Прикладная механика
Построение планов положений и кинематических диаграмм. Определение скорости и ускорения ведомого звена в исследуемом положении двигателя при помощи диаграмм. Определение сил приложенных к звеньям механизма. Определение потребной мощности двигателя.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.08.2012 |
| Размер файла | 240,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования республики Беларусь
Белорусский государственный университет транспорта
кафедра «Техническая физика и теоретическая механика»
Контрольная работа №2
«Прикладная механика»
Вариант 29.3
Выполнил
студент гр. УД-22
Шантор И.С.
20012
Содержание
1. ЗАДАНИЕ
2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА.
3.1 Построение планов положений.
3.2 Построение кинематических диаграмм.
3.3 Определение скорости и ускорения ведомого звена в исследуемом положении при помощи диаграмм
3.4 Построение плана скоростей для исследуемого положения и определение соответствующих кинематических параметров
3.5 Построение плана ускорений для исследуемого положения и определение соответствующих кинематических параметров
3.6 Сравнение результатов, полученных разными методами
4. ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
4.1 Определение сил приложенных к звеньям механизма.
4.2 Расчёт уравновешивающей силы при помощи “вспомогательного рычага” Жуковского.
4.3 Определение потребной мощности двигателя в исследуемом положении механизма
1. ЗАДАНИЕ
Расчетные данные:
Длины звеньев механизма:
lО1А=40 мм; lAB=125 мм; lBC=60 мм; lO2B=90 мм; lCD=70мм; lDE=100мм;
X1=120 мм; Y1=20 мм; Y2 =100мм;
Частота вращения: n=1250 об/мин.
Удельная масса звеньев: q=15 кг/м.
Сила сопротивления движению ведомого звена: Fсопр=1,5n1 =1875Н.
Рис.1. Кинематическая схема механизма.
2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
Произведём структурный анализ механизма:
Рис.2. Кинематическая схема механизма.
Определим степень подвижности механизма по формуле:
W=3n-2pн-pв,
где n- число подвижных звеньев;
pн- число низших кинематических пар;
pв- число высших кинематических пар;
Для данного механизма имеем: n=5; pн=7; pв=0;
тогда
,
Таким образом, механизм имеет одну степень свободы.
Разбиваем механизм на группы Ассура (рис.3).
Определяем ведомое и ведущее звено:
звено 1 - ведущее;
звено 5 - ведомое;
все остальные звенья - промежуточные.
Определяем класс механизма:
так как класс механизма определяется наивысшим классом, входящей в него группы Ассура, то из кинематической схемы механизма (рис.3) мы видим, что данный механизм имеет второй класс.
Определяем формулу строения механизма:
Механизм имеет следующую формулу строения:
ГАI+ГАII+ГАII.
3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
3.1 Построение планов положений
Отрезок, изображающий на чертеже длину кривошипа O1A принимаем равным 40 мм.
Строим кинематическую схему механизма в масштабе:
где -масштаб плана положения;
lO1A- действительная длина O1A (м);
O1A - длина звена O1A на кинематической схеме в (мм).
(м/мм)
Методом засечек строим 12 планов положения механизма.
3.2 Построение кинематических диаграмм
Диаграмма перемещений. Для построения диаграммы перемещений точки D вычерчиваем плоскую систему координат с началом в точке 11. На оси абсцисс откладываем отрезок l изображающий время t одного оборота кривошипа, и делим его на 12 равных частей. По оси ординат откладываем перемещение точки D от начала отсчета D0.
Откладываемые на диаграмме перемещения не уменьшаем по сравнению с планом положений. Масштабный коэффициент по оси ординат будет равен:
Масштабный коэффициент по оси абсцисс:
Диаграмма скоростей. Строится по диаграмме перемещения методом графического дифференцирования. Определяем наибольший уклон диаграммы перемещений. Находим точку Р1- полюс диаграммы скорости. Принимаем полюсное расстояние Н1=67 мм. Тогда масштабный коэффициент по оси ординат:
Диаграмма ускорений. Дифференцируя диаграмму скоростей тем же методом, строим диаграмму ускорений точки D. Принимаем полюсное расстояние Н2=39 мм. Тогда масштабный коэффициент по оси ординат:
3.3 Определение скорости и ускорения ведомого звена в исследуемом положении при помощи диаграмм
Определим значение скорости и ускорения точки D по диаграмме.
Из диаграммы скоростей
Из диаграммы ускорений
3.4 Построение плана скоростей для исследуемого положения и определение соответствующих кинематических параметров
Рассмотрим построение плана скоростей для первого положения. Линейная скорость ведущей точки А:
,
где 1-угловая скорость ведущего звена;
lO1A - длина звена O1A, м.
Здесь n1- частота вращения звена O1A, об/мин.
Скорость точки А изобразим в виде вектора Pa, длину которого примем 100 мм. Тогда масштабный коэффициент для построения плана скоростей:
Скорость точки В определим из следующих векторных уравнений:
(Здесь известна и выражена на плане скоростей вектором ; относительная скорость представляет собой вектор, перпендикулярный звену АВ и проходящий через конец вектора ; абсолютная скорость точки В изображается вектором, проходящим через полюс плана скоростей перпендикулярно О2В. Пересечение проведенных двух направлений определяют положение точки В, изображающей конец вектора скорости и вектора ).
Скорость точки С можно определить, если решить следующие векторные уравнения:
Здесь известна и выражена на плане скоростей вектором ; относительная скорость представляет собой вектор, перпендикулярный звену CВ и проходящий через конец вектора ; абсолютная скорость точки C изображается вектором, проходящим через полюс плана скоростей перпендикулярно О2C. Пересечение проведенных двух направлений определяют положение точки C, изображающей конец вектора скорости и вектора .
Скорость точки D можно определить, если решить следующие векторные уравнения:
Здесь известна и выражена на плане скоростей вектором ; относительная скорость представляет собой вектор, перпендикулярный звену CD и проходящий через конец вектора; абсолютная скорость точки D изображается вектором, проходящим через полюс плана скоростей параллельно оси XX. Пересечение проведенных двух направлений определяют положение точки D, изображающей конец вектора скорости .
Численную величину абсолютной и относительной скоростей любой точки механизма определяем умножением соответствующего вектора скорости, взятого из плана скоростей, на масштабный коэффициент.
Определим угловые скорости звеньев:
;
3.5 Построение плана ускорений для исследуемого положения и определение соответствующих кинематических параметров
Рассмотрим построение плана ускорений для первого положения. Так как частота вращения ведущего звена постоянна, то точка А имеет только нормальное ускорение
Из произвольной точки р строим вектор Pа=150 мм, тогда масштабный коэффициент для плана ускорений:
Вектор Pа направлен к центру вращения, то есть от точки А к точке О1 параллельно О1А.
Ускорение точки В определяется системой двух векторных уравнений:
где - нормальное ускорение в относительном движении, направленное от точки В к А вдоль звена ВA;
- касательное ускорение в том же движении, направленное перпендикулярно звену ВA;
- нормальное ускорение в абсолютном движении, направленное от точки В к O2 вдоль звена ВO2;
- касательное ускорение в том же движении, направленное перпендикулярно звену ВO2;
Вектор известен из предыдущего, вектора
Для определения положения точки В на плане ускорений из точки а строим вектор соответствующий ускорению :
Из точки р строим вектор соответствующий ускорению
Ускорение точки C определим из уравнений:
где - нормальное ускорение в относительном движении, направленное от точки C к B вдоль звена CB;
- касательное ускорение в относительном движении, направленное перпендикулярно звену BC.
Ускорение изображаем на плане отрезком (построения аналогичны):
Ускорение точки D определим из уравнений:
где - нормальное ускорение в относительном движении, направленное от точки D к C вдоль звена DC;
- касательное ускорение в относительном движении, направленное перпендикулярно звенуDC.
Ускорение изображаем на плане отрезком :
Определим величину ускорения точки D при помощи плана ускорений:
Найдем величину тангенциальной составляющей ускорения:
Определим угловые ускорения звеньев:
Из плана ускорений находим значение ускорения центра тяжести звена движущегося плоскопараллельно. В данном случае это однородное звено 2 и 4, центр тяжести которых находятся на их серединах (S2 и S4).
.
3.6 Сравнение результатов, полученных разными методами
Определим расхождения в значениях скорости и ускорения точки D по диаграмме и по методу планов.
Из диаграммы скоростей
Из плана скоростей
Расхождение:
Из диаграммы ускорений
Из плана ускорений
Расхождение:
4. ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА
4.1 Определение сил приложенных к звеньям механизма
Определим массу звена, движущегося плоскопараллельно, по формуле
,
где q- удельная масса звена, кг/м ;
l-длина звена, м ;
;
;
Определим силу тяжести звена движущегося плоскопараллельно, по формуле :
;
;
Силу инерции звена определим по формуле
где m-масса звена;
a- ускорение центра тяжести звена, м/с2.
Знак минус показывает, что вектор направлен противоположно вектору .
;
Определим момент инерции по формуле
,
где I- момент инерции звена относительно оси, проходящей через центр тяжести.
двигатель механизм диаграмма скорость
Сейчас определим момент инерции:
В том случае, если к звену приложен момент силы, то его представляем в виде пары сил.
;
4.2 Расчёт уравновешивающей силы при помощи “вспомогательного рычага” Жуковского
Строим повернутый на 900 план скоростей и в соответствующих точках прикладываем все внешние силы и силы инерции звеньев. Составляем уравнение моментов всех сил относительно полюса повернутого плана скоростей, беря плечи по чертежу в мм:
Тогда
4.3 Определение потребной мощности двигателя в исследуемом положении механизма
Определяем величину уравновешивающего момента по формуле
Потребную мощность двигателя в исследуемом положении механизма определяем по формуле:
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Предварительный выбор двигателя по мощности. Выбор редуктора и муфты. Приведение моментов инерции к валу двигателя. Определение допустимого момента двигателя. Выбор генератора и определение его мощности. Расчет механических характеристик двигателя.
курсовая работа [81,3 K], добавлен 19.09.2012Построение и расчет зубчатого зацепления и кулачкового механизма. Проектирование и кинематическое исследование зубчатой передачи и планетарного редуктора. Определение уравновешенной силы методом Жуковского. Построение диаграмм движения выходного звена.
курсовая работа [400,8 K], добавлен 23.10.2014Обоснованный выбор типов и вариантов асинхронного двигателя. Пусковой момент механизма, определение установившейся скорости. Расчёт номинальных параметров и рабочего режима асинхронного двигателя. Параметры асинхронного двигателя пяти исполнений.
реферат [165,2 K], добавлен 20.01.2011Определение напряжений на координатных площадках. Определение основных направляющих косинусов новых осей в старой системе координат. Вычисление нормальных и главных касательных напряжений. Построение треугольника напряжений. Построение диаграмм Мора.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 11.08.2015Возможность неучёта упругих связей при минимальной жесткости. Построение нагрузочных диаграмм. Проверка двигателя по скорости, приведение маховых моментов к его оси, выбор редуктора. Расчет сопротивления и механических характеристик, переходных процессов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.11.2013Расчёт мощности и выбор типа двигателя, пусковых и регулировочных сопротивлений, переходных процессов. Построение нагрузочных диаграмм. Проверка двигателя по нагреву. Описание работы схемы электрической принципиальной электропривода сдвоенного конвейера.
курсовая работа [9,7 M], добавлен 17.01.2015Расчёт параметров г-образной схемы замещения и круговой диаграммы. Определение КПД, скольжения, перегрузочной способности, мощности и моментов двигателя, сопротивления намагничивающего контура. Построение звезды пазовых ЭДС обмотки асинхронного двигателя.
контрольная работа [318,0 K], добавлен 05.12.2012Определение степени подвижности механизма по формуле Чебышева П.Л. Расчет класса и порядка структурных групп Ассура шарнирно-рычажного механизма. Построение плана ускорений. Определение реакций в кинематических парах методом построения планов сил.
курсовая работа [1016,0 K], добавлен 14.02.2016История возникновения и развития механики как научной дисциплины. Разработка тематического и календарно-тематического планов обучения предмету "Прикладная механика". Составление плана-конспека урока на тему "Предмет и основные понятия кинематики".
курсовая работа [276,6 K], добавлен 25.09.2010Расчет и определение режимов работы двигателя. Выбор мощности двигателя для продолжительного режима работы с повторно-кратковременной нагрузкой, проверка на перегрузочную способность, пусковые условия. Вычисление потребляемой мощности, расшифровка марки.
контрольная работа [248,7 K], добавлен 07.02.2016
