Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО

«Уральский государственный горный университет»

Курсовой проект по дисциплине «Прикладная механика»

Руководитель: Ахлюстина Н.В.

Студент: Лобович К.В.

Группа: ЭЭТ-11

Екатеринбург

2013

Содержание

1 Исходные данные 3

2 Определение скоростей точек и звеньев механизма методом плана 4

3 Определение ускорений точек и звеньев механизма методом плана 6

4 Силовой анализ механизма 9

4.1 Силовой анализ механизма по группам Ассура 9

4.2 Метод жесткого рычага Жуковского 13

5 Предварительный расчет зубчатой передачи 15

6 Конструирование вала 17

7 Проверка прочности шпоночного соединения 20

8 Расчетная схема вала. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов 22

9 Проверочный расчет вала 29

Список литературы 37

1 Исходные данные

Глубинный насос.

a = 560 мм. m₁ = 13 кг. J₁ = 0,38 кг·м².

b = 725 мм. m₂ = 28 кг. J₂ = 2,5 кг·м².

ОА = 90 мм. m₃ = 14 кг. J₃ = 1,7 кг·м².

АВ = 590 мм. m₄ = 28 кг. J₄ = 0,8 кг·м².

ВО₁ = 790 мм. m₅ = 56 кг.

О₁С = 790 мм.

СD = 1360 мм.

n_{кривошипа} = 100 об/мин.

d_п = 100 мм.

p = 130000 Па.

[σ_в] = 700 МПа.

u = 3,5.

2 Определение скоростей точек и звеньев механизма методом плана

По исходным данным определим угловую скорость 1 звена:

Определим модуль скорости точки А начального звена 1:

Для дальнейших построений необходимо определить масштабный коэффициент скорости:

Для удобства расчетов примем масштабный коэффициент равным

Основу построения плана скоростей составляет векторная формула определения скорости точки плоской фигуры.

Составим системе векторных уравнений для скорости точки В:

Графически решив систему уравнений, получим скорость точки В. Так как звено 3 является коромыслом, то скорость точки С будет направлена в противоположную сторону, длину отрезка можно определить, решив пропорцию:

Из этого следует:

Так как по условию , то , следовательно .

Аналогично составим векторное уравнение для точки D:

Проводим из конца вектора прямую, перпендикулярную звену 4, а из полюса – прямую, параллельную направляющим ползуна 5. Точка пересечения этих прямых и будет концом вектора .

По плану скоростей определим модули скоростей всех точек механизма:

Линейные скорости:

Угловые скорости:

3 Определение ускорений точек и звеньев механизма методом плана

Построение плана ускорений начинается с того что нужно определить ускорение точки А для 1 звена:

Где и , соответственно нормальная и касательная составляющая ускорения точки А. Так как 1 звено вращается с постоянной скоростью, то =0;

Следовательно , отсюда:

Далее выбираем масштабный коэффициент:

Примем масштабный коэффициент

Далее определим значения нормальных составляющих ускорений точек механизма, а также длины их отрезков на плане ускорений:

Ускорению соответствует отрезок на плане ускорений, его длина равна:

Далее аналогично :

Запишем систему векторных уравнений для ускорения точки В:

Распишем ускорения и через их составляющие, получим:

Для того чтобы найти ускорение точки С необходимо решить пропорцию:

Так как по условию , то , следовательно .

Аналогично составим векторное уравнение для точки D:

Проводим из конца вектора прямую, перпендикулярную звену 4, а из полюса – прямую, параллельную направляющим ползуна 5. Точка пересечения этих прямых и будет концом вектора .

По плану ускорений определим модули ускорений всех точек механизма:

Линейные ускорения:

Касательные ускорения:

Угловые ускорения: