МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
"Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова"
(ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т.Калашникова)
Чайковский технологический институт (филиал)
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего образования
"Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова"
(ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т.Калашникова)
Кафедра Промышленные технологии
Красильников С.Н., к.т.н., доцент
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
СИЛОВОЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ
по дисциплине
Теория механизмов и машин
Для специальности/направления: 23.03.03 - Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов
Всех форм обучения
Рассмотрен и утвержден на заседании кафедры
Протокол № | 6 | от « | 24 | » | марта | 20 | 17 | г. |
Чайковский
2017 |
УДК 621.184.64
СИЛОВОЙ АНАЛИЗ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ
Составитель: к.т.н., доцент С.Н. Красильников
2017 г.
© С.Н. Красильников
Утверждено на заседании кафедры «Промышленные технологии»
Чайковского технологического института (филиала) ИжГТУ имени М.Т.Калашникова
Протокол № 6 от 24 марта 2017 г.
Электронная версия (Word’97) находится в ЧТИ ИжГТУ
имени М.Т.Калашникова
Методические указания составлены в соответствии с программой курса «Теория механизмов и машин» для технических специальностей вузов. Методические указания предназначены для очного, заочного и очно-заочного отделений по направлению 23.03.03- Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов, выполняющих при изучении курса «Теория механизмов и машин» практические и курсовые работы. Методические указания позволят студентам более глубоко изучить теорию силового исследования плоских рычажных механизмов, выполнить практические и курсовую работу.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В курсовом проекте после проведения структурного и кинематического анализа плоского рычажно-шарнирного механизма требуется провести силовой анализ этого механизма, который предполагает решение первой задачи динамики - по заданному закону движения определить действующие силы. Так как законы движения начальных звеньев и внешние силы, действующие на звенья механизмов, заданы, то силовой расчет сводится в основном к определению сил в кинематических парах.
Результаты силового анализа необходимы для дальнейших расчетов деталей на прочность, жесткость, износостойкость, надежность, для выбора типов и размеров подшипников, определения коэффициента полезного действия механизма.
Силовой расчет можно проводить с учетом и без учета сил трения в кинематических парах. В курсовом проекте силовой расчет проводится без учета сил трения.
Обычно при расчетах деталей механизмов на прочность необходимо знать изменение величины сил в кинематических парах за цикл. При выполнении курсового проекта можно ограничиться расчетом сил для одного или двух положений механизма, в которых действуют максимальные внешние нагрузки. К внешним нагрузкам относятся: силы тяжести звеньев Gi, движущая сила Fi момент сопротивления Mi с.
Силовой расчет, учитывающий ускоренное движение масс, можно производить методом, основанным на законе Ньютона, или же с применением принципа Даламбера. При решении задачи последним методом к каждому звену, помимо внешних сил и моментов, прикладываются главный вектор сил инерции и главный момент сил инерции . В результате вся система сил и моментов условно рассматривается в равновесии, а значит, задачу динамики можно решать методами статики.
Главный вектор сил инерции звена и главный момент сил инерции определяются по формулам:
где mi - масса i-го звена;
- ускорение центра масс i - го звена,
- угловое ускорение i - го звена;
Jsi - момент инерции i - го звена относительно главной центральной оси, проходящей через центр масс Si.
Главный вектор сил инерции прикладывается в центре масс звена Si и направляется противоположно .
Числовые значения масс и моментов инерции звеньев механизма приведены в задании на курсовое проектирование. Для определения векторов сил инерции и главных моментов сил инерции для всех звеньев механизма необходимо определить угловые ускорения звеньев и линейные ускорения центров масс. Эти величины находятся при кинематическом анализе механизма с использованием графического, аналитического или численного методов исследования.
Силы взаимодействия звеньев рекомендуется обозначать буквой Fij с двойным индексом. Первая цифра индекса показывает звено, к которому приложена сила, вторая цифра звено, со стороны которого действует сила, например F 12 - сила, с которой звено 2 действует на звено 1.
Для проведения силового расчета нужно расчленить заданный плоский рычажный механизм на группу начального звена (начальное звено со стойкой) и структурные группы с нулевой степенью свободы, так называемые группы Ассура статически определимые группы, для которых число неизвестных сил равно числу уравнений.
Кинетостатический расчет механизма начинаем с группы Ассура, наиболее удаленной от начального звена, и проводим его в такой последовательности, как и разделение на группы Ассура при структурном анализе механизма.
Рассмотрим наиболее часто встречающиеся группы, из которых состоят рычажные механизмы, исследуемые при курсовом проектировании.
Список литературы
1. Фролов К.В. Теория механизмов и механика машин: Учеб. для вузов / К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др.; под ред К.В. Фролова. – 4-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2003. – 496 с.: ил.
2. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: Учеб. пособие для вузов / С.А. Попов, Г.А. Тимофеев; под ред К.В. Фролова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2004. – 458 с.: ил.
Содержание
1. | Общие сведения | 3 |
2. | Силовой расчет группы Ассура второго класса с двумя вращательными и одной поступательной кинематическими парами | 4 |
3. | Силовой расчет группы Ассура второго класса с тремя вращательными кинематическими парами | 7 |
4. | Силовой расчет группы Ассура второго класса с двумя вращательными и внутренней поступательной кинематическими парами | 10 |
5. | Силовой расчет группы Ассура второго класса с двумя поступательными и внешней вращательной кинематическими парами | 11 |
6 | Силовой расчет начального механизма | 12 |
7 | Определение уравновешивающей силы методом жесткого рычага Жуковского | 14 |
Список литературы | 15 |
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
"Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова"
(ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т.Калашникова)
Чайковский технологический институт (филиал)
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего образования
"Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова"
(ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т.Калашникова)
Кафедра Промышленные технологии
Красильников С.Н., к.т.н., доцент
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Дата: 2019-02-02, просмотров: 245.