- •Содержание
- •Введение
- •1 Описание работы машины и исходные данные для проектирования
- •2 Задачи исследования динамической нагруженности машинного агрегата. Динамическая модель машинного агрегата. Блок-схема исследования динамической нагруженности
- •3. Структурный анализ и метрический синтез механизма
- •3.1 Структурный анализ
- •3.2 Метрический синтез и кинематический анализ механизма
- •3.2.1 Определение длин звеньев
- •3.2.2 Построение планов положений механизма
- •3.2.3 Построение планов аналогов скоростей звеньев механизма
- •3.2.4 Кинематическое исследование механизма методом диаграмм
- •3.2.4.1 Построение диаграммы перемещения
- •3.2.4.2 Построение диаграмм скоростей и ускорений
- •3 Определение приведенного момента сил сопротивления и приведенного момента движущихся сил
- •3.3.1 Определение сил полезного (технологического) сопротивления
- •3.3.2 Определение приведенного момента сопротивления
- •3.3.3 Определение работы сил сопротивления и работы
- •3.3.4 Определение
- •3.4 Определение переменной составляющей приведенного момента инерции
- •3.5 Определение постоянной составляющей приведенного момента инерции и момента инерции маховика
- •3.6 Определение закона движения звена приведения
- •3.7 Выводы
- •4 ДиНаМический анализ рычажного механизма
- •4.1 Задачи и методы динамического анализа механизма
- •4.2 Кинематический анализ механизма
- •4.3 Силовой расчет механизма
- •4.3.1 Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев
- •4.3.2 Кинетостатический силовой анализ механизма
- •4.3.3 Определение уравновешивающей силы методом Жуковского
- •5 Проектирование кулачкового механизма
- •5.1 Задачи проектирования. Исходные данные
- •5.2 Определение кинематических характеристик толкателя
- •5.3 Определение основных размеров кулачкового механизма
- •5.4 Построение профиля кулачка
- •5.5 Определение углов давления
- •6 Проектирование планетарной передачи
- •6.1 Задачи проектирования
- •6.2 Подбор чисел зубьев и числа сателлитов планетарного механизма
- •6.3 Расчет параметров эвольвентного зацепления
- •Список источников
- •Теория механизмов, машин и манипуляторов Методические рекомендации по выполнению курсового проекта для студентов инженерных специальностей
- •2 25404 Г. Барановичи, ул. Войкова, 21
4.2 Кинематический анализ механизма
Изображаем схему механизма в положении 3. В пункте 3.6 были получены значения и .
;
Скорость
точки А равна:
.
Масштабный
коэффициент
.
Тогда
;
Так
как
и
направлена в сторону вращения кривошипа
1, то откладываем отрезок
(в соответствующем положении механизма).
Переходим
к построению плана скоростей для группы
Ассура (2,3). Определим сначала скорость
той
точки А3
кулисы 3, которая в данном положении
механизма совпадает с центром шарнира
А. Для этого запишем два векторных
уравнения:
(4.1)
где
(точка О2
неподвижна),
Здесь
и
— скорости точки A3.
В
соответствии с уравнениями (4.1) из точки
а проводим
направление
,
а из точки
,
которая совпадает с полюсом p
— направление
В точке пересечения этих направлений
получаем точку а3.
Точка b в соответствии с теоремой подобия должна находиться на продолжении отрезка pa3. Длину отрезка pb находим из пропорции pb:pa3=О2B:О2A.
Длина
отрезка pa3
берётся из плана скоростей, а длинна
отрезка О2А
— из плана механизма в соответствующем
положении (
мм).
Рассмотрим
структурную группу Ассура (4,5). Ползун
5 движется поступательно, поэтому
достаточно определить скорость какой-либо
одной его точки. Определим скорость
точки
.
Для этого используем следующие уравнения:
(4.2)
Согласно уравнениям (4.2) из точки b проводим прямую, перпендикулярную BC, а из полюса p — горизонтальную прямую. На их пересечении получаем точку С.
Точки
и
на плане скоростей находим по теореме
подобия:
Из планов скоростей находим:
м
/ с
м
/ с
м
/ с
м
/ с
м
/ с
м
/ с
м
/ с
рад
/ с
рад
/ с
Направление
угловой скорости
звена 3 получим, поместив вектор
относительной скорости
(вектор pb)
в точку В
и рассматривая поворот этой точки
относительно точки О2.
Аналогичным способом определяем
направление угловой скорости
звена 4.
Переходим к построению плана ускорений.
Ускорение точки А
где
— нормальное ускорение точки А,
направленное от точки А
к точке О;
— касательное
(тангенциальное) ускорение точки А,
направленное перпендикулярно ОА
в сторону углового ускорения
.
м
/ с2
м
/ с2.
Принимаем
масштабный коэффициент
м∙с-2/мм
и находим отрезки,
изображающие
и
:
мм;
мм;
В
группе Ассура (2,3) известны ускорения
точек А
и О2.
Определим сначала ускорение
точки
кулисы 3, совпадающей в данном положении
механизма с центром шарнира А.
Рассматривая движение точки
кулисы относительно центра шарнира А,
а затем
относительно центра вращения О2
кулисы,
запишем два векторных уравнения
распределения ускорений:
.
Кориолисово
ускорение
;
На
плане ускорений оно изображается
отрезком
;
м
/ с2
мм
Нормальное ускорение
м
/ с2
На
плане ускорений
изображаем отрезком:
мм
Вектор
тангенциального ускорения
точки а3
в ее движении относительно точки b
направлен
перпендикулярно к линии АО2.
Чтобы
решить графически векторные уравнения
распределения ускорений, надо из точки
а
отложить отрезок ak
и через точку k
провести прямую, параллельную О2А,
а из полюса
(так как
=
0) отложить отрезок
и через точку пз
провести прямую, перпендикулярную к
О2А.
На пересечении
получим точку а3.
Соединив
полюс
с точкой а3,
получим отрезок
= 27,9 мм.
В соответствии с теоремой подобия точка b на плане ускорений должна находиться на продолжении отрезка .
Длину
отрезка
найдем
из пропорции:
мм
Переходим к построению плана ускорений другой структурной группы, состоящей из звеньев 4 и 5. Определим ускорение точки С ползуна 5. Рассматривая движение его по отношению к шарниру В и направляющей хх, запишем соответственно два векторных уравнения:
Ускорение
аB
центра шарнира В
определено при исследовании группы
(2.3).
=
0, так как
точка D0
принадлежит
стойке О и
в данный момент неподвижна;
— относительное ускорение точки С
по отношению
к точке D0,
направлено
по горизонтали.
и
— нормальная и касательная составляющие
относительного ускорения
точки
С.
м
/ с2
мм
В
соответствии с уравнениями из точки b
откладываем отрезок
в направлении
,
из точки n4
проводим линию в направлении
,
а из точки d0,
расположенной в полюсе
,
проводим горизонталь. В пересечении
указанных линий получаем точку c,
которую соединяем с полюсом
и получаем отрезок
,
изображающий
.
Точку S3 на плане ускорений находим по теореме подoбия (аналогично тому, как это было сделано при построении плана скоростей):
Положения точки на плане ускорений находим также по теореме подобия.
Из плана ускорений получаем:
м
/ с2
м
/ с2
м
/ с2
м
/ с2
м
/ с2
м
/ с2
м
/ с2
Угловые ускорения
рад
/ с2
рад
/ с2
Направление
углового ускорения
звена 3 получим, поместив вектор
(вектор
)
в точку А и
рассматривая поворот этой точки
относительно точки О2.
Аналогичным образом определяем
направление углового ускорения
звена 4.
