Министерство образования и науки Российской Федерации

Курганский государственный университет

Кафедра << Гусеничные машины и прикладная механика >>

Контрольная работа по ТММ

На тему: Структурный и кинематический анализ рычажного и зубчатого механизмов.

Вариант 9-1

Выполнил: студент группы Т-211

Лебедев А.А

Проверил: Фонотов В.Т

Курган 2012

Содержание

1. Структурный анализ механизма

2. Построение планов положения механизма

3. Кинематический анализ кривошипно – ползунного механизма

3.1 Определение скорости и ускорений графоаналитическим методом

3.2 Определение скорости и ускорений методом планов

4. Определение уравновешивающего момента методом рычага Н.Е. Жуковского

5. Определение передаточного отношения зубчатого механизма

5.1 Определение передаточного отношения аналитическим методом

5.2 Определение передаточного отношения графическим способом, построением картин линейных и угловых скоростей

1. Структурный анализ механизма

Структурный анализ – заданного кривошипно ползунного механизма, состоящего из кривошипа – 1, шатуна – 2, ползуна – 3.

Звенья механизма связанных кинематическими парами:

О – (стойка, кривошип);

А – (кривошип, шатун);

В – (шатун, ползун);

Пары О, А, В – вращательные, В^' – поступательная.

Степень подвижности определим по формуле Чебышева:

W = 3 ∙ n – 2 ∙ p₅ – p₄, (1)

где n – число подвижных звеньев, n = 3;

p₅ – число пар 5 класса, p₅ = 4;

p₄ – число пар 4 класса, p₄ = 0.

Подставим в формулу (1) получим: W = 3 ∙ 3 – 2 ∙ 4 = 1.

Следовательно, достаточно знать закон движения одного звена для работы данного механизма.

Механизм состоит из группы Ассура 2 класса 2 порядка 2 вида.

Строение механизма: Меха-м 1^го кл. (1) → Гр 2кл., 2 пор., 2 вид., (2, 3).

2. Построение планов положения механизма

Исходные данные:

- радиус кривошипа l_OA = 0,1 м, градус поворота φ = 300°

- длина шатуна l_АВ = 4 ∙ l_OA = 0,4 м, положение центра масс шатуна «S₂» = 0,5 ∙ l_АВ = 0,5 м;

- угловая скорость кривошипа ω₁ = 6 с^-1;

- угловое ускорение кривошипа ɛ₁ = 3с^-2 ;

Определим масштаб µ_l по формуле:

µ_l = , (2)

где l_OA – радиус кривошипа, l_OA = 0,10 м;

OA – графическая длинны кривошипа на схеме (25… 40), OA = 25мм.

Подставим в формулу (2) получаем:

µ_l = = 0,004

При выбранном масштабе графические размеры звеньев принимают следующие значения:

ОА = 25мм; АВ = 100мм; АS₂ = 50мм.

Согласно полученным данных строим заданное положение, а так же 8 положений механизма и траекторию точки S (рисунок 1).

3. Кинематический анализ кривошипно – ползунного механизма

Проведем кинематический анализ кривошипно – ползунного механизма.

Целью кинематического анализа механизма является определение линейных скоростей и ускорений точек и угловых скоростей и ускорений звеньев.

Линейные скорости и ускорения точек считаются известными, если известны их величина и направление. Величина скорости измеряется в м/с, а величина ускорения – м/с² . Направление определяется вектором. Характеристиками звена, совершающего вращательное движение, являются угловая скорость и угловое ускорение определяются круговыми векторами.

3.1 Определение скорости и ускорений графоаналитическим методом

Масштаб перемещений равен:

µ_S = k ∙ µ_l ,

где k – коэффициент, k =1.

Полученный масштаб перемещения равен:

µ_S = 1∙ 0,004 = 0,004

Построим в масштабе µ_S диаграмму перемещений точки В, разбив ось X на 8 равных отрезков, отложив по оси У перемещения точки В в соответствии с 8 положениями механизма (рисунок 2).

Определим масштабы плана скоростей и плана ускорений, L=120 мм:

µ_φ = = 6,28/120 = 0,05233 с^-1/мм.

µ_t = = = 0,008722 мм^-1

Масштаб скорости равен:

µ_v = , (3)

где h_v – расстояние до точки P_v, h_v = 25мм.

Полученный масштаб скорости равен: µ_v = = 0,0183

Графическим дифференцированием графика перемещений методом хорд построим в масштабе µ_v диаграмму скоростей точки В (рисунок 2).

Скорость точки B в заданном положении равна:

= y_v ∙ µ_v, м/с (4)

Подставляем значение координаты из графика и масштаб получим:

= 18,95 ∙ 0,02 = 0,379 м/с

Масштаб ускорения равен:

µ_a = , (5)

где h_a – расстояние до точки P_a, h_a = 25мм.

Полученный масштаб ускорения равен: µ_a = = 0,0839

Графическим дифференцированием графика скоростей методом хорд построим в масштабе µ_a диаграмму ускорений точки В (рисунок 2).

Ускорение точки B в заданном положении равно:

= y_a ∙ µ_a, м/с² (6)

Подставляем значение координаты из графика и масштаб получим:

= 60,91 ∙ 0,006 = 0,36546 м/с