Реферат на тему: Кинематическое исследование механизма. Структурный анализ механизма

Введение

Ведущей отраслью современной техники является машиностроение.

В теории механизмов и машин изучаются общие методы исследования свойств механизмов и проектирование их схем независимо от конкретного назначения машины, прибора или аппарата. В теории машин рассматриваются общие методы проектирования схем машин.

Задачи теории механизмов и машин очень разнообразны, но важнейшей из них можно сгруппировать по трем разделам:

анализ механизмов:

синтез механизмов;

теории машин-аппаратов.

Анализ механизма состоит в исследовании кинематических и динамических свойств механизма по заданной схеме, а синтез механизма - в проектировании схемы механизма по заданным его свойствам.

Создание современной машины требует от конструктора всестороннего анализа ее проекта и должна удовлетворять всем требованиям.

1. КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ШАРНИРНО-РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА

.1 Структурный анализ механизма

Рисунок 1.1. Схема механизма

Таблица 1

Кинематические звенья

Название

Характеристика движения

Стойка

Неподвижная

Кривошип

Вращательное

Шатун

Плоско - параллельная

Ползун

Возвратно - поступательное

Кулисный камень

Плоско - параллельная

Коромысло

Вращательное (неполный оборот)

Таблица 2

Кинематические пары

Обо- значения

Звенья составляющие пару

Название

Класс

Вид

Д

Вращательное

низ

Вращательное

низ

В

Поступательное

низ

С

Вращательное

низ

Вращательное

низ

Вращательное

низ

Число степеней свободы считается по формуле Чебышева:

Для данного механизма:

Чтобы определить структурную форму механизма, то есть, к какому классу принадлежит механизм, разобьем механизм на группы Асура:

Механизм 1 класса.

группа Ассура 2 класса, 2 порядка.

группа Ассура 2 класса, 2 порядка.

.2 Построение плана положений механизма

Данный механизм необходимо построить в 12 положениях. Выберем масштаб построения плана положений:

Из точки О1 проводим окружность радиусом О1А. Делим окружность на 12 равных частей. Вертикально вниз по оси Y от точки О1 откладываем рассчитанные расстояния О1О2 и расстояние X - ось движения ползуна. Далее из точки О2 проводим дугу радиусом О2С. Затем, проводя прямую через точки А1 и точку В1 на дуге О2C получим положение точек С.

1.3 Построение плана скоростей механизма

Для каждого положения механизма строим план скоростей. Скорость точки А находим из уравнения:

где (1.4)

Откуда

Масштабный коэффициент определим по формуле:

Для нахождения скорости точки В составляем систему уравнений:

Скорость точки С найдем из соотношения:

Скорость точки Е находим из системы:

выбранный отрезок (ра) = 83.72 мм

Откладываем от полюса перпендикулярно звену (от А в сторону вращения ɷ1). Далее строем решение векторного уравнения скоростей. Для этого из точки р плана скоростей проводим линию, перпендикулярную звену О2C, а из точки А линию, параллельную звену АВ.

Точкой пересечения этих линий - искомая точка А. Далее из соотношения (1.7) находим скорость точки С. На пересечении линии действия скоростей VBC (перпендикулярно звену ВС) и VCCCT (линия, параллельная x-x), находим скорость точки е.

Положение 1.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

Положение 2.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

Положение 3.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

Положение 4.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

Положение 5.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

Положение 6.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

Положение 7.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

Положение 8.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

Положение 9.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

Положение 10.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

Положение 11.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

Положение 12.

Определим истинные значения скоростей с плана скоростей:

Далее определяем угловые скорости звеньев:

.4 Построение плана ускорений механизма

Ускорение точки А находим из уравнения:

Масштабный коэффициент находим по формуле:

Положение 2.

Для нахождения ускорения точки В составим систему уравнений:

Кориолисово ускорения находим:

Нормальное ускорение определяем по формуле:

Ускорение точки С найдем из соотношения:

Ускорение точки Е находим из системы:

Кориолисово ускорение находим:

Нормальное ускорение определяется по формуле:

Выбранный отрезок (πа)=87,6 мм.

Откладываем от полюса параллельно звену 1 от А к О1. Далее к нему из точки А параллельно звену 2 от В к А откладываем aАВ. Из точки π откладываем параллельно звену x-x ускорение .

На пересечении линий действия aАВ и получаем точку b соединяем ее с точкой π и получаем ускорение точки В в масштабе.

Найденный по подобию отрезок (πс) откладываем от π в сторону b. Соединив точку С с точкой π, получим ускорение точки С в масштабе. Из точки С откладываем аCE, - кориолисово ускорение точки Е и параллельно О3С проводим линию действия аCE. Из точки π параллельно О=С от С к О3 откладываем аCО. На пересечении линий действия аCE и аCО получим точку С. Соединив ее с точкой π в сторону (πс), получим ускорение точки С в масштабе.

С учетом масштабов определим ускорение отдельных точек механизма:

Определяем угловые ускорения звеньев:

Положение 5.

Для нахождения ускорения точки В составим систему уравнений:

Кориолисово ускорения находим:

шарнирный рычажный кулачковый механизм

Нормальное ускорение определяем по формуле:

Ускорение точки С найдем из соотношения:

Ускорение точки Е находим из системы:

Кориолисово ускорение находим:

Нормальное ускорение определяется по формуле:

Выбранный отрезок (πа)=87,6 мм.

Откладываем от полюса параллельно звену 1 от А к О1. Далее к нему из точки А параллельно звену 2 от В к А откладываем aАВ. Из точки π откладываем параллельно звену x-x ускорение .

На пересечении линий действия aАВ и получаем точку b соединяем ее с точкой π и получаем ускорение точки В в масштабе.

Найденный по подобию отрезок (πс) откладываем от π в сторону b. Соединив точку С с точкой π, получим ускорение точки С в масштабе. Из точки С откладываем аCE, - кориолисово ускорение точки Е и параллельно О3С проводим линию действия аCE. Из точки π параллельно О=С от С к О3 откладываем аCО. На пересечении линий действия аCE и аCО получим точку С. Соединив ее с точкой π в сторону (πс), получим ускорение точки С в масштабе.

С учетом масштабов определим ускорение отдельных точек механизма:

Определяем угловые ускорения звеньев:

Положение 9.

Для нахождения ускорения точки В составим систему уравнений:

Кориолисово ускорения находим:

Нормальное ускорение определяем по формуле:

Ускорение точки С найдем из соотношения:

Ускорение точки Е находим из системы:

Кориолисово ускорение находим:

Нормальное ускорение определяется по формуле:

Выбранный отрезок (πа)=87,6 мм.

Откладываем от полюса параллельно звену 1 от А к О1. Далее к нему из точки А параллельно звену 2 от В к А откладываем aАВ. Из точки π откладываем параллельно звену x-x ускорение .

На пересечении линий действия aАВ и получаем точку b соединяем ее с точкой π и получаем ускорение точки В в масштабе.

Найденный по подобию отрезок (πс) откладываем от π в сторону b.

Соединив точку С с точкой π, получим ускорение точки С в масштабе. Из точки С откладываем аCE, - кориолисово ускорение точки Е и параллельно О3С проводим линию действия аCE. Из точки π параллельно О=С от С к О3 откладываем аCО. На пересечении линий действия аCE и аCО получим точку С. Соединив ее с точкой π в сторону (πс), получим ускорение точки С в масштабе.

С учетом масштабов определим ускорение отдельных точек механизма:

Определяем угловые ускорения звеньев:

.5 Построение диаграммы перемещения выходного звена механизма

Строим оси координат, на оси откладываем:

1) угол поворота первого звена (φ1);

2) перемещение точки С пятого звена (5с);

Для построения используем масштабные коэффициенты;

1.6 Графическое дифференцирование

Для построения диаграммы аналога скорости продифференцируем диаграмму перемещения. Из т.к. находящейся на расстоянии 50 мм от оси ординат, откладываем углы, проводя прямые параллельные оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром 1-6 положений.

Диаграмма строиться в масштабе:

Аналогично строим диаграмму аналога углового ускорения, используя при этом диаграмму аналога угловой скорости.

Оглавление

- Введение

- Кинематическое исследование механизма

- Структурный анализ механизма

- Построение плана положений механизма

- Построение плана скоростей механизма

- Построение плана ускорений механизма

- Построение диаграммы перемещения выходного звена механизма

- Графическое дифференцирование

- Силовое исследование механизма

- Проектирование кулачкового механизма Заключение

- Список использованной литературы

Список литературы

1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Учеб. Для вузов- Н.: Наука, 1988г.-640 с.;

2. Теория механизмов и машин: Учебник для вузов К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др. Под ред. К.В. Фролова- М.: Высшая школа, 1987г. - 496с.;

. Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. - М; Машиностроение, 1969г. - 584с.;

. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин; Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов. Под ред. К.В.Фролова- М.: Высшая школа, 1986г. -296с.;

. Лабораторный практикум и курсовое проектирование по теории механизмов машин с использованием ЭВМ; Учебное пособие для технических вузов. Н.М. Атавский, В.Ф. Балабанов и др.; Под редакцией А.М. Атавского М.: Машиностроение, 1983г. - 160с.;

. Теория механизмов и машин: Методическое указание и задания к курсовому проектированию / Сост. А.В. Варламова, А.С. Жданов, С.Н. Власов. - 2-е изд., стереотип. - Димитровград: ДИТУД УлГТУ, 2007г. - 81с.