Провести структурный анализ рычажного механизма:
- количество подвижных звеньев и пар;
- класс пар;
- степень подвижности механизма;
- количество структурных групп, их класс и класс механизма.
Провести кинематический анализ рычажного механизма:
- построить план скоростей для заданного положения механизма;
- определить скорость в точке С;
- построить план ускорений механизма;
- определить ускорение в точке С.
Рис. 1 Рычажный механизм
1. Структурный анализ рычажного
механизма
Изобразим на рис. 2
кинематическую схему шарнирного механизма, пронумеруем звенья механизма.
Условные обозначения звеньев механизма приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены
кинематические пары рычажного механизма, их обозначение на схеме, класс и
название.
Рис. 2 Кинематическая
схема рычажного механизма.
Таблица 1. Условные
обозначения звеньев механизма (рис. 2)
Условные обозначения |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
Название звена |
стойка |
кривошип |
ползун |
кулиса |
стойка |
Степень подвижности
механизма
,
где n – количество
подвижных звеньев, n = 3;
Р5 – количество пар пятого класса, Р5
= 4.
Составим структурные
группы механизма и определим их класс и порядок:
а) стойка 0 - кривошип 1 – механизм I
класса, начальный механизм (рис. 3)
Рис. 3 Механизм I класса
(0;1)
б) ползун 2 – кулиса 3 – двухповодковая
группа Ассура 3 вида (ВПВ) (рис. 4)
Рис. 4 2ПГ 3 вида (2;3)
Таким образом,
исследуемый механизм, обладающий одной степенью подвижности (W = 1),
можем рассматривать как образованный путем последовательного присоединения к
стойке 0 и ведущему звену 1 одной группы, состоящей из звеньев 2,3. По
классификации И.И. Артоболевского он должен быть отнесен к механизмам II
класса.
Формула строения механизма
I(0;1)→II3(2;3).
2. Синтез механизма
Длина кривошипа О1А
задана: 0,5
м.
Определим длину кулисы О2D :
Расстояние O1O2:
Расстояние CD:
По найденным значениям
длин механизма, строим план положения механизма. Масштабный коэффициент длины рассчитываем по формуле:
где – действительная длина
кривошипа О1А, 0,5 м;
– масштабная длина кривошипа О1А,
принимаем =
50 мм.
Масштабная длина кулисы О2D:
Масштабное расстояние []:
Масштабное расстояние [lCD]:
Методом засечек в
принятом масштабе µ строим план положения механизма для заданного
положения кривошипа О1А, φ1 = 30°
(рис. 5).
Рис. 5 План положения
механизма, µ = 0,01 м/мм
3. Кинематический
анализ рычажного механизма
Построение плана
скоростей.
План скоростей строим для
заданного положения механизма, для φ1 = 30° (рис. 5). Построение
плана скоростей начинаем с ведущего звена (кривошип О1А),
закон движения которого задан. Последовательно переходя от механизма I класса к
структурной группе 3 вида, определим скорости всех точек звеньев механизма.
Угловая
скорость кривошипа O1A задана и считается постоянной:
ω1 = 20 рад/с = const.
Линейная скорость точки А
кривошипа О1А
Рис. 6 Построение плана
скоростей, µv = 0,1 м·с-1/мм
Из точки Рv,
принятой за полюс плана скоростей откладываем в направлении вращения кривошипа
вектор скорости точки А кривошипа О1А (рис. 6).
Длину вектора линейной скорости точки А, вектор, выбираем произвольно.
Принимаем
= 100 мм, тогда масштабный коэффициент плана скоростей равняется
Чтобы определить скорость
точки В кулисы 3, составим векторное уравнение:
,
где – вектор абсолютной
скорости точки В, направленный перпендикулярно О2В;
– вектор относительной скорости
точки В, направленный параллельно О2В; .
Получим отрезки, которые
изображают на плане скоростей вектор абсолютной скорости точки В –= 59,1 мм и относительной скорости точки В –= 80,7 мм.
Абсолютная скорость точки
В:
Относительная
скорость точки В:
Для
нахождения скорости точки D, принадлежащей кулисе О2D,
восполь-зуемся теоремой подобия
,
откуда определим длину
вектора
Отложим на плане
скоростей, на векторе, длину вектора .
Абсолютная скорость точки
D
Точку c на плане
скоростей определим, проведя два вектора скоростей и , где – скорость точки C
относительно скорости точки D, – скорость точки C
относительно точки О2. На пересечении этих векторов получим
точку с.
Абсолютная скорость точки
С:
План скоростей изображен
на рис. 6, в принятом масштабе скоростей.
Угловую скорость кулисы 3
находим аналитически по формуле
Построение плана
ускорений.
Учитывая, что угловая
скорость кривошипа О1А постоянная , линейное ускорение точки А
кривошипа О1А равняется его нормальному ускорению.
Абсолютное ускорение
точки А кривошипа О1А
От
произвольной точки Pa полюса плана ускорения по направлению
от А к О1 откладываем (рис. 7). Величину отрезка выбираем
произволь-но. Принимаем = 100 мм.
Масштабный коэффициент
плана ускорений
.
Ускорение точки В
определим из построения плана ускорений по векторным уравнениям:
,
где ; - вектор относительного
ускорения точки В, направленный параллельно О2В;
- вектор кориолисова
ускорения.
Отрезок,
изображающий на плане кориолисово ускорение:
КВ3В2 == · 0,5 = 77 мм,
где и - отрезки с плана
скоростей, О2В – отрезок со схемы механизма.
= = 0,5
Чтобы определить
направление ,
нужно отрезок , изображающий скорость , повернуть в
сторону ω3 на 90°.
аВ3В2к
= 2 · ω3 · B3B2 = 2 · 9,53 · 8,07 = 154 м/с2
Нормальное ускорение при
вращении точки В3 относительно точки О2 направлено от точки В к
точке О2, а отрезок его изображающий равен:
nB3О2 = = · 0,5 = 28,2 мм
Найдем ускорения из плана
ускорений:
Для
нахождения ускорения точки D, принадлежащей кулисе О2D,
восполь-зуемся теоремой подобия:
,
откуда определим длину
вектора
Отложим вектор на векторе .
Ускорение точки D:
Рис. 7 Построение плана
ускорений, µа = 2 м·с-2/мм
Точку c на плане ускорений
определим по векторному уравнению:
,
где вектор
относительного ускорения точки С, направленный перпен-дикулярно к вектору;
- вектор
относительного нормального ускорения точки С, направленный параллельно СO2;
- вектор
относительного касательного ускорения точки С, направленный
перпендикулярно к СO2.
Нормальное
ускорение точки С определим аналитически
,
Отрезок, что изображает
вектор нормального ускорения точки С на плане ускорений
.
шарнирный
механизм кулиса кривошип
Абсолютное ускорение
точки С
План ускорений изображен
на рис. 7, в принятом масштабе ускорений µа = 2 м·с-2/мм.
Угловое ускорение кулисы 3
найдем аналитически
ε3 = = = 508,7 c-2
Литература
1.
Методические
указания к заданиям.
2.
Артоболевский И.И.
Теория механизмов и машин. –М.: Наука 1988.
3.
Фролов К.Ф. «Теория механизмов и машин»., под ред. К.Ф.Фролова. – М.:
«Высшая школа», 1987.
Другие работы по теме:
Анализ нагруженности плоского рычажного механизма
Определение сил и моментов, действующих на звенья рычажного механизма и способов уменьшения динамических нагрузок, возникающих во время его действия. Изучение режимов движения механизмов под действием заданных сил. Оценка прочности элементов механизма.
Анализ нагруженности плоских рычажных механизмов
Динамический, структурный, кинематический и силовой анализ механизма, построение плана скоростей и ускорений. Выбор расчетной схемы и проектный расчет механизма на прочность. Построение эпюр и подбор сечений звена механизма для разных видов сечений.
Определение величин по теоретической механике
Определение поступательного и вращательного движения твердого тела. Кинематический анализ плоского механизма. Применение теоремы об изменении кинетической энергии к изучению движения механической системы. Применение общего управления динамики к движению.
Механизм качающегося конвеера
Оглавление Оглавление 1 СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ 1.1 Структурный анализ рычажного механизма 1.2 Структурный анализ зубчатого механизма 1.3 Структурный анализ кулачкового механизма
Структурный анализ механизма
Введение Структурный анализ механизма Кинематический анализ механизма методом планов Кинематический анализ механизма методом планов скоростей Кинематический анализ механизма методом планов ускорений
Рычажный и кулачковый механизм
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ НОВГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ЯРОСЛАВА МУДРОГО ____________________________________________________________________________________________
Принцип качающегося стола
СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение .............................................................................................................4
Синтез и анализ машинного агрегата
Задание На курсовой проект по теории механизмов и машин студента Аносов В. М. группы ТВ –317 Тема курсового проекта – «Синтез и анализ машинного агрегата (насос двойного действия)».
Вертикальный пресс
Учреждение образования ‹‹БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ›› Факультет ‹‹ХТиТ ›› Кафедра ‹‹ТМ ›› Специальность «1-36 07 01»
Проверочный расчет станка С2Р12
Реферат СТАНОК, МУФТА, НОЖЕВОЙ ВАЛ, ВАЛЕЦ, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА, КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА, ТЯГОВАЯ СПОСОБНОСТЬ Курсовой проект состоит из пояснительной записки и 2 листов формата A1, 1 листа формата А2, 1 листа формата А3, 1 листа формата А4 (иллюстративного материала).
Анализ рычажного и зубчатого механизмов
Анализ строения рычажного механизма на уровне звеньев и кинематических пар, структурных групп, определение степени его подвижности. Синтез зубчатого механизма. Выбор коэффициентов смещения исходного производящего контура. Подсчет погрешностей вычислений.
Исследование механизма пресса
Кинематическая и динамическая схема механизма пресса, подбор электродвигателя. Конструкторская разработка цилиндрического двухступенчатого редуктора: расчёт зубчатых колёс, валов, подшипников, корпуса, шпоночных соединений и муфт; сборка и эксплуатация.
Синтез и анализ машинного агрегата
Синтез и анализ машинного агрегата. Анализ рычажного механизма. Структурный анализ. Расчёт механизма на ЭВМ. Кинематический анализ методом планов. Силовой расчёт. Сравнение результатов графоаналитического и машинного расчётов. Анализ кулачкового механизма
Проектирование и исследование механизмов инерционного конвейера
Расчет размеров и параметров рычажного механизма. Построение диаграммы приведенных моментов инерции, приведенных моментов сил, работы движущих сил и сил сопротивления, изменения кинетической энергии. Характеристики закона движения на фазе приближения.
Кривошипно-ползунный механизм, его структура, схема, анализ
Структурный анализ кривошипно-ползунного механизма, выявление его структурного состава. Синтез кинематической схемы. Кинематический анализ плоского механизма. Определение сил, действующих на звенья механизма. Кинетостатический метод силового анализа.
Расчёт механики функционирования рычажного механизма
Расчет внешних сил, реакций в кинематических парах, моментов инерции, построение планов скоростей и ускорений, действующих на каждое из звеньев плоского рычажного механизма. Оценка прочности звеньев механизма при помощи метода сечений, выбор материала.
Проектирование механизмов поперечно-строгального станка
Структурный анализ механизма, определение угловых скоростей и ускорений звеньев. Силовой анализ рычажного механизма, определение сил инерции, расчет кривошипа. Геометрический расчет зубчатой передачи, проектирование планетарного и кулачкового механизмов.
Механизм поперечно-строгального станка
Кинематический и силовой анализ рычажного механизма поперечно-строгального станка. Методика определения уравновешивающей силы методом рычага Жуковского. Особенности проектирования планетарного редуктора. Анализ комбинированного зубчатого механизма станка.
Анализ нагруженности плоского рычажного механизма
Структурный, динамический и кинетостатический анализ плоского рычажного механизма. Определение угловых скоростей его звеньев; внешних сил и моментов инерции, действующих на каждое звено и кинематическую пару. Проектный расчет механизма на прочность.
Плоский рычажной механизма
Кинематический анализ плоского рычажного механизма. Определение нагрузок, действующих на звенья механизма. Силовой расчёт ведущего звена методом Жуковского. Синтез кулачкового механизма. Способы нахождения минимального начального радиуса кулачка.
Механизм насоса с качающейся кулисой
Принципы работы, механизм и назначение насоса с качающейся кулисой. Структурный анализ и силовой расчет рычажного механизма. Особенности выполнения геометрического расчета зубчатой передачи. Синтез кулачкового механизма, порядок построения его профиля.
Механизм долбежного станка с качающейся кулисой
Структурный анализ механизма, построение его положений. Определение уравновешивающей силы с помощью рычага Жуковского. План скоростей и ускорений для рабочего и холостого хода, верхнего и нижнего положений. Определение сил инерции и сил тяжести звеньев.
Исследование рычажного и зубчатого механизмов
Введение Курсовая работа включает в себя исследование рычажного и зубчатого механизмов. Исследование рычажного механизма составляет наибольший по объёму раздел курсовой работы по теории машин и механизмов. В работе рассматривается четырёхзвенный механизм со степенью подвижности равной единице и вращающимся входным звеном (кривошип).
Анализ работы плоского рычажного механизма
Определение степени подвижности, скоростей и ускорений точек устройства. Произведение расчета сил и главных моментов инерции, действующих на звенья рычажного механизма, кинематические пары и неподвижные опоры. Построение эпюр Эп Nz, Эп Qy и Эп Mx.