ТЕМА 2: КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

МЕХАНИЗМОВ

 

1. Цель И ЗАДАЧИ

 

Цель: изучить движение звеньев механизма без учета сил, вызывающих это движение.

 

                                       ЗАДАЧИ

                             

 

                     

                       ОПРЕДЕЛЕНИЕ

    

 

 ПЕРЕМЕЩЕНИЙ  СКОРОСТЕЙ    УСКОРЕНИЙ

     S = ?                   V = ?                a = ?

 

 

2. Масштабные коэффициенты

 

   Действительная величина м м/с м/с2   Н    Нм

m = ------------------------------------------------- = --- ,   ---- ,    ----,    ---,  ----.

   Отрезок в мм на чертеже       мм мм мм мм   мм

 

ГОСТ          1-й ряд                                      2-й ряд

            1 0,0001 …1000                                       2,5

            2 0,0002…                                                 4         

            5 0,0005…500                                               

 

     
 

          3. Определение перемещений: S = ?

 

      

Алгоритм: провести структурный анализ механизма, определить перемещения всех точек ведущего звена, а затем перемещения точек каждой группы Ассура, в порядке их присоединения к ведущему звену.

 

             4. Определение скоростей : V = ?

 

          Алгоритм:

 

 

            Шаг 1:        провести структурный анализ

     Шаг 2: определить скорости для ведущего звена механизма.


 

             
     


b
Р, а
 

   VA = 0, VB = VA + VBA = VBA ,

 

            VB = w . LBA

 

 

        Шаг 3: определить скорости для каждой группы Ассура в порядке их присоединения


     
 


            VCB  

                     

                     C          VC

 

 


                            VB

           B  

 

  c

 

                                     b

                                         

 


                                                     P,a

 

         
   


    VC  = VB  + VCB

 

          5. Определение ускорений : a = ?

 

           Алгоритм:

 

 

          Шаг 1: провести структурный анализ механизма

 

             Шаг 2:  определить ускорения для ведущего звена


 

 

 

  

    П, a

 


             
     


aB = aA  + aBA = aBA   , aA  = 0,                        b

 

n                                 т

aBA = w2 . LAB  , aBA = E . LAB , Е = 0, т.к. w = const.

              Шаг 3: определить ускорения для каждой группы Ассура


 


         т          

     a CB                C         a C


                                                                       

 

 

 


   П, а


   n

a CB

                                        

b
                                               

c
 

         
 


n
    B

     
т


                      a B

 

 

aC = aB + aCB ,    

 

                          n          т

aC = aB + aCB   + aCB

 


6. Кинематические диаграммы.

     

6.1. Графическое дифференцирование

 

 


              0 1  2  3 4 5 6 7  8  j

 

 

 

 


0v           0 1  2  3 4  5 6 7 8  j

 

 

HV


Алгоритм графического дифференцирования:

 

1. На 1-ом графике кривую линию на каждом участке заменяем прямой.

2. На 2-ом графике выбираем полюсное расстояние HV=20¸40 мм.

3. Прямую 01S с 1-го графика параллельно переносим в точку 0V

  2-го графика до тех пор пока она не пересечёт ось V.                          

Отрезок отсекаемый на оси V показывает значение   скорости на участке ( 01 )  2-го графика.

4. Прямую 1S2S с 1-го графика параллельно переносим в точку 0V

 2-го графика.

5. Аналогично поступаем на остальных участках.

6. Середины участков на 2-ом графике соединяем кривой линией.

j
0
1
2
3
4
5
6
7
8
6.2. Графическое интегрирование

 

        A

 

 


  0A   0    1 2  3 4  5 6      7 8

        HA

 

 

                 V

 

     
 
j

 

 


Алгоритм графического интегрирования:

 

1. На 1-ом графике кривую линию на каждом участке заменяем прямой.

2. На 1-ом графике выбираем полюсное расстояние Ha = 20¸40 мм.

3. Середину каждого участка на 1-ом графике параллельно сносим на ось A. Точку пересечения с осью A соединяем с точкой 0A.

4. Прямую  0A1A  с  1-го графика параллельно переносим на участок 01  2- го графика.

5. На остальных участках поступаем аналогично.

 

 

           7 . Вопросы для самопроверки.

 

1. Цель кинематического анализа механизма.

Ответ: изучить движение звеньев механизма без учёта сил, вызывающих это движение.

2. Как называются графики, построенные по полученным значениям кинематических величин?

Ответ: кинематические диаграммы.

3. Назовите численные значения масштаба.

Ответ: 1, 2, 2.5, 4, 5.

4. Как называется чертёж, на котором изображены в виде отрезков векторы, равные по модулю и по направлению ускорениям различных точек звеньев механизма в данный момент?

Ответ: план ускорений.

5. Единица измерения масштаба скорости?

Ответ: м сек-1 / мм.

6. Напишите формулу для определения численного значения нормальной составляющей ускорения любой точки кривошипа.

Ответ: аn = w2. R

7. Как определить направления угловой скорости звена?

Ответ: угловая скорость и вектор относительной скорости 

направлены в одну сторону.

8. Сделайте чертеж и напишите векторное уравнение для определения скорости любой точки кривошипа.

Ответ:

9. Скорость самолета 2500 км/час. А сколько метров самолет пролетает за одну секунду?

Ответ: 694,4 м/сек.

10. Скорость автомобиля 80 км/час. Какой путь автомобиль пройдет за одну секунду?

Ответ: 22 м.

11. Задачи КАМ.

Ответ: определение перемещений звеньев и траекторий, описываемых точками звеньев; определение скоростей отдельных точек звеньев и угловых скоростей звеньев; определение ускорений отдельных точек звеньев и угловых ускорений звеньев.

 

 

12. Понятие масштаба (масштабного коэффициента) в ТММ?

Ответ: Масштаб это отношение действительной величины к отрезку в мм, который изображает эту величину на чертеже.

13. Алгоритм графического интегрирования.

Ответ:

14. Напишите формулу для определения численного значения скорости любой точки кривошипа.

Ответ: V = w . R.

15. Чем задаётся положение ведущего звена, если оно входит в поступательную пару?

Ответ: функцией перемещения s = s(t).

16. Как определить направления углового ускорения звена?

Ответ: угловое ускорение направлено в сторону тангенциальной составляющей относительного ускорения.

17. С какой целью определяют ускорения точек звеньев механизма?

Ответ: например, для определения силы инерции.

18. Сделайте чертеж и напишите векторное уравнение для определения ускорения любой точки кривошипа.

Ответ: 

19. Скорость самолета 2400 км/час. А сколько метров самолет пролетает за одну секунду?

Ответ: 666,7м/сек.

20. Скорость автомобиля 40 км/час. Какой путь автомобиль пройдет за одну секунду?

Ответ: 10 м.

21. Цель кинематического анализа механизма.

Ответ: изучить движение звеньев механизма без учёта сил, вызывающих это движение.

22. Алгоритм графического дифференцирования.

Ответ:

23. Для каких целей строят кинематические диаграммы?

Ответ: для кинематического исследования механизма.

24. Единица измерения масштаба времени?

Ответ: сек / мм

 

25. Чем определяется положение ведущего звена, если оно входит во вращательную пару, со стойкой?

Ответ: функцией угла поворота j = j(t).

 

26. С какой целью определяют перемещения (траектории) точек звеньев механизма?

Ответ: для построения кинематических диаграмм, а также для выбора размеров корпусных деталей при проектировании механизма.

27. Сделайте чертеж и напишите векторное уравнение для определения скорости любой точки ползуна.

             
     


Ответ: VB = VA + VBA = VA

28. Скорость самолета 2300 км/час. А сколько метров самолет пролетает за одну секунду?

Ответ: 638,9 м/сек.

29. Напишите формулу для определения угловой скорости w (рад./сек), если известна частота вращения n (об./мин.).

Ответ: w = 2 . П . n / 60

30. Скорость автомобиля 90 км/час. Какой путь автомобиль пройдет за одну секунду?

Ответ: 25 м.

31. Задачи КАМ.

Ответ:

32. Как называется чертёж, на котором изображены в виде отрезков векторы, равные по модулю и по направлению скоростям различных точек звеньев механизма в данный момент?

Ответ:

33. Единица измерения масштаба длины?

Ответ: м / мм.

34. Напишите формулу для определения численного значения тангенциальной составляющей ускорения любой точки кривошипа.

Ответ: аt = Е .R.

35. С какой целью определяют скорости точек звеньев механизма?

Ответ: например, для выбора типа смазки.

 

36. Сделайте чертеж и напишите векторное уравнение для определения ускорения любой точки ползуна.

Ответ:

37. Напишите формулу для определения угловой скорости звена, если известна частота вращения.(об./мин.).

Ответ:

 

 

38. Скорость самолета 2200 км/час. А сколько метров самолет пролетает за одну секунду?

Ответ:

39. Скорость автомобиля 50 км/час. Какой путь автомобиль пройдет за одну секунду?

Ответ:

40. Скорость пули 200 м/сек. Сколько километров пуля пролетит за один час, если пренебречь сопротивлением воздуха и притяжением Земли?

Ответ: 720 км.

41. Цель кинематического анализа механизма.

Ответ:

42. Единица измерения масштаба угла поворота?

Ответ: град. / мм, или рад./мм.

43. Сделайте чертеж и напишите векторное уравнение для определения скорости любой точки шатуна.

Ответ:

44. Скорость самолета 2000 км/час. А сколько метров самолет пролетает за одну секунду?

Ответ:

45. Скорость автомобиля 60 км/час. Какой путь автомобиль пройдет за одну секунду?

Ответ:

46. Скорость пули 220 м/сек. Сколько километров пуля пролетит за один час, если пренебречь сопротивлением воздуха и притяжением Земли?

Ответ:

47. Спортсмен пробегает 100 метров за 10 сек. А сколько километров спортсмен мог бы пробежать за один час, если бы двигался с такой же скоростью?

Ответ: 36 км.

48. Что такое кинематические диаграммы.

Ответ: графики, построенные по полученным значениям кинематических величин.

49. Что такое план скоростей?

Ответ: чертёж, на котором изображены в виде отрезков векторы, равные по модулю и по направлению скоростям различных точек звеньев механизма в данный момент?

 

50. Что такое план ускорений.

Ответ: чертёж, на котором изображены в виде отрезков векторы, равные по модулю и по направлению ускорениям различных точек звеньев механизма в данный момент?

51. Задачи КАМ.

Ответ:

52. Как называются графики, построенные по полученным значениям кинематических величин?

Ответ:

53. Понятие масштаба в ТММ?

Ответ:

54. Что такое графическое дифференцирование?

Ответ:

55. Как называется чертёж, на котором изображены в виде отрезков векторы, равные по модулю и по направлению скоростям различных точек звеньев механизма в данный момент?

Ответ:

56. Единица измерения масштаба угла поворота?

Ответ:

57. Сделайте чертеж и напишите векторное уравнение для определения ускорения любой точки шатуна.

Ответ:

57. Скорость самолета 1800 км/час. А сколько метров самолет пролетает за одну секунду?

Ответ:

58. Скорость автомобиля 70 км/час. Какой путь автомобиль пройдет за одну секунду?

Ответ:

59. Скорость пули 240 м/сек. Сколько километров пуля пролетит за один час, если пренебречь сопротивлением воздуха и притяжением Земли?

Ответ:

60. Цель кинематического анализа механизма.

Ответ:

61. Кратный каким числам выбирается масштаб?

Ответ:

62. Для каких целей строят кинематические диаграммы?

Ответ:

 

63. Сделайте чертеж и напишите векторное уравнение для определения скорости любой точки шатуна.

Ответ:

64. Скорость самолета 1700 км/час. А сколько метров самолет пролетает за одну секунду?

Ответ:

65. Скорость автомобиля 100 км/час. Какой путь автомобиль пройдет за одну секунду?

Ответ:

66. Скорость пули 260 м/сек. Сколько километров пуля пролетит за один час, если пренебречь сопротивлением воздуха и притяжением Земли?

Ответ:

67. Спортсмен пробегает 100 метров за 11 сек. А сколько километров спортсмен мог бы пробежать за один час, если бы двигался с такой же скоростью?

Ответ:

68. Скорость самолета 1400 км/час. А сколько метров самолет пролетает за одну секунду?

Ответ:

69. Скорость автомобиля 120 км/час. Какой путь автомобиль пройдет за одну секунду?

Ответ:

70. Скорость пули 300 м/сек. Сколько километров пуля пролетит за один час, если пренебречь сопротивлением воздуха и притяжением Земли?

 

8. Задачи для самостоятельного решения.

 

1. Построить план скоростей и ускорений для заданных механизмов, считая, что ведущее звено задано (выбрать ведущее звено самостоятельно). Размеры звеньев известны.

 

       Задача № 1.1.

 

 


           

 

         Задача № 1.2.

 

 


        Задача № 1.3.

 

     
 

 

 


          Задача № 1.4.

 

 


           Задача № 1.5.

 

 


2. Построить механизм в заданном положении.

 

2.1. Построить положение шарнирного четырёхзвенника при j1=300, если lАВ=30 мм, lВС=lAD=80 мм, lCD=70мм.

 

 

2.2. Построить положение кривошипно-ползунного механизма, если j1=450,

lAB=50мм, lВС=150мм.

 

 

2.3. Построить положение кривошипного механизма с качающимся ползуном при j1=900, если lAB=40 мм, lAC=120 мм.

 

 


     

     

 

    К задаче 2.1.                       К задаче 2.2.                            К задаче 2.3.

 

3. Определить численные значения скоростей и ускорений с помощью построения планов скоростей и ускорений.

 

3.1. Найти абсолютные скорость и ускорение точки Е и угловые скорость и ускорение звена CD (звена 3) четырёхзвенного четырёхшарнирного механизма. Дано: lAB = 30мм, lBC = lCD = lAD = 60мм, lBE = lCE = 35мм, j = 300, угловая скорость кривошипа AB (звена l) постоянна и равна w1 = 20 сек-1.

 

3.2. Найти угловые скорость и ускорение звена BC (звена 2) кривошипно-ползунного механизма. Дано lAB = 60мм, lBC = 180 мм, j1 = 1200, угловая скорость кривошипа АВ постоянна и равна w1=100 сек-1.


    К задаче 3.1.                                                   К задаче 3.2.

 

3.3. У механизма двигателя внутреннего сгорания с прицепным шатуном найти:

абсолютные скорость и ускорение поршня 5 (скорость и ускорение точки Е). Дано: lАВ = 0,06м , lВС = lDE = 0,180м , lВD = 0.06м , Ð DBC =b=600, d = 60°, угловая скорость кривошипа АВ постоянна и равна w1=200 сек-1, j1=450.

 

3.4. Найти скорость vC точки С механизма Робертса. Дано: lBC= lCE= lCD= lDG=

lEF=50мм, l=24мм, Н = 10 мм, Н1 =25мм, Н2 = 50мм, угловая скорость звена АВ равна w1=5 сек-1, j1=2400.

К задаче 3.3.                                               К задаче
3.4.

 

3.5. Для заданного положения четырехзвенного четырехшарнирного механизма определить угловые скорости и ускорения всех его звеньев и скорость и ускорение точки С. Дано: w1=20 сек-1, lАВ = 100мм , lBC= lCD=400мм, отрезки АВ и ВС располагаются на одной прямой, а угол ВСD =900.

3.6. Для заданного положения четырехзвенного четырехшарнирного механизма найти угловые скорости и ускорения всех звеньев и скорость и ускорение точки С. Дано: угловая скорость кривошипа АВ постоянна и равна w1=20 сек-1, lАВ = 100мм , lАВ = 100мм , lBC= lCD=400мм, Ð АВС =Ð DBC = 900.

3.7. Для заданного положения кривошипно-ползунного механизма найти скорость и ускорение точки D звена 2 и угловые скорости и ускорения всех звеньев. Дано:угловая скорость кривошипа АВ постоянна и равна w1=80 сек-1


      К задаче 3.5.          К задаче 3.6.           К задаче 3.7.

 

 




































Дата: 2019-03-05, просмотров: 347.