Курсовая Кирилла

Министерство образования Российской Федерации

Томский политехнический университет

Кафедра теоретической и прикладной механики

Пояснительная записка

К курсовому проекту по

Теории Механизмов и Машин

Структурный, кинематический анализ и силовой расчет рычажного механизма. Синтез зубчатого и кулачкового механизмов

Выполнил студент группы 4В32

Павлюченко С.Л.

Руководил Дробчик В.В.

Томск 2005

Оглавление

1. 1.1. 1.2. 1.2.3. 1.2.4. 1.2.5. 1.2.6. 1.3. 1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. 1.3.4. 1.3.5 1.3.6.

Рычажный механизм·········································································· Структурный анализ механизма······················································ Кинематический анализ····································································· Определение линейных скоростей всех точек механизма············· Определение угловых скоростей звеньев········································ Определение линейных ускорений всех точек механизма············ Определение угловых ускорений звеньев······································· Силовой расчет··················································································· Силы действующие на звенья механизма········································ Силовой расчёт группы [4-5] ··························································· Силовой расчёт группы [2-3] ··························································· Силовой расчёт начального механизма··········································· Определение величины уравновешивающей силы методом рычага Н.Е. Жуковского···································································· Определение КПД механизма··························································· Список литературы·············································································

4 4 7 8 11 12 15 16 17 17 18 19 20 21 23

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ТММ

Лист

2

Изм.

№ докум.

Подпись

Дата

Томский политехнический университет Кафедра теоретической и прикладной механики Курсовой проект по теории механизмов и машин Студенту МС факультета, гр. 4В42 Григорьеву К. Е. Рычажный механизм Кинематический анализ и силовой расчет механизма Задание № 11-2 Схема механизма Графики силы (момента) полезного сопротивления
						КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ТММ	Лист
							2
	Изм.		№ докум.	Подпись	Дата

Исходные данные: а = 450 мм Размеры звеньев: lAB=65 мм ; lBF=420 мм ; lAC=180 мм ; lBS=96 мм. Частота вращения кривошипа………………………… ….n1=200 об/мин Сила полезного сопротивления……………………….……...F5= 180 H Коэффициент неравномерности хода……………..………….δ =1/30 Дополнительные условия: m1=1,2 кг ; m2=2,4 кг ; m5=3,5 кг I1A=0,0028 кг∙м^2 ; I2S=0,062 кг∙м.^2 Дата выдачи задания______________ Срок выполнения________________ Руководитель______________ Введение Курсовой проект является завершающим этапом прохождения теоретического курса и преследует цели более глубокого овладения теорией применительно к решению конкретных вопросов практики. В данном курсовом проекте рассмотрен шарнирно-рычажный механизм Черкудинова с приближенно-равномерным перемещением ведомого звена. Этот механизм состоит из начального механизма - кривошипа 1 с вращательной кинематической парой В0.1 и двух последовательно присоединенных групп Ассура, содержащих звенья [2-3] и [4-5].
					КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ТММ	Лист
						2
Изм.		№ докум.	Подпись	Дата

1. Рычажный механизм 1.1 Структурный анализ механизма Цель структурного анализа – выявить строение (структуру) механизма: определить число звеньев механизма и назвать каждое из них; определить числа кинематических пар и дать их характеристику (соединения каких звеньев, вращательная, поступательная, низшая или высшая, какого класса); выявить структурные группы (группы Ассура), входящие в состав механизма, назвать их, определить класс группы, написать формулу строения; определить степень подвижности механизма; привести формулу строения для всего механизма. Для наглядности выполним структурный анализ в форме таблицы.
					КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ТММ	Лист
						2
Изм.		№ докум.	Подпись	Дата

Структурный анализ механизма

Структурный анализ проведём по методике изложенной в [1, с. 6] Таблица 1
Подвижные звенья.		Кинематические пары.
Схема.	Название.	Схема.		Вид	Степень подвиж­ности	Символ.	Класс пары	Высшая или низшая
	Кривошип (ведущее звено)			Вращательная	1	В0.1	P5	Низшая
	Шатун – кулиса			Поступательная	1	П2.3	P5	Низшая
	.			Поступательная	1	П2.4	P5	Низшая
				Вращательная	1	В1.2	P5	Низшая
	Камень кулисы			Вращательная	1	В3.0	P5	Низшая
	Камень кулисы			Вращательная	1	В4.5	P5	Низшая
	Ползун			Поступательная	1	П5.0	P5	Низшая
Число подвижных звеньев			n=5
Число КП			3П+4В=7 P5=7 (7 пар 5-го класса плоского механизма) P4=0 (КП 4-го класса плоского механизма отсутствуют)
Степень подвижности механизма			По формуле Чебышева П.Л. W=3n-2P5–P4=3·5-2·7-0=1
Примечание: пассивных звеньев и кинематических пар механизм не содержит.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ТММ

Лист

2

Изм.

№ докум.

Подпись

Дата

Структурный состав механизма

Структурный анализ проведём по методике изложенной в [1, с. 7] Таблица 2
Схема	Название, класс, порядок, вид	Число звеньев	Число К.П.		Формула Строения.
			Всего	Поводковых
	Начальный вращательный механизм. I класс	1	1	-----	1 В0.1
	Двухзвенная двухповодковая группа. II класс II порядок Ш вид.	2	2	2	[2-3] [В1.2 -П2.3-В3.0]
	Двухзвенная двухповодковая группа. II класс II порядок IV вид.	2	3	2	[4-5] [П2.4 -В4.5-П5.0]

Начальных механизмов: 1

Структурных групп (Групп Ассура): 3

Соединение групп: последовательное

Класс механизма: II

Порядок механизма: II

Формула строения: В_0.1-[В_1.2 -П_2.3-В_3.0]-[П_2.4 -В_4.5-П_5.0]

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ТММ

Лист

2

Изм.

№ докум.

Подпись

Дата

1.2 Кинематический анализ механизма В данном разделе необходимо: 1.2.1. Найти крайние положения механизма и построить траектории движения всех характерных точек механизма по 8-12 положениям механизма. 1.2.2. Кинематический анализ методом планов. Построить планы скоростей и ускорений для одного заданного положения механизма и определить: 1.2.3. линейные скорости всех характерных точек механизма; 1.2.4. угловые скорости всех звеньев механизма; 1.2.5. линейные ускорения всех характерных точек механизма; 1.2.6. угловые ускорения всех звеньев механизма; 1.2.7.определить и указать на схеме направления угловых скоростей и ускорений соответствующих звеньев (круговыми стрелками с обозначением номеров звеньев: 1 , 2 …и 1 , 2 …). В данной работе кинематический анализ выполняется методом планов, хотя существуют и другие методы (аналитический метод и метод графиков).
					КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ТММ	Лист
						2
Изм.		№ докум.	Подпись	Дата

1.2.3. Определение линейных скоростей всех характерных точек механизма Анализ проведём по методике изложенной в [1, с. 3-15.] «К построению плана скоростей» (для положения 3) Определим скорость ведущей точки механизма, т.е. точки звена, закон движения которого задан. В нашем случае это точка В звена 1: , где - угловая скорость кривошипа, ; n1 – частота вращения звена 1, . , где - скорость ведущей точки механизма, ; lAB – длина кривошипа АВ, м. Тогда: ; . Примем масштаб построения плана скоростей: . На плане скоростей: . Выберем произвольную точку-полюс плана скоростей . Вектор проведён -но кривошипу и направлен в сторону вращения звена 1(РVa). Скорость точки С2 может быть определена из совместного решения 2-х уравнений: - для звена 2. - для звена 3. , , (неподвижная точка), следовательно . Строим план. Построив план, получим: . . Найдем скорость точек D2, F, S. Скорости этих точек определим на основании свойства и пропорциональности отрезков bc2, bs, bd2, bf на плане скоростей и размеров звеньев lBC, lBS, lBD, lBF.
					КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ТММ	Лист
						2
Изм.		№ докум.	Подпись	Дата