- •Передмова
- •1. Тематика курсової роботи та її обсяг
- •2. Типовий зміст та вимоги до оформлення пояснювальної записки курсової роботи
- •3. Типовий зміст та вимоги до оформлення графічної частини курсової роботи
- •1. Кінематичний та силовий аналіз шарнірно-важільного механізму (формат а1).
- •2. Синтез кулачкового механізму або синтез і аналіз зубчастих передач (формат а1).
- •4. План виконання курсової роботи
- •4.1. Кінематичний та силовий аналіз шарнірно-важільного механізму (аркуш 1)
- •Порядок виконання графічної частини
- •4.2. Синтез кулачкового механізму (аркуш 2) Порядок виконання текстової частини
- •Порядок виконання графічної частини
- •4.3. Синтез і аналіз зубчастих передач (аркуш 2)
- •5. Порядок подання на рецензію та захист курсової роботи
- •6. Завдання на курсову роботу
- •Тема 1. Механізми витяжного преса (рис. 1, табл. 1)
- •Тема 2. Механізми кривошипно-важільних ножниць (рис. 2, табл. 2)
- •Продовження таблиці 2
- •Тема 3. Механізми витяжного преса (рис. 3, табл. 3)
- •Тема 4. Механізми поперечно-стругального верстата (рис. 4, табл. 4)
- •Продовження таблиці 4
- •Тема 5. Механізми довбального верстата (рис. 5, табл. 5)
- •Продовження таблиці 5
- •Тема 6. Механізми коливального конвеєра (рис. 6, табл. 6)
- •Тема 7. Механізми двоступінчастого двоциліндрового повітряного компресора (рис. 7, табл. 7)
- •Залежність тиску повітря від переміщення поршня (індикаторна діаграма)
- •Тема 8. Механізми привода глибинного насоса (рис. 8, табл. 8)
- •Продовження таблиці 8
- •Тема 9. Механізми дизель-повітрядувної установки (рис. 9, табл. 9)
- •Продовження таблиці 9
- •Залежність тиску газу в циліндрі двигуна від переміщення поршня (індикаторна діаграма)
- •Циклограма двигуна
- •Тема 10. Механізми двоциліндрового чотиритактного двигуна внутрішнього згоряння (рис. 10, табл. 10)
- •Залежність тиску газу в циліндрі двигуна від переміщення поршня (індикаторна діаграма)
- •Циклограма двигуна
- •Тема 11. Механізми трактора з двоциліндровим чотиритактним двигуном (рис. 11, табл. 11)
- •7. Приклад виконання курсової роботи
- •Механізми верстата
- •Завдання на курсову роботу студента
- •Календарний план
- •Технічне завдання на курсову роботу
- •1. Структурний аналіз шарнірно-важільного механізму
- •Кінематичні пари механізму
- •2. Кінематичний аналіз шарнірно-важільного механізму
- •2.1. Побудова дванадцяти положень механізму
- •2.2. Побудова планів швидкостей для дванадцяти положень механізму
- •2.3. Побудова планів прискорень для двох положень механізму
- •Визначення прискорень різних точок і ланок механізму
- •3. Силовий аналіз шарнірно-важільного механізму
- •3.1. Визначення сил, що діють на ланки механізму
- •3.2. Визначення реакцій у кінематичних парах механізму та зрівноважувальної сили
- •3.3. Визначення зрівноважувальної сили методом м.Є. Жуковського
- •4. Синтез кулачкового механізму
- •4.1. Побудова діаграм руху вихідної ланки механізму
- •4.2. Визначення мінімального радіуса кулачка
- •4.3. Профілювання кулачка
- •5.3. Побудова картини евольвентного зубчастого зачеплення
- •5.4. Синтез схеми та кінематичний аналіз планетарного редуктора
- •Список літератури
- •Теорія механізмів і машин Методичні вказівки до виконання курсової роботи для студентів
- •43018, М. Луцьк, вул. Львівська, 75.
Кінематичні пари механізму
Позначення кінематичної пари |
Номери ланок, які утворюють кінематичну пару |
Характер відносного руху ланок |
Клас кінематичної пари |
О1 А В В С С D |
0–1 1–2 0–3 2–3 2–4 4–5 5–0 |
Обертальний Обертальний Обертальний Поступальний Поступальний Обертальний Поступальний |
V V V V V V V |
За формулою П.Л. Чебишева [1, 2, 3, 11] визначимо ступінь рухомості механізму:
(1.1)
де – кількість рухомих ланок механізму;
– кількість кінематичних пар V класу;
– кількість кінематичних пар ІV класу.
Оскільки , тоді в даному механізмі має бути одна початкова ланка. За початкову згідно з технічним завданням приймаємо ланку 1. Розкладаємо механізм на структурні групи Ассура. Перш за все відокремлюємо ланцюг, який складається з двох ланок 4, 5 і трьох кінематичних пар (С, С, D), які утворюють групу II класу другого порядку ІV виду (рис. 1.1, в). Далі відокремлюємо ланцюг, який складається з ланок 2, 3 (рис. 1.1, б) і трьох кінематичних пар (А, В, В). Ця група є групою II класу другого порядку III виду. Кривошип 1 разом зі стояком 0 утворюють механізм І класу (рис. 1.1, а).
У цілому механізм, який розглядаємо, є механізмом II класу. Для такого механізму можна записати формулу будови:
І(0, 1)→ІІ(2, 3) →ІІ(4, 5),
де цифрою І позначено механізм першого класу, цифрою II – клас групи
Рис. 1.1. Схеми механізму І класу (а) та груп Ассура ІІ класу другого порядку ІІІ (б) і IV (в) видів
Ассура. Номери ланок, що входять до складу механізму І класу та груп, взято у дужки.
2. Кінематичний аналіз шарнірно-важільного механізму
2.1. Побудова дванадцяти положень механізму
Кінематичну схему механізму будуємо в масштабі:
,
де – дійсна довжина кривошипа О1А, м;
– довжина відрізка в мм, який зображає кривошип на плані механізму.
Інші відрізки кінематичної схеми:
.
Побудову кінематичної схеми починаємо з елементів нерухомої ланки. З точки О1 (аркуш 1 (додаток А)) проводимо траєкторію центра шарніра А. Приймаємо положення кривошипа 1, для якого і повзун 5 знаходиться в крайньому лівому положенні, за початкове і будуємо дванадцять рівновіддалених положень кривошипа. Через отримані точки проводимо прямі , які визначають положення всіх інших ланок. Методом засічок знаходимо положення центра мас куліси 2. З’єднавши отримані точки плавною кривою, одержимо траєкторію точки .
Будуємо ще одне положення механізму, у якому повзун 5 знаходиться в крайньому правому положенні .
2.2. Побудова планів швидкостей для дванадцяти положень механізму
Побудову планів швидкостей розглянемо на прикладі шостого положення механізму. З полюса (див. аркуш 1 (додаток А) або рис. 2.1) плану швидкостей за напрямом обертання кривошипа перпендикулярно відкладаємо в масштабі вектор швидкості точки А, величина якого:
,
Рис. 2.1. План швидкостей для шостого положення механізму
де –кутова швидкість кривошипа, .
Приймаємо довжину відрізка, який зображає вектор швидкості точки А, Тоді масштаб плану швидкостей:
.
Швидкість точки B2, яка лежить на кулісі АС і в даний момент збігається з точкою В, що належить каменю 3 чи стояку 0, визначаємо з рівнянь:
(2.1)
З точки а проводимо напрям вектора відносної швидкості (перпендикулярно до АВ), а через те, що , то з полюса проводимо напрям вектора швидкості (паралельно АВ). Точка перетину цих ліній і є шукана точка , а відрізки і відповідно у масштабі зображають вектори швидкостей і , тобто:
.
Для визначення швидкості точки С2, яка належить кулісі 2 і в даний момент збігається з точкою С, що належить ланкам 4 і 5, використаємо теорему подібності плану швидкостей ланці, на підставі якої можна скласти пропорцію:
.
Тоді
.
Відклавши від точки а на продовженні відрізка відрізок , знаходимо положення точки , поєднавши яку з полюсом , отримаємо в масштабі швидкість точки С2:
.
Швидкість точки С, яка належить повзунам 4 і 5, можна виразити через швидкості точок С2 і С0. Вектор швидкості точки С2 відомий за величиною і за напрямом; швидкість точки С0, що належить стояку і також збігається з точкою С, . Тоді можна записати векторні рівняння:
(2.2)
На плані швидкостей з точки проводимо паралельно кулісі АС пряму, яка визначає напрям швидкості , а з полюса проводимо лінію паралельну напрямній, що визначає напрям швидкості точки С відносно стояка. Відрізки і у масштабі зображають вектори швидкостей:
.
Для визначення швидкості центра мас S2 куліси використаємо теорему подібності плану швидкостей ланці, склавши пропорцію:
, (2.3)
з якої знаходимо
.
З’єднавши точку з полюсом плану швидкостей, отримаємо відрізок , який у масштабі визначає значення швидкості:
.
Значення кутової швидкості куліси знаходимо за формулою
.
Щоб визначити напрям кутової швидкості , розглянемо обертання ланки 2 відносно точки А. Напрям руху точки В2 відносно точки А визначається вектором швидкості . Подумки переносимо цей вектор у точку В механізму і вважаємо точку А нерухомою. Отже, ланка АС відносно точки А обертається за годинниковою стрілкою.
Плани швидкостей для інших положень механізму будуємо аналогічно (див. аркуш 1 (додаток А)). Отримані значення відрізків, які зображають вектори швидкостей, і значення швидкостей наведені у табл. 2.1.
Таблиця 2.1
Визначення швидкостей різних точок і ланок механізму
Позначення |
Положення механізму |
|||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
70,70 |
64,00 |
43,50 |
19,00 |
6,50 |
32,00 |
55,30 |
68,00 |
67,00 |
40,00 |
15,00 |
53,00 |
|
1,60 |
0,96 |
0,65 |
0,28 |
0,10 |
0,48 |
0,83 |
1,02 |
1,01 |
0,60 |
0,22 |
0,80 |
|
0,00 |
31,50 |
56,50 |
68,00 |
70,00 |
63,00 |
44,00 |
17,50 |
24,50 |
58,50 |
68,50 |
40,50 |
|
0,00 |
0,47 |
0,85 |
1,02 |
1,05 |
0,95 |
0,66 |
0,26 |
0,37 |
0,88 |
1,03 |
0,61 |
|
70,70 |
69,00 |
58,50 |
46,50 |
42,50 |
51,50 |
64,00 |
70,00 |
71,00 |
78,50 |
93,00 |
76,00 |
|
1,06 |
1,03 |
0,88 |
0,70 |
0,64 |
0,77 |
0,96 |
1,05 |
1,07 |
1,12 |
1,39 |
1,14 |
|
0,00 |
26,50 |
40,00 |
41,50 |
41,50 |
40,00 |
33,50 |
16,00 |
25,00 |
76,00 |
92,00 |
51,00 |
|
0,00 |
0,40 |
0,60 |
0,62 |
0,62 |
0,60 |
0,50 |
0,24 |
0,37 |
1,14 |
1,38 |
0,76 |
|
70,70 |
55,00 |
34,00 |
14,00 |
5,30 |
21,00 |
45,50 |
62,50 |
76,00 |
54,50 |
23,00 |
75,00 |
|
1,06 |
0,83 |
0,51 |
0,21 |
0,08 |
0,32 |
0,68 |
0,94 |
1,14 |
0,82 |
0,35 |
1,12 |
|
70,70 |
63,50 |
43,50 |
22,00 |
12,50 |
33,00 |
55,00 |
68,50 |
68,00 |
56,00 |
61,00 |
62,50 |
|
1,06 |
0,95 |
0,65 |
0,33 |
0,19 |
0,49 |
0,83 |
1,03 |
1,02 |
0,84 |
0,92 |
0,94 |
|
0,00 |
1,41 |
2,23 |
2,50 |
2,54 |
2,38 |
1,83 |
0,85 |
1,48 |
4,37 |
5,44 |
2,73 |