Структурный и кинематический анализ механизма
Структурный анализ механизма
· Исходные данные:
(Проект № 2 Вариант № 2)
Схема механизма:
1. Плоский рычажный механизм
2. Назначение механизма: механизм предназначен для преобразования вращательного движения звена 1 в возвратно-поступательное движение звена
3. Звенья:
0 – стойка, неподвижное звено;
1 – кривошип;
2 – шатун;
3 – ползун;
4. Кинематические пары:
О(0,1) – низшая, вращательная кинематическая пара 5 класса,
А(1,2) - низшая, вращательная кинематическая пара 5 класса,
В(2,3) - низшая, вращательная кинематическая пара 5 класса,
В1 (3,0) - низшая, поступательная кинематическая пара 5 класса.
5. Определяем степень подвижности механизма по формуле П.Л.Чебышева для плоских механизмов:
n = 3 – количество подвижных звеньев;
= 4 – количество кинематических пар 5 класса;
= 0 – количество кинематических пар 4 класса.
Вывод: для данного механизма требуется одно входное звено.
6. Высших кинематических пар нет.
7. Лишних степеней подвижности нет, так как W = 1.
8. Пассивных связей нет, так как W = 1.
9. Структурные группы Ассура:
Начальный Группа Ассура 2 класса,
механизм 1 класса 2 вида, 2 порядка
Вывод: механизм 2 класса, так как наивысший класс групп Ассура – второй.
Определение недостающих размеров механизма по заданным условиям
· Ход поршня:
мм.
· Длина кривошипа:
мм.
· Длина шатуна:
мм.
· Положение центра тяжести:
мм.
1.3 Построение 8 планов положения механизма
Определяем масштабный коэффициент плана положения механизма.
Приняв на чертеже отрезок ОА = 40 мм находим:
В принятом масштабе длины отрезков, изображающих звенья на плане:
План механизма строим для 8-ми положений.
За начальное принято положение 0, при котором ползун 3 (точка В) находится в крайнем верхнем положении (кривошип 1 и шатун 2 располагаются на одной прямой линии).
Построение плана проводим методом засечек.
1.4 Построение планов скоростей для 8 положений механизма
· Линейная скорость т. А начального звена:
Так как т. А совершает вращательное движение с постоянной угловой скоростью 
, то ее линейную скорость найдем из выражения:
т.к. эта точка неподвижна (находится в стойке), поэтому
· Выбираем масштабный коэффициент плана скоростей:
где 
- действительное значение точки А,
- отрезок, выражающий эту скорость на чертеже в мм.
· Находим линейную скорость т. В:
Относительная скорость 
вращение т. В вокруг т. А перпендикулярна звену АВ, скорость т. В параллельна оси ОВ.
· Находим скорость центра тяжести т. 
по отношению отрезков на плане механизма и на плане скоростей
· Строим планы скоростей для 8 положений механизма.
- соответствующие отрезки с плана скоростей, измеренные в миллиметрах, таблица 2.
Табл.2
| № положения | 0,8 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|
| 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 0 | 64 | 40 | 45 | 0 | 45 | 40 | 64 |
| 48,40 | 65 | 40 | 62 | 48,40 | 62 | 40 | 65 |
| 40 | 55 | 0 | 55 | 40 | 55 | 0 | 55 |
· Находим действительные значения скоростей всех точек механизма:
Результаты записываем в таблицу 3.
Табл.3
| № положения | 0,8 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|
| 10.5 | 10.5 | 10.5 | 10.5 | 10.5 | 10.5 | 10.5 | 10.5 |
| 0 | 8.96 | 10.5 | 6.3 | 0 | 6.3 | 10.5 | 8.96 |
|
| 10.5 | 7.7 | 0 | 7.7 | 10.5 | 7.7 | 0 | 7.7 |
| 6.83 | 9.1 | 10.5 | 8.68 | 6.83 | 8.68 | 10.5 | 9.1 |
· Находим действительные значения и направления угловых скоростей всех звеньев механизма:
Результаты записываем в таблицу 4.
Табл.4
| № положения | 0,8 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 52,14 | 38.23 | 0 | 38.23 | 52,14 | 38.23 | 0 | 38.23 |
1.5 Построение планов ускорений для 8 положений механизма
· Ускорение точкиА:
, так как точка О неподвижна.
· Нормальное ускорение точкиАотносительно точки О:
и направлено параллельно звену АО к точкеО
· Тангенциальное ускорение точкиА относительно точки О:
так как угловая скорость постоянна, угловое ускорение звена 1 
Направлено параллельно звену АО к точке О
· Масштабный коэффициент плана ускорений:
где 
– действительное значение ускорения точкиА;
– отрезок, выражающий это ускорение на чертеже в мм.
· Находим ускорение точкиВ:
· Нормальное ускорение точкиВ относительно точки А равно:
Значения ускорения 
приведены в табл. 5
Табл.5
| № положения | 0,8 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|
| 547.5 | 294.4 | 0 | 294.4 | 547.5 | 294.4 | 0 | 294.4 |
Величина тангенциального ускорения точкиВ 
неизвестна.
· Действительное значение этих нормальных ускорений для всех восьми положений механизма приведены в таблице 6.
Табл.6
| № положения | 0,8 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 21,62 | 11.62 | 0 | 11.62 | 21,62 | 11.62 | 0 | 11.62 |
· Построение плана ускорений.
- соответствующие отрезки с плана ускорений, измеренные в миллиметрах, таблица 7.
Табл.7
| № положения | 0,8 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|
| 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 121,62 | 73 | 27 | 72 | 78,38 | 73 | 27 | 73 |
| 108 | 85 | 65 | 83 | 92 | 85 | 65 | 85 |
| 0 | 66 | 104 | 70 | 0 | 65 | 104 | 68 |
· Находим действительные значения ускорений всех точек механизма
Табл.8
| № положения | 0,8 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|
| 2532.5 | 2954,7 | 2954,7 | 2954,7 | 2954,7 | 2954,7 | 2954,7 | 2954,7 |
| 3080.0 | 2080,1 | 673,6 | 2100,8 | 2328,3 | 2100,8 | 673,6 | 2080,1 |
| 2735.1 | 2152.6 | 1646.13 | 2102 | 2329.9 | 2152.6 | 1646.13 | 2153.6 |
| 0 | 1671.45 | 2633.8 | 1772.8 | 0 | 1646.13 | 2633.8 | 1722.1 |
· Находим действительные значения и направления угловых ускорений всех звеньев механизма:
Табл.9
| № положения | 0,8 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 0 | 8299.16 | 13077.5 | 8802.4 | 0 | 8173.4 | 13077.5 | 8550.65 |
Табл. 10
| № пол. | 0,8 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Перемещение S (мм) | 0 | 15 | 47 | 72 | 80 | 72 | 47 | 15 |
Табл. 11
| № пол. | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 0 | 33 | 41 | 24 | 0 | 24 | 41 | 33 | 0 |
| 0 | 8.81 | 10.95 | 6.62 | 0 | 6.62 | 10.95 | 8.81 | 0 |
| 0 | 8.96 | 10.5 | 6.33 | 0 | 6.33 | 10.5 | 8.96 | 0 |
Табл. 12
| № пол. | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| - | 34 | 13 | 33 | 37 | 33 | 13 | 34 | - |
| 0 | 1856.4 | 709,9 | 1801.8 | 2020.2 | 1801.8 | 709,9 | 1856.4 | 0 |
| 0 | 1848.73 | 683.78 | 1823.4 | 1984.97 | 1848.73 | 683.78 | 1848.73 | 0 |
Табл. 13
| № пол. | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 0 | 1.66 | 4.25 | 4.58 | 0 | 4.58 | 4.25 | 1.66 | 0 |
| 0 | 0.42 | 3.80 | 1.18 | 1.17 | 2.54 | 3.86 | 0.42 | 0 |
Расчет погрешности для положения 1:
Заключение
Результатом выполнения данного курсового проекта явилось освоение основных положений теории механизмов и машин, общих методов кинематического и динамического анализа и синтеза механизмов. Приобретены навыки в применении этих методов к исследованию и проектированию кинематических схем механизмов и машин различных типов.
В процессе курсового проектирования структурный, кинематический и кинетостатический анализ кривошипно-ползунного механизма. Определены недостающие размеры механизма, построены планы скоростей иускорений для 8-ми положений механизма.
Найдены реакции в кинематических парах механизма и уравновешивающая сила, приложенная к кривошипу.
Выполнен расчет эвольвентного зубчатого зацепления, выбраны коэффициенты смещения, определены геометрические размеры зубчатых колес. Построена картина эвольвентного зубчатого зацепления, определен коэффициент перекрытия. Кроме этого построены диаграммы удельных скольжений и удельных давлений.
Выполнен динамический синтез кулачкового механизма. По заданным значениям хода толкателя, фазовых углов и угла давления определены основные размеры кулачкового механизма, минимальный радиус кулачка и радиус ролика. Построен действительный профиль кулачка.
Курсовой проект позволил закрепить теоретические знания, а также применить знания к комплексному решению конкретной инженерной задачи по исследованию и расчету механизмов машин.
Структурный и кинематический анализ механизма
Дата: 2018-12-28, просмотров: 253.
