Курсовая работа на тему: Исходные данные и схема механизма. Составление дифференциального движения механизма

Введение

Плоские шарнирные механизмы широко распространены в современном машиностроении в связи с присущими им достоинствами: высокой технологичностью изготовления, возможностью выполнения шарнирных соединений на подшипниках качения, небольшим износом соприкасающихся поверхностей, долговечностью, надежностью в работе и ремонтоспособностью.

Без глубокого знания кинематических и динамических характеристик механизмов, входящих в современный агрегат, невозможно спроектировать машину с параметрами, близкими к оптимальным, что, безусловно, отражается на производительности, надежности, долговечности машины, и на качестве выпускаемой продукции. Знание кинематических и динамических свойств и возможностей механизмов необходимо для разработки новых технологических процессов.

Целью курсовой работы является исследование и анализ динамического поведения плоского шарнирного механизма с помощью основных теорем и принципов теоретической механики.

Оглавление

- Введение

- Исходные данные и схема механизма

- Составление дифференциального движения механизма

- Составление кинематических соотношений

- Составление дифференциального уравнения движения механизма с помощью теоремы об изменении кинетической энергии системы

- Нахождение реакций внешних и внутренних связей

- Результаты расчётов

- Алгоритм вычислений

- Динамический расчёт плоского шарнирного механизма

- Анализ результатов вычислений

- Результаты анализа

- 7. Выводы

- 8. Список использованной литературы

Заключение

В результате решения полученного дифференциального уравнения движения механизма были определены: закон движения ведущего звена ОА, его угловые скорость и ускорение как функции времени t. На основании найденного закона движения по разработанному алгоритму были вычислены значения реакций внешних и внутренних связей.

Проведенный анализ результатов расчета показал, что

1. Время неустановившегося движения механизма невелико и составляет около 1.3 с.

2. В установившемся режиме движение кривошипа близко к равномерному вращению, средняя угловая скорость которого порядка

Максимальные и минимальные значения угловой скорости в установившемся режиме приблизительно равны и , а его период - 0.162 с. Таким образом, коэффициент неравномерности движения механизма приблизительно равен

3. В установившемся режиме среднее угловое ускорение маховика приблизительно равно . Амплитуда изменения углового ускорения значительна и составляет около , а коэффициент динамичности в этом случае

4. При заданных геометрических и инерционных параметрах механизма градиенты углового ускорения ведущего звена, а также реакций внешних и внутренних связей в сочленениях звеньев механизма имеют большие значения. Это может привести к разрывам механизма в местах сочленений и нарушению его работоспособности.

С целью устранения этой ситуации был сформулирован критерий, удовлетворение которого позволит уменьшить значение этих коэффициентов.

Проведенные исследования показали, что уменьшения масс звеньев механизма, с одновременным увеличением массы ведущего звена и замены кривошипа маховиком с массой распределенной по его ободу значительно снизили величины данных коэффициентов.

Таким образом, увеличение массы ведущего звена в 15 раз с одновременным уменьшением масс звеньев в 10 раз и уменьшением массы ползуна в 2 раза позволило добиться следующего:

- Время неустановившегося движения механизма составляет около 5.5 с;

- В установившемся режиме движения средняя угловая скорость маховика составляет . Максимальные и минимальные значения угловой скорости в установившемся режиме равны и

- Коэффициент неравномерности движения механизма становится равным

- Коэффициент динамичности в этом случае

Такое уменьшение, по сравнению с первоначальным случаем, коэффициентов неравномерности (в 9.5 раз) и динамичности ( в 16.2 раза) приводит к уменьшению максимальных значений модулей реакций внешних и внутренних связей приблизительно до 7.5 раз.

Список литературы

1. Бертяев В.Д. Теоретическая механика на базе Mathcad практикум - СПб.: БХВ - Петербург, 2005;

2. Кирьянов Д.В. Самоучитель Mathcad 12. - СПб.: БХВ - Петербург, 2004.

3. Бать М.И., Джанелидзе Г.Ю., Кельзон А.С. Теоретическая механика в примерах и задачах. Т.2 (Динамика) - М.: Наука, 1990.