1)1 начального звена в первом положении, для которого в дальнейшем предполагается производить силовой анализ, определяется по формуле: , где - отрезок в мм от линии средней скорости до кривой ?1 в первом положении.Примем их за полюс и напишем векторные уравнения для определения скоростей VE и VC точек Е и С шатунов: Направления: - вектор скорости точки Е относительно точки D, перпендикулярен шатуну ED. Пусть вектору скорости соответствует отрезок pb = 50 мм, где точка р - начало построения плана скоростей - полюс плана скоростей. Из полюса р проводим прямую, параллельную AC до пересечения с прямой, проведенной из точки b. Отрезок bc определяет скорость , отрезок рс определяет скорость . Отрезок de определяет скорость , отрезок ре определяет скорость .Принимая точки B и D за полюсы, запишем векторные уравнения для определения ускорения точек Е и С: ; Эти ускорения направлены вдоль шатунов соответственно от точек Е и С к полюсам B и D. Отложим от полюса отрезок ?b в направлении вектора ускорения и отрезок ?d в направлении вектора ускорения . Из точки b плана ускорений проводим прямую параллельную ВС, в направлении от С к В, вдоль которой откладываем отрезок bc’, изображающий ускорение . Отрезок с’с изображает ускорение , а отрезок ?с изображает ускорение .Покажем все силы, действующие на диаду, в точках их приложения: - силу давления газов на поршень ; Найдем касательную составляющую , для чего составим 1 уравнение - уравнение суммы моментов всех сил, действующих на диаду 2-3, относительно точки С: , отсюда: Найдем нормальную составляющую и реакцию со стороны стойки. Находим направление неизвестных сил, для чего расставляем стрелки векторов , так, чтобы все силы следовали одна за другой, т.е. многоугольник векторов сил замкнулся. Составим уравнение суммы всех сил, действующих на звено 2: Из уравнения следует, что для определения реакции необходимо на многоугольнике сил соединить точку d с точкой к и направить вектор в точку к. Найдем касательную составляющую , для чего составим 1 уравнение - уравнение суммы моментов всех сил, действующих на диаду 4-5, относительно точки Е: , отсюда: Найдем нормальную составляющую и реакцию со стороны стойки.
План
Содержание рычажный механизм кинематический силовой
Техническое задание
Введение
1. Определение закона движения механизма при установившемся режиме работы
1.1 Структурный анализ
1.2 Построение кинематической схемы и планов возможных скоростей
1.3 Приведение сил и масс. Определение размеров маховика
1.4 Определение скорости и ускорения начального звена
2. Кинематический и силовой анализ рычажного механизма для заданного положения
2.1 Определение скоростей методом построения планов скоростей
2.2 Определение ускорений методом построения планов ускорений
2.3 Определение векторов сил инерции и главных моментов сил инерции звеньев
2.4 Силовой расчет диады 2-3
2.5 Силовой расчет диады 4-5
2.6 Силовой расчет механизма 1ого класса
2.7 Определение уравновешивающей силы с помощью теоремы Н.Е. Жуковского о «жестком рычаге»
Список использованной литературы
Введение
Данная курсовая работа выполнена по предмету: «Теория механизмов и машин» и состоит из двух разделов. В первом разделе определяется закон движения рычажного механизма при установившемся режиме работы; во втором разделе проводится кинематический и силовой анализы рычажного механизма для заданного положения.
В этой работе рассматривается кривошипно-ползунный механизм, который является основным механизмом в двигателях внутреннего сгорания.
Курсовая работа состоит из пояснительной записки и двух чертежей формата А1 и А2. В пояснительной записке приводится описание заданного рычажного механизма, структурный, кинематический и силовой анализы. На чертежах построена кинематическая схема механизма для двенадцати равноотстающих положений кривошипа, планы скоростей и ускорений для заданного положения механизма, планы сил для заданного положения механизма и схема рычага Жуковского.
Список литературы
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1988г.
2. Кореняко А.С. и др. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин. К.: Вища школа, 1970г.
3. Сильвестров В.М. Методическая разработка для выполнения курсового проекта по курсу «Теория механизмов и машин». М.: Изд-во МГИУ, 1979г.