Проектирование рычажного механизма - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Проектирование рычажного механизма

Определение структуры, степени подвижности и класса рычажного механизма. Построение планов положений механизма и повернутых планов скоростей. Индикаторные диаграммы. Определение сил, действующих на поршни. Построение графика моментов сил сопротивления.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Теория механизмов и машин (ТММ) ? наука об общих методах исследования свойств механизмов и машин и проектирования их схем. Курс ТММ входит в общетехнический цикл дисциплин, формирующих знания инженеров по конструированию, изготовлению и эксплуатации машин.
Важность курса теории механизмов машин для подготовки инженеров-конструкторов, проектирующих новее механизмы и машины, очевидна, так как общие методы синтеза механизмов, излагаемые в курсе, дают возможность не только находить параметры механизмов по заданным кинематическим и динамическим свойствам, но и определять их оптимальные сочетания с учетом многих дополнительных условий.
Большое значение курс ТММ имеет и для подготовки инженеров-механиков по технологии изготовления и эксплуатации машин, так как знание видов механизмов и их кинематических и динамических свойств необходимо для ясного понимания принципов работы отдельных механизмов и их взаимодействие в машинах.
В курсовом проекте решается комплексная задача проектирования и исследования взаимосвязанных механизмов, которые являются составными частями машины.
Пояснительная записка содержит два раздела:
- проектирование рычажного механизма по коэффициенту неравномерности движения;
- силовой расчет рычажного механизма с учетом динамических нагрузок;
Графическая часть включает два листа формата А1 (построение описано в разделах 1 и 2 пояснительной записки);
1. Проектирование рычажного механизма по коэффициенту неравномерности движения
1.1 Определение структуры, степени подвижности и класса механизма
Структура данного механизма имеет следующий вид:
Степень подвижности механизма вычислим по формуле Чебышева:
где k число подвижных звеньев, k=5;
p 1 число одноподвижных кинематических пар, p 1 =7;
p 2 - число двухподвижных кинематических пар, p 2 =0.
Класс механизма определяется классом наивысшей группы Ассура. Таким образом, данный механизм является механизмом второго класса.
1.2 Построение планов положений механизма и повёрнутых на планов скоростей
Отрезок, изображающий на чертеже длину кривошипа OA, принимаем равным 40 мм.
Тогда масштабный коэффициент для плана положений:
Определяем длины звеньев на чертеже с учётом масштабного коэффициента:
Методом засечек строим 12 положений механизма.
Рассмотрим построение плана скоростей для нулевого положения. Линейные скорости точек A и С определим по формуле:
где угловая скорость звена 1, рад/с;
где частота вращения звена AC, об/мин; =450 об/мин.
Скорости точек A и С изобразим в виде векторов и , длины которых примем равными по 40 мм. Масштабный коэффициент будет
Скорости точек B и D определим из векторных уравнений:
Здесь и известны по величине и направлению. Относительные скорости и представляют собой вектора, проходящие параллельно звеньям AB и CD через точки a и с соответственно.
Абсолютные скорости точек B и D изображаются векторами, проходящими через полюс плана скоростей, перпендикулярно OB и OD соответственно. Пересечение проведённых направлений определяет положение точек B и D.Cкорости точек S 2 и S 4 найдём, отложив на отрезках ab и cd точки S 2 и S 4 на расстоянии части векторов ab и cd и соединив их с полюсом плана скоростей. Получаем вектора и .
Скорости точек определяются умножением соответствующего вектора на масштабный коэффициент:
Определим угловые скорости звеньев для нулевого положения:
Аналогично определяем скорости для всех положений механизма. Вычисленные значения скоростей и угловых скоростей заносим в таблицу 1.
Таблица 1Определение скоростей точек механизма
1.2.1 Построение индикаторных диаграмм и определение сил, действующих на поршни
Индикаторные диаграммы строим на первом листе согласно таблице 2
Таблица 2 Зависимость давления газа в цилиндре от перемещения поршня
Движущей силой, действующей на поршень двигателя внутреннего сгорания, является сила давления паров, образующихся при сгорании паров топлива в камере сгорания:
Рассмотрим рабочий процесс двигателя. В верхнем крайнем положении поршня начинается процесс горения топлива, поступившего в цилиндр в виде паров при всасывании. Образующиеся при горении топлива газы давят на поршень, перемещая его вниз. Дальнейшее перемещение поршня сопровождается расширением газа и уменьшением давления. Перемещение поршня от ВМТ до НМТ соответствует такту расширения (рабочий ход).
В положении поршня, близком к НМТ, открывается выхлопной клапан. Отработанный газ, давление которого на поршень выше атмосферного, через открытый выхлопной клапан будет выходить в атмосферу.
Поршень из нижнего крайнего положения будет перемещаться вверх под действием кинетической энергии, сообщенной кривошипно-шатунному механизму во время такта выталкивания отработанного газа.
Третий ход поршня носит название хода всасывания. Открывается всасывающий клапан и при движении поршня вниз происходит всасывание горючей смеси.
Четвертый такт называется тактом сжатия. При движении поршня вверх всасывающий клапан закрывается, и в дальнейшем происходит сжатие всосанного воздуха или горючей смеси. На этом этапе цикл рабочего процесса заканчивается, после чего происходит повторение тактов. Полный цикл работы машины совершается за два оборота кривошипа.
Для определения воспользуемся таблицей 3.
Для того, чтобы найти силы, действующие на рабочее звено в каждом положении, сначала необходимо найти давление для каждого из положений механизма:
где , соответственно давление в цилиндрах B и D для каждого положения, взятое в долях от ;
максимальное давление в цилиндрах, МПа.
По заданию МПа. Значение и берём из индикаторной диаграммы.
Площади цилиндров определим по формулам:
Производим аналогичные расчеты для всех положений. Результаты заносим в таблицу 4:
1.3 Построение графика моментов сил сопротивления и движущих сил, приведённых к ведущему звену, в зависимости от угла поворота для цикла установившегося движения и .
Для нахождения приведённого момента движущих сил необходимо определить приведённую силу.
На повёрнутых планах скоростей к центрам тяжестей звеньев приложим силы тяжести G 2 , G 3 , G 4 и G 5 , к точкам B и D силы, действующие на поршни, к точке A, перпендикулярно звену OA приведённую силу, которую направим по движению ведущего звена.
Силы тяжести каждого звена механизма определим по формуле:
ускорение свободного падения, м\с 2 .
Величину приведенной силы определим из условия равенства работы приведенной силы и всех других активных сил, действующих на механизм:
где h 2 , h 3 , h 4 , h 5 , h B , h D , h пр - расстояние от полюса до линии действия соответствующей силы.
Аналогично вычислим и для остальных положений. Результаты занесём в таблицу 5.
По полученным значениям строим график движущих моментов. Примём масштабные коэффициенты:
1.4 Построение диаграммы работ методом графического интегрирования
Путём графического интегрирования графика строим график работы сил сопротивления .
1.5 Построение диаграммы работ сил сопротивления
Чтобы получить график, достаточно соединить прямой линией начало и конец диаграммы.
1.6 Построение диаграммы методом графического дифференцирования диаграммы
Методом графического дифференцирования диаграммы строим диаграмму в тех же координатах, что и диаграмма .
Масштабный коэффициент будет равен:
где полюсное расстояние для графического интегрирования, мм.
1.7 Построение графика изменения кинетической энергии
Строим диаграмму избыточных работ или приращённой кинетической энергии . Для этого из ординат вычитаем ординаты .
1.8 Построение графика приведённого к ведущему звену момента инерции механизма в зависимости от угла поворота звена
Учитывая, что первое звено движется вращательно, второе и четвёртое плоско-параллельно, третье и пятое поступательно, формула для вычисления приведённого к ведущему звену момента инерции будет иметь вид:
Тогда момент инерции для нулевого положения:
Аналогично определяем для остальных положений механизма. При этом пользуемся таблицей 1.
Вычисленные значения заносим в таблицу 6.
Таблица 6 Значении приведенного момента инерции
Для построения графика приведённого к ведущему звену момента инерции данного механизма ось ординат направим горизонтально, т.е. стоим график повернутый на .
1.9 Построение диаграммы «энергия-масса»
Диаграмма «энергия-масса» строится путём графического исключения параметра из графиков и , т.е. построение идёт по точкам, полученным при пересечении линий переноса ординат точек соответствующих положений механизма кривых и . График имеет вид замкнутой кривой.
1.10 Определение момента инерции маховика, обеспечивающего вращение звена приведения с заданным коэффициентом неравномерности движения при установившемся режиме работы
Для определения величины момента инерции необходимо провести касательные к графику «энергия-масса» под углами и к оси абсцисс, тангенсы которых определяем по формулам:
Искомый момент инерции найдём из выражения:
1.11 Определение геометрических размеров маховика
К геометрическим размерам маховика относят диаметр и ширина обода маховика. Из конструктивных соображений примём ширину обода маховика .
где удельная масса материала маховика ( ).
2. Силовой расчёт рычажного механизма с учётом динамических нагрузок
Так как частота вращения ведущего звена постоянна (), то точки A и C имеют только нормальное ускорение
Выбираем масштабный коэффициент таким, чтобы вектор, изображающий ускорение точки А, был в пределах 50..150 мм.
Примем длину вектора а = с =50 мм, тогда
Из произвольной точки строим вектора и . Эти вектора направлены к центру вращения, т.е. они направлены от точек A и C к точке O, параллельно звену AC.
Ускорение точек B и D определяются системой векторных уравнений:
где , нормальные ускорения в относительном движении, направленные от B к А и от D к С соответственно;
, тангенциальные ускорения в том же движении, направленные перпендикулярно звеньям AB и CD соответственно.
Здесь вектор известен по величине и направлению. Определим величины векторов и . Так как , , то
Через и проводим прямые в направлениях векторов и , то есть перпендикулярно звеньям AB и CD. Через полюс плана проводим прямую, параллельную ВО. На пересечении этих прямых получаем точки и . Полученные отрезки и соответствуют полным ускорениям точек В и D.
2.2 Определение инертных нагрузок звеньев
Силы инерции звеньев определим по формуле:
Для звеньев 2 и 4 определим расстояние от центров тяжести до точки качания, приняв за точки подвеса точки A и C.
Определение положения точки качения рассмотрим на примере 2-го звена.
На построенном в масштабе звена 2 откладываем расстояние от точки . Получаем точку .
Решим уравнение графически. Для этого через точку проводим прямую, параллельную ускорению , а через точку прямую параллельную ускорению . Через точку пересечения этих прямых проводим прямую, параллельную ускорению и противоположно направленную. Это и будет линия действия силы .
2.3 Определение реакций в кинематических парах и уравновешивающей силы
Выполним силовой анализ группы Ассура, состоящий из 2 и 3 звеньев.
Вычерчиваем группу Ассура 2, 3 в масштабе и прикладываем все действующие силы. Отброшенные связи заменим реакциями и . Реакцию раскладываем на составляющие и .
Запишем уравнение равновесия группы:
В этом уравнении неизвестны три силы: , и . определим из уравнения моментов всех сил относительно точки A:
Построим план сил, приняв масштабный коэффициент .
Выполним силовой анализ Ассура 4, 5. Вычерчиваем группу Асcура. Отброшенные связи заменяем реакциями и . Реакцию раскладываем на составляющие и .
Реакцию определим из уравнения моментов относительно точки C:
Выполним силовой расчёт ведущего звена, вычерчивая его в масштабе , и в соответствующих точках прикладываем все силы. уравновешивающую силу прикладывают к точке A перпендикулярно AC, учитывая , . Составим векторное уравнение равновесия:
2.4 Определение уравновешивающей силы по методу Н. Е. Жуковского
В произвольном масштабе строим повернутый план скоростей и в соответствующих точках прикладываем внешние силы инерции звеньев. Составим уравнение моментов всех сил относительно полюса:
1 . Сенькова Е.Л. Теория механизмов и машин: Пособие по курсовому проекту. Гомель: БелГУТ, 2000. 42 с.
2. Секерин Е.В., Терешко Ю.Д. Учебно-методическое пособие к курсовой работе по ТММ. Гомель: БелИИЖТ, 1979. 31 с.
3. Теория механизмов и машин. / Под ред. Н.В. Алехновича. Мн.: Высшая школа, 1998. 250 с.
4. Попов С.А., Тимофеев Т.А. Курсовое проектирование по ТММ. М.: Высшая школа, 1998. 350 с.
5. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1988.639с.
Структурное и кинематическое исследование рычажного механизма. Построение кинематической схемы, планов скоростей и ускорений. Силовой расчет рычажного механизма. Определение сил, действующих на звенья механизма. Замена сил инерции и моментов сил. курсовая работа [32,9 K], добавлен 01.12.2008
Структурный анализ рычажного и кулачкового механизмов. Построение планов положений звеньев механизма, повернутых планов скоростей, приведенного момента инерции. Синтез кулачкового механизма, построение профиля кулачка и графика угла давления механизма. курсовая работа [1,3 M], добавлен 03.03.2013
Использование рычажного пресса для изготовления изделий из порошковых материалов. Построения планов положений механизма. Построение планов скоростей. Определение реакций в кинематических парах. Синтез зубчатого механизма. Синтез планетарного редуктора. курсовая работа [493,3 K], добавлен 23.05.2015
Структурная схема плоского рычажного механизма. Анализ состава структуры механизма. Построение кинематической схемы. Построение плана положений механизма и планов скоростей и ускорений относительно 12-ти положений ведущего звена. Силовой анализ механизма. курсовая работа [642,2 K], добавлен 27.10.2013
Схема рычажного механизма. Классификация кинематических пар. Определение степени подвижности механизма. Синтез механизма. Силовой расчёт рычажного механизма. Определение силы полезного сопротивления. Определение сил инерции и моментов сил инерции звеньев. курсовая работа [2,3 M], добавлен 10.01.2009
Структурный анализ шарнирно-рычажного механизма. Построение планов положений, скоростей и ускорений. Диаграмма перемещения выходного звена механизма, графическое дифференцирование. Силовое исследование механизма. Проектирование кулачкового механизма. курсовая работа [528,0 K], добавлен 20.01.2015
Кинематический анализ и синтез рычажного механизма по коэффициенту неравномерности. Построение планов положений механизма. Определение приведенной силы сопротивления. Определение момента инерции маховика. Силовой расчет диады и кривошипа, простой ступени. курсовая работа [377,2 K], добавлен 02.06.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проектирование рычажного механизма курсовая работа. Производство и технологии.
Дипломная работа по теме Учет труда и заработной платы на промышленном предприятии
Реферат: Death And Dying In A Prayer For
Курсовая работа по теме Современный рынок труда Соединенных Штатов Америки
Контрольная работа: Находка, клад и приобретение на них права собственности
Мини Сочинение Про Город Туймазы
Аргументы Эссе Общество Два Примера Откуда Брать
Как Научиться Писать Эссе На Английском
Доклад: Политическая система общества
Алгебра 7 Класс Кузнецова Контрольные Работы Онлайн
Оформление Курсовой По Госту Онлайн
Эссе Что Влияет На Воспитание Современных Детей
Реферат: Состояние энергетики. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная работа: Теория двойственности в задачах линейного программирования. Скачать бесплатно и без регистрации
Внешняя Политика Петра I Сочинение
Дипломная работа по теме Лишение свободы как вид наказания
Курсовая работа по теме Разработка программного обеспечения автоматизации процессов оптовой продажи металлопроката и учета задолженностей по приложениям
Реферат по теме Тепловидение
Автомобильная Промышленность Реферат
Написание Курсовых По Психологии
Гост Рамки Для Курсовых Работ Скачать
Аудит добавочного капитала - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Задержание лица, совершившего преступление - Государство и право курсовая работа
Японская кухня - Кулинария и продукты питания курсовая работа