Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
20_22_Zapiska.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
01.04.2015
Размер:
344.58 Кб
Скачать

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………....3

Задание на проект……………………………………………………….5

Структурный анализ механизма………………………………………..9

Кинематический анализ………….……………………………………..11

Силовой анализ………………….………………………………………13

Динамический анализ…………....……………………………………..17

ВВЕДЕНИЕ

Развитие современной науки и техники неразрывно связано с созданием новых машин, повышающих производительность и облегчающих труд людей. Создание таких машин требует глубокого изучения кинематических, силовых и динамических параметров предлагаемых конструкций. Кинематические параметры определяют, как правило, работоспособность машины, соответствие движения его органов выполняемой операции. Кроме того, кинематический анализ необходим для вычисления сил инерции, без учета которых нельзя обеспечить прочность и долговечность быстроходных машин. Силовой анализ является основой прочностного расчета, который во многом определяет размеры и конструкцию звеньев. Динамический анализ необходим для подбора двигателя к технологическому механизму и ограничения неравномерности хода машины. Анализ механизма производится по рассматриваемой кинематической схеме до создания конструкции машины и служит основой этой конструкции.

Конструкция каждой машины требует технико-экономического обоснования её целесообразность. Это обоснование должно строиться на данных технико-экономического анализа производственных и эксплуатационных качеств машины. Как объект производства машина должна быть простой и дешёвой, требовать минимальных затрат труда на её производство, отличаться возможно меньшей материалоёмкостью. Как объект эксплуатации она должна обладать заданными характеристиками, т.е. должна обеспечивать выполнение заданной операции, быть удобной в эксплуатации и ремонте, требовать минимума обслуживающего персонала. Главным критерием совершенства машины служит её экономичность.

Общие технико-экономические требования, предъявляемые к новой машине:

экономическая целесообразность – машина должна давать экономию общественно- необходимого труда при выполнении той технологической операции, для которой она предназначена;

качество работы исполнительных органов машины – должно соответствовать техническим условиям на выпускаемое изделие;

производительность – должна удовлетворять поставленной задаче, интенсификации технологического процесса. Практика показывает, что наиболее про

изводительным является непрерывный процесс с дроблением операций;

надежность – это свойство приобретает особое значение при интенсификации процессов и при переходе от ручного управления к автоматическому;

долговечность – может быть обеспечена при выборе такой схемы, где давления в кинематических парах минимальны, а выбранные материалы обеспечивают наименьший износ сочленений.

На основе анализа, касающегося соответствия машины этим требованиям, можно вынести заключение о её экономичности. Но для оценки машины по вышеперечисленным пунктам, в первую очередь, ещё до создания конструкций машины, необходим общий анализ предложенной схемы механизма, который и составляет содержание курсового проекта по теории механизмов и машин.

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТ

Курсовой проект

АНАЛИЗ МЕЗАНИЗМА: СТРУКТУРНЫЙ,

КИНЕТИЧЕСКИЙ, КИНЕТОСТАТИЧЕСКИЙ

(СИЛОВОЙ), ДИНАМИЧЕСКИЙ

  1. Структурный анализ:

-по заданной кинематической схеме механизма построить структурную схему;

-по структурной схеме выделить исходный двухзвенный механизм I класса и группы Ассура. Определить класс и вид каждой из групп;

-написать формулу строения механизма;

-определить порядок кинематического анализа.

  1. Кинематический анализ механизма.

Кинематический анализ выполнить двумя методами: диаграмм и планов скоростей и ускорений. Для построения схемы механизма на чертеже задаться масштабом 1 [м/мм]

а) Метод диаграмм:

найти положение механизма, соответствующее крайнему положению ведомого звена, в дальнейшем это положение механизма считать нулевым;

построить методом засечек 12 последовательных положений механизма через равные углы (300) поворота кривошипа;

построить диаграмму перемещений ведомого звена S = S(t) , задавшись масштабом диаграммы s [м/мм] или Ф=(t) , ф град/ мм;

графическим дифференцированием диаграммы перемещений построить диаграмму скоростей ведомого звена:

= (t) или

= (t);

графическим дифференцированием диаграммы скорости построить диаграмму ускорений;

найти масштабы диаграмм скорости и ускорений.

b) Метод планов скоростей и ускорений:

построить планы скоростей и ускорений механизма для нулевого и нечётных положений, считая, что первое звено (кривошип ОА) вращается равномерно с угловой скоростью 1;

по результатам кинематического анализа методом планов построить графики скорости и ускорения ведомого звена в зависимости от времени;

сравнить результаты кинематического анализа методом диаграмм и методом планов. Определить относительную погрешность.

  1. Кинетостатический анализ механизма (силовой анализ механизма).

Цель – определение давлений в кинематических парах механизма и уравновешивающей силы, которую необходимо приложить к кривошипу для его равномерного вращения, по заданному закону изменения силы полезного сопротивления.

a) Определить силы инерции звеньев механизма.

b) Методом кинетостатики произвести силовой расчёт структурных групп Ассура и ведущего звена.

c) Методом жесткого рычага Н. Е. Жуковского определить уравновешивающую силу Pур ;

d) Значения уравновешивающей силы, найденной двумя различными методами, сравнить и определить относительную погрешность.

  1. Динамический анализ механизма.

Цель- определение момента инерции маховика, который необходимо установить на вал кривошипа, чтобы последний вращался с заданным коэффициентом неравномерности хода . Динамический анализ произвести методом диаграммы энерго масс (способ Ф. Виттенбауэра) .

a) По графикам изменения силы полезного сопротивления с = с() и скорости точки её приложения V = V() построить график изменения приведённого момента силы полезного сопротивления от угла поворота кривошипа

прс = прс ().

b) Графическим интегрированием диаграммы прс = прс () построить диа

грамму работы силы полезного сопротивления с = с ().

c) Построить диаграмму работы силы, движущей = (), исходя из того, что за цикл = с и что в течение цикла изменяется равномерно. Построить диаграмму изб = - с .

d) Построить график изменения приведённого момента инерции механизма от угла поворота кривошипа пр = пр()

e) По графикам изг = изг() и пр = пр() путём графического исключения параметра  построить диаграмму энерго масс = (пр)

f) По диаграмме энерго масс и заданному коэффициенту неравномерности хода механизма определить необходимый момент инерции маховика .

g) Определить среднюю мощность двигателя для привода механизма.

СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА

  1. Кривошип; 2- шатун; 3- ползун; 4- шатун; 5- ползун

Таблица 1.- Исходные данные

ОА м

АВ, м

1, 1/с

0,050

0,204

82

Структурный анализ механизмов имеет своей целью изучение теории строения механизмов с геометрической точки зрения.

Кинематические пары:

Таблица 2

-1

-3

1-2

2-3

2-4

4-5

-5

1 вр.

1 пост.

1 вр.

1вр.

1 вр.

1 вр.

1 пост.

Определяем степень подвижности механизма по формуле Чебышева:

W = 3n-2p1-p2

Где: n – число подвижных звеньев; p1 – число кинематических пар 1-го рода;

p2 – число кинематических пар 2-го рода; n= 5; p1 = 7; p2 = 0.

W = 3·5-2·7- 0 = 1

Из формулы видно, что степень подвижности механизма равна единице.

Выделяем исходный двухзвенный механизм 1 класса и группы Ассура. Определяем класс и вид каждой группы.

 класса  класс, 2 вид  класс, 2 вид

частный случай

Записываем формулу строения механизма:

I(0;1) II(2;3)II(4;5)

Порядок кинематического синтеза:

А ВMDE

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Основной задачей кинематического анализа механизмов является изучение движения его звеньев вне зависимости от сил, действующих на эти звенья, т.е. с учётом только структуры механизмов и геометрических соотношений между размерами их звеньев.

Метод кинематических диаграмм:

  1. Строим кинематическую схему механизма. Масштаб схемы

= ℓOAOA = 0,050/50 = 0,001 (м/мм)

2.Размеры звеньев на чертеже (мм)

Таблица 3

OA

АB

DE

50

204

204

3. Нулевое положение механизма соответствует верхнему положению ведомого звена 5.

Методом засечек строим 12 положений механизма через равные углы  поворота кривошипа.

4. Строим диаграмму перемещений ведомого звена, задавшись масштабом перемещений:

s =  = 0,001 (м/мм)

= 2/240 = 0,0262 (рад/мм)

5. Графическим дифференцированием диаграммы S=S() строим диаграмму скорости ведомого звена V=V(),

V = dS/d = d[S()]/d

6. Графическим дифференцированием диаграммы V = V() строим диаграмму ускорений a = a()

a = dV/d = d[V()]/d

Метод планов:

  1. Планы скоростей:

Примем графическое изображение скорости точки А – 60 мм (pa12 = 60мм)

Скорость точки А

Vа= ω1*ℓOA = 82*0,05 = 4.1 м/с

Скорость точки В

VВ=VА+VВ(A)

VВ = VO + VВ( O ) VE = VD+VE(D)

Фиг AMBD ~ ambd VE =VO + VE( O )

аm = ab/2

Масштаб планов скоростей:

= Vа / а = = 0,068 мс/мм

Планы ускорений:

Примем графическое изображение ускорения точки А 60 мм ( Pa= 60 мм)

Ускорение точки А

аА= ω12·ℓOA = 822·0,05 = 336.2 м/с2

Масштаб планов ускорений

а = аA/ Pa = = 5,603 мс2/мм

Масштабный коэффициент k

k = 2/(а·l) = = 0.83

Ускорение точки В

аВАnВ(А)+ аτВ(А) аEDnE(D)+ аτE(D) а’n2 = (аb2)2*k/АВ d’n4 = (de)2*k/DE аВ кор + аτВ(0) аE k+ аτE(O)

Фигура AMBD ~ a’m’b’d’

Все числовые значения заносим в таблицу 4.

Таблица 4 – Результат кинематического анализа.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

pb

0

41

60

20

20

60

39

ab

59

46

11

57

46

11

58

de

29

21

5

27

25

6

30

pe

0

52

60

10

36

60

23

an2

16

13

15

12

11

15

13

dn4

0

3

2

5

3

2

2

Pb

72

58

2

39

40

4

58

Pe

28

61

10

33

35

12

45

СИЛОВОЙ АНАЛИЗ

Силовой анализ имеет своей целью определение внешних неизвестных сил, действующих на звенья механизма, а также усилий (реакций), возникающих в кинематических парах при движении механизма.

Произведём силовой расчёт механизма во втором положении. Для этого положения строим кинематическую схему и планы скоростей и ускорений.

При кинемостатическом силовом расчёте применяют принцип Даламбера к силам, действующим на звено (реально) добавляют силу инерции звена, и полученную систему сил рассматривают как уравновешенную.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]