курсач тмм
.docxМинистерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный
университет путей сообщения»
Институт тяги подвижного состава
Кафедра «детали машин»
Курсовая работа
По дисциплине «Теория механизмов и машин»
На тему: «Исследование рычажного механизма»
Студент: Ким Ун Нам
Специальность: «Подвижной состав железных дорог»
Преподаватель: Поспелов Александр Иванович
Южно-Сахалинск
2014
Введение
Теория механизмов и машин (ТММ) является основой проектирования работоспособных технических объектов. Основные задачи ТММ – это анализ и синтез механизмов с заданными параметрами, и проектирование механизмов (определение его параметров), удовлетворяющих заданным требованиям. Результаты решения задач ТММ являются исходными данными для более детального проектирования объектов методами деталей машин, сопротивления материалов и специальных дисциплин.
Цель работы
Целью выполнения данной курсовой работы является закрепление теоретических сведений, полученных при изучении «Теории механизмов и машин», приобретение практических навыков конструирования рычажных механизмов.
В данной работе рассматривается механизм состоящий из трех звеньев и трех кинематических пар.
Исследование рычажного механизма включает три этапа:
-
Структурный анализ механизма.
-
Кинематический анализ.
-
Кинетостатический анализ.
Исходные данные |
|
параметры |
значения |
ℓAB, мм |
60 |
ℓBC, мм |
150 |
ω1, рад/с |
10 |
φ, градусы |
150 |
ε1, рад/с |
0 |
m1, кг |
4 |
m2, кг |
3 |
m3, кг |
0,15 |
F, H |
30 |
1 Структурный анализ механизма
Структурная схема механизма изображена на рисунке 1
Рисунок 1 – структурная схема механизма
Степень подвижности механизма определяется по формуле
Чебышева [1]
Где n – число подвижных звеньев механизма;
p1 – число одноподвижных кинематических пар;
p2– число двухподвижных кинематических пар.
Данный механизм имеет первую степень подвижности.
Первичный механизм изображен на рисунке 2
Рисунок 2 - первичный механизм I кл
Группа Ассура изображена на рисунке 3
Рисунок 3 - группа АссураIIкл, 1 вида
Механизм изображенный на рисунке 1 II класса.
2 Кинематическое исследование механизма
Существует три метода кинетического анализа механизма:
-
Аналитический
-
Метод диаграмм
-
Метод планов.
2.1 План скоростей и его свойства
Планом скоростей механизма называют совокупность планов скоростей отдельных звеньев механизма имеющих общий полюс.
Скорость точки Bопределяется из уравнения
,
Где – вектор скорости точки A;
– вектор скорости точки В относительно точки А.
Скорость точки А равна нулю.
Скорость точки В относительно точки А определяется из уравнения
*
Скорость точки В относительно точки А равна 0,6 м/с.
Масштабный коэффициент плана скоростей определяется из уравнения
,
Где – длинна отрезка на чертеже.
Масштабный коэффициент плана скоростей равен 0,005(м⁄с)/мм.
Скорость точки С определяется из уравнения
Где – скорость точки С относительно точки В.
Скорость точки С относительно точки В определяется из уравнения
Так как нам неизвестна угловая скорость , составляется система уравнений.
,
Где – скорость точки находящейся на стойке;
– скорость точки С относительно точки С4.
Свойства плана скоростей:
-
Вектора абсолютных скоростей точек звеньев механизма выходит из точки, а относительные соединяют концы абсолютных.
-
По плану скорости можно определить направление и величину абсолютной скорости звена механизма.
Скорость точки С равна 0,63 м/с
-
По плану скорости можно определить направление и величину угловой скорости любого звена механизма.
Угловая скорость второго звена определяется из уравнения
Отрезок BCна плане скоростей является скоростью
Угловая скорость второго звена равна 2,2 1/с
-
Свойство подобия. Фигура на плане механизма подобна фигуре на плане скоростей.
Длина отрезка определяется из уравнения
Скорость точки s1определяется из уравнения
Скорость точки s1равна 0,3 м/с
Длина отрезка определяется из уравнени
Скорость точки определяется из уравнения
Скорость точки равна 0,595 м/с
Скорость точки определяется из уравнения
Скорость точки равна 0,63 м/с.
2.2 План ускорений и его свойства
Планом ускорений механизма называется совокупность планов ускорений отдельных его звеньев, имеющих общий полюс.
Нормальное ускорение определяется по формуле
Тангенсальное ускорение определяется из уравнения
Ускорение точки В определяется из уравнения
Где – нормальное (центростремительное) ускорение точки В относительно точки А;
– тангенсальное ускорение точки В относительно точки А равное 0;
– ускорение точки А равное 0, так как она неподвижна.
Ускорение равно 6 м/с2
Масштабный коэффициент определяется из уравнения
Масштабный коэффициент равен 0,05 (м/с2)/мм
Нормальное ускорение определяется из уравнения
Величину отрезка определим из уравнения
Ускорение точки С определяется из системы уравнений
Где –нормальное (центростремительное) ускорение точки С относительно точки В;
- тангенсальное ускорение точки С относительно точки В.
– ускорение точки С4 равное 0;
– ускорение точки С относительно С4.
Ускорение определяется из уравнения
Ускорение точки С равно 2,1 м/с2
Свойства плана ускорений:
-
Вектора абсолютных ускорений точек звеньев механизма выходят из полюса, а относительные соединяют концы абсолютных.
-
По плану ускорений можно определить направление и величину ускорения в любой точке звена механизма.
-
По плану ускорений можно определить направление и величину углового ускорения любого звена механизма.
-
Свойство подобия. Фигура на плане механизма подобна фигуре на плане ускорений.
Ускорение центра масс первого, второго и третьего звеньев определяется из уравнения
3. Кинето-статический расчет механизма.
Вес узлов определяется из уравнения
где m - масса узла;
g - ускорение свободного падения.
Вес G узлов 1, 2 и 3 определяются из уравнений
Сила инерции определяется из уравнения
где m - масса звена;
- ускорение центра масс.
Сила инерции узлов 1, 2 и 3 определяются из уравнений
Момент сил инерции Mин определяется из уравнения
где - момент инерции;
- угловое ускорение.
Моменты сил инерции звеньев 1 и 2 определяются из уравнений
так как =0
Момент инерции определяется из уравнения
Момент инерции звена 2 определяется из уравнения
Величина h1 определяется из уравнения
Уравнение равновесия
Из уравнения равновесия определяем
4. Рычаг Жуковского
Уравнение равновесия
Из уравнения равновесия определяем
5. Список литературы
1. Теория механизмов и машин: Учеб. Для вузов. – 6-е изд., стереотипное. – М.: ИД Альянс, 2011. – 640с.
2. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин: Учеб. Пособие для машиностроит. спец. вузов/ Под ред. К.В. Фролова. – М.: высш. шк., 1986. – 295 с.: ил.
Содержание