Рычажный механизм

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра графики и деталей машин

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по теории механизмов и машин

Екатеринбург 2015 г.

1. Исходные данные

Схема механизма

Рис. 1

Дано:

ОА = 0,75 м;

АВ = 1,8 м;

у = 0 м;

щ = 9 с-1;

2. Структурный анализ рычажного механизма

Дана структурная схема механизма.

Рис. 2

Механизм предназначен для преобразования вращательного движения кривошипа - 1 в возвратно-поступательное движение ползуна 3.

2.1 Наименование звеньев

Таблица 2.1 - Звенья механизма

№ п/п Обознач. звена Название звена Вид дв-ния звена 0. О стойка неподвижная ОА кривошип вращательное АВ шатун плоское В ползун поступательное

Вывод: Механизм кривошипно-ползунный. Число подвижных звеньев n=3.

2.2. Кинематические пары и их модификация

Таблица 2.2 - Кинематические пары механизма

Обозначение К.П.	Звенья составляющие К.П.	Вид относительно движения в паре	Число условных связей, (класс)
1	2	3	4
О	0-1	вращательное	5 (V кл.)
А	1-2	вращательное	5 (V кл.)
В	2-3	вращательное	5 (V кл.)
В	3-0	поступательное	5 (V кл.)

Вывод: Одноподвижных кинематических пар V кл. р5 = 4

2.3 Степень подвижности механизма

W = 3n - 2р5 = 3 3 - 2 4 = 1

где n = 3 - число подвижных звеньев; р5 = 4 - число кинемат. пар V класса.

Вывод: так как W = 1, механизм имеет одно ведущее звено - 1.

2.4 Разделение механизма на структурные группы (группы Ассура)

Таблица 2.3 - Структурные группы механизма

Группа	Эскиз группы	Звенья, составляющие группу	Пары, входящие в группу	Класс, и вид группы
Ведущая (нач. мех.)		0-1	вр.	1 кл.
	2 группа Ассура

Размещено на http://www.allbest.ru/

2-3	вр.-вр.-пост.	2 кл. 2 вид

Вывод: механизм - 2-го класса.

2.5 Структурная формула механизма (порядок сборки)

Структурная формула составляется, начиная сведущего звена и присоединением последующих групп Ассура по порядку. Вывод:1 кл. (нач. мех.) 2 кл. 2в. (2-3). Механизм последовательный.

3. Построение плана положений

Кривошип ОА вращается с постоянной скоростью , поэтому положение точки А известно для любого момента времени (любого угла поворота звена ОА).

Дано: ОА = 0,75м; АВ = 1,8 м; у = 0 м;

Выбираем масштаб длин по формуле (1)

l = = = 0,03 м/мм

Заполняем таблицу длин звеньев:

Таблица длин звеньев.

№ п/п	Название и обозначение звена	Действительная длина звена [м]	Длина отрезка на чертеже [мм]
1	ОА	0,75	25 мм
2	АВ	1,8	60мм
3	у	0	0 мм

На чертеже произвольно выбирается точка О и от нее строится направляющая ползуна В по размеру «у»;

Из точки О строится окружность радиуса - это траектория движения точки А;

Задаемся крайним положением кривошипа (кривошип и шатун вытягиваются в одну линию).

Для точки В это происходит в двух положениях:

1 мертвое положение: звенья ОА и АВ вытянутся в одну линию.

+ = 25 мм + 60 мм = 85 мм - правая мертвая точка (ПМТ);

2 мертвое положение: звенья ОА и АВ сложатся в одну линию

- ОА = 60мм - 25мм = 35 мм - левая мертвая точка (ЛМТ).

Построим 1-е мертвое положение точки В0:

Из точки О1 раствором циркуля 85мм сделаем засечку на траектории движения точки В - получим ПМТ - В0.

Соединяем точки В0 и О, при этом на окружности точки А образуются точка А0. Таким образом, построено положение кривошипа ОА и шатуна АВ в крайнем мертвом положении.

6. Делим окружность траектории движения точки. А радиуса ОА на равные части, например на 6. Деление окружности начинается от точки А0 по ходу вращения кривошипа, указанному в исходных данных. Получаем точки А1, А2, А3, и т.д.;

7.Затем строятся все точки В.Точка В, принадлежащая ползуну, движется всегда вдоль направляющей, поэтому из точек деления (А1, А2...) делаем засечки на траектории движения ползуна радиусом, равным длине отрезка шатуна в масштабе - .В результате получаем точки В1, В2 и т.д.

Найденные положения точки В определяют положение поршня (ползуна) на рабочем ходу - В1, В2, В3; на холостом ходу - В4, В5. Соединив одноименные точки (А1 и В1, А2 и В2...) получим положения шатуна АВ за один оборот кривошипа.

План положений механизма построен, т.к. определены положения всех точек и звеньев механизма за один оборот кривошипа (цикл механизма).

4. Построение кинематических диаграмм для точки В

4.1 Построение диаграммы перемещений «S - t»

звено рычажный механизм скорость

Рассчитываем период вращения кривошипа:

;

Для построения на чертеже выбираем длину временной линии =120 мм.

Рассчитаем масштаб времени:

µt=;

Масштаб перемещений µS возьмем равным масштабу плана положений µl:

µS= µl=0,03 м/мм

Разделим временную линию на 6 частей и обозначим номера положений кривошипа.

Размер перемещения ползуна в каждом положении кривошипа будем замерять на плане положений механизма всегда от крайней точки В0.. Затем переносить этот замер на диаграмму в соответствующем положении и откладывать его по вертикали от временной линии.

Получившиеся точки соединим плавной кривой и получим диаграмму перемещений «S - t».



4.2 Построение диаграммы скоростей «V -t»

Построение выполняется методом графического дифференцирования.

Межполюсное расстояние возьмём равное Н=40 мм.

Рассчитаем масштаб диаграммы скоростей:

;

5. Построение планов скоростей

5.1 Размеры звеньев механизма

ОА = 0,75 м; АВ = 1,8 м;

3. Угловая скорость ведущего звена щ = 9 с-1.

5.2 Виды движений звеньев механизма

1 звено 0А (кривошип) - вращательное движение;

2 звено АВ (шатун) - плоское движение;

3 звено В (ползун) - поступательное движение.

5.3 Структурные группы Асура

Механизм состоит из следующих структурных групп:

1. 1класса1вида 2.2класса2вида

Рис. 3

Составление уравнения скорости для группы Ассура 1кл.1вида.

Рис. 4

Так как звено ОА совершает вращательное движение, составляем уравнение скорости А по формуле:

(1)

В данной группе Ассура известна скорость точки О, которая равна нулю:

.

Находим скорость вращения точки А вокруг точки О1 - , которая перпендикулярна звену О1А ():

.

Нахождение масштабного коэффициента скоростей мV.

Производится по формуле (1):

(6)

где: VА - величина скорости (•) А в м/сек;

рV а - отрезок, изображающий скорость на чертеже в мм.

Подбираем масштабный коэффициент скорости мV по формуле (6):

(7)



Построение векторного уравнения группы 1класса 1вида.

Построение векторного уравнения (1)производится на чертеже, следующим образом.

Из произвольно выбранной точки РV (полюса плана скоростей) строим вектор скорости , который на чертеже будет изображаться отрезком РVа равным 60 мм.

Скоростьоткладывается из (•)РV, так как скорость точки в уравнении (1) равна нулю.

Отрезок (РV а) откладывается перпендикулярно направлению звена ОА на плане положений - РVа ОА, так как ОА. Таким образом, построен вектор скорости

Конец вектора обозначаем строчной буквой «а».

Составление векторных уравнений для группы 2класса2вида.

В данной группе Ассура векторные уравнения составляются для точки, являющейся внутренней парой группы - это (•)В. Уравнения составляются для звеньев:

шатуна АВ;

ползуна Д.

Рис. 5

Звено АВ совершает плоскопараллельное движение и у него известна скорость точки А - , поэтому составим векторное уравнение для скорости точки В по формуле:



(2);

Ползун В совершает поступательное прямолинейное движение и известна скорость направляющей ползуна - скорость стойки , поэтому составим векторное уравнение для скорости точки В по формуле:

(3);

Чтобы получить необходимо решить графически уравнения (2) и (3) совместно.

Графическое решение уравнений для группы 2класса 2вида.

Решение уравнения (2) начинаем от а плана скоростей, согласно правилу сложения скоростей - правилу многоугольника. Из (•)а откладываем АВ - это направление скорости .

Решение уравнения (3) начинаем из РV, т.к. скорость . Из РV откладываем линию параллельную направляющей ползуна, т.к. (рис.11).

На пересечении перпендикуляра к звену АВ и линии параллельной направляющей ползуна находится (•)b плана скоростей, а отрезок (РVb) - есть изображение скорости .

Определение абсолютных скоростей точек механизма.

Абсолютные скорости точек на плане скоростей изображаются отрезками между точкой полюса РV и соответствующей буквой плана скоростей, например, РVа, РVb, и т.д.

Действительные величины абсолютных скоростей определяются с помощью масштабного коэффициента скоростей по формулам:



,

,

Отрезки (РVа), (РVb) берутся с плана скоростей в миллиметрах.

Определение относительных скоростей точек механизма.

Относительные скорости точек на плане скоростей изображаются отрезками между точками плана скоростей:

ab - скорость;

Направление относительных скоростей точек определяется от точки, обозначающей внешнюю пару группы Ассура к точке обозначающей внутреннюю пару.

Действительная величина относительных скоростей определяется по формулам:

,

Отрезок аb берётся с плана скоростей в миллиметрах.

Определение угловых скоростей звеньев.

Производится по следующим формулам:

при плоскопараллельном движении звена

.

Таблица расчёта скоростей точек и звеньев механизма
Скорости	Размерность	Положения механизма
		0	1	2	3	4	5
Данные для расчёта
щ	рад/сек	9	9	9	9	9	9
ОА	м	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75
АВ	м	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8
Pva	мм	32,17	32,17	32,2	32,2	32,2	32,17
Pvb (замерить на плане скоростей для каждого положения мех-ма)	мм	0	63,57	40,4	0	40,4	63,57
ab (замерить на плане скоростей для каждого положения мех-ма)	мм
Линейные, абсолютные скорости точек
VA = щ·OA	м/с	6,75	6,75	6,75	6,75	6,75	6,75
Расчёт масштаба скоростей
µV = VA/Pva	м/с/мм	0,21	0,21	0,21	0,21	0,21	0,21
VВ =Pvb·µV	м/с	0	13,34	8,47	0	8,47	13,34
Относительная скорость
VAВ=ab·µV	м/с
Угловая скорость
щАВ=VAB/AB	рад/сек

Размещено на Allbest.ru