Силовой анализ рычажного механизма - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Силовой анализ рычажного механизма

Построение 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.


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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
1.2 Определение недостающих размеров
1.3 Определение скоростей точек механизма
1.5 Построение диаграмм движения выходного звена
1.6 Определение угловых скоростей и ускорений
1.7 Определение скоростей и ускорений центров масс звеньев
1.8 Определение относительных угловых скоростей звеньев
2. Силовой анализ рычажного механизма
2.1 Определение сил инерции сил тяжести
2.5 Определение уравновешенной силы методом Жуковского
2.7 Определение кинетической энергии и приведённого момента инерции механизма
3. Проектирование и кинематическое исследование зубчатой передачи и планетарного редуктора
3.1 Геометрический расчёт зубчатой передачи
3.2 Синтез и анализ планетарного механизма
3.2.1 Синтез планетарного редуктора
3.2.2 Построение плана скоростей и частот вращения звеньев комбинированного зубчатого механизма
4. Синтез и анализ кулачкового механизма
4.2 Выбор минимального радиуса кулачка
4.4 Максимальные значения скорости, ускорения толкателя
В механизмах привода долбежных станков используется механизм, обеспечивающий главное возвратно-поступательное движение резания. Основная масса механизмов использующихся в данных станках это кривошипно-кулисные механизмы. Они обеспечивают заданную скорость рабочего хода и повышенную скорость холостого хода. Расчёт и проектирование данных механизмов является важным этапом в образовании инженера.
В курсе предмета «Теория машин, механизмов и манипуляторов» получаются навыки расчёта механизмов машин. Комплексным подходом к закреплению полученных знаний является выполнение курсового проекта по данному курсу. В курсовом проекте осуществляется синтез и расчёт кулисного механизма, построение и расчёт зубчатого зацепления и кулачкового механизма. При выполнении работы используются все знания, полученные за курс предмета.
Коэффициент производительности K=1,77
Механизм состоит из пяти подвижных звеньев: кривошипа 1, кулисного камня 2, кулисы 3, шатуна 4, ползуна 5 и неподвижной стойки 0.
Все звенья, соединяясь между собой, образуют семь одноподвижных кинематических пар, из них пять вращательные в точках О 1 , О 2 , А, В, С и две поступательных ? в точках А', С 0 .
По формуле Чебышева определяем степень подвижности механизма:
где К = 5 ? число подвижных звеньев в механизма;
Р 1 = 7 ? число одноподвижных кинематических пар;
Разлагаем механизм на механизм I класса и структурные группы (см. рис. 1.2).
Записываем формулу строения механизма и определяем его класс и порядок: (0,1) I > (2,3) II,2 > (4,5) II,2.
По классификации И.И. Артоболевского механизм является механизмом второго класса, второго порядка.
1.2 Определение недостающих размеров и построение планов механизма
Определим недостающие размеры исходя из того, что в крайних положениях механизма кривошип 1 перпендикулярен кулисе 3.
По заданному коэффициенту производительности определим угол , дополняющий угол холостого хода до 180 о .
Из треугольника O 2 AO 1 определим длину кривошипа O 1 А:
Из треугольника O 2 B' 0 B 0 определим длину части кулисы O 2 В:
Из конструктивных соображений принимаем длину звена 4 а длину кулисы .
Выбираем масштабный коэффициент построений К L =0,0025 м/мм и строим два крайних положения кулисы 3.
Из условия ц р ? 180 0 и сообразуясь с заданным направлением вращения кривошипа определяем начальное крайнее положение механизма и методом засечек строим 12 планов положений всех звеньев.
Длины звеньев в выбранном масштабе:
Определяем угловую скорость кривошипа по формуле:
где n кр ? частота вращения кривошипа, мин -1 .
Определяем линейную скорость точки А ? конца кривошипа по формуле:
Выбираем масштабный коэффициент плана скоростей:
где V A ? линейная скорость точки А, м/с;
а - отрезок, изображающий скорость точки А на плане скоростей, мм.
Из полюса плана скоростей (см. граф. часть) перпендикулярно кривошипу в направлении его вращения, отрезком а = 43,75 мм изображаем скорость точки А.
Для определения скорости внутренней точки А / диады II (23) составляем систему двух векторных уравнений, выражая скорость точки А / через известные скорости внешних точек А и О 2 (= 0 м/с):
где относительная скорость точки А / кулисы 3 в поступательном движении относительно точки А на камне 2;
скорость точки А' во вращательном движении относительно центра вращения О 2 .
Решаем систему уравнений графически и определяем скорость точки А / по величине:
скорость точки А / во вращательном движении относительно центра вращения О 2 .
Для первого положения механизма имеем:
Скорость точки В определяем по свойству подобия:
Для первого положения механизма имеем:
Для определения скорости внутренней точки С диады II (4?5) составляем систему двух векторных уравнений, выражая скорость точки через известные скорости внешних точек В и С 0
где - относительная поступательная скорость точки С относительно точки С 0 ;
? относительная вращательная скорость точки С относительно точки В.
Решаем систему векторных уравнений графически и определяем скорость точки С:
Для первого положения механизма имеем:
Значения скоростей точек в остальных положениях запишем в табл. 1.1.
Таблица 1.1. ? значения скоростей точек механизма.
Определяем ускорения точки А на кривошипе при условии, что щ 1 = const:
Выбираем масштабный коэффициент плана ускорений Ка:
где a А ускорение точки А, м/с 2 ;
a отрезок, изображающий ускорение a А точки А на плане ускорений, мм.
Из полюса плана ускорений (см. граф. часть) параллельно кривошипу по направлению от точки А к центру вращения О 1 отрезком изображаем ускорение a А ? точки А.
Для определения ускорения внутренней точки А / диады II (23) составляем систему двух векторных уравнений, выражая неизвестное ускорение точки А / через известные ускорения внешних точек А и О 2 (= 0м/с 2 ):
где ускорение Кориолиса, между точками А / и А, лежащими на разных звеньях, которые обладают общей угловой скоростью и движутся относительно друг друга;
относительное касательное ускорение в поступательном движении внутренней точки диады А / относительно внешней точки А.
относительное нормальное ускорение точки А / во вращательном движении относительно точки О 2 ;
относительное касательное ускорение точки А / во вращательном движении относительно точки О 2 ;
Величину относительного нормального ускорения определяем по формуле:
Величину кориолисова ускорения определяем по формуле:
Направление кориолисова ускорения определяется поворотом на 90 0 вектора относительной скорости в сторону вращения кулисы.
Теперь решаем систему векторных уравнений графически.
Ускорение точки В - звена определяем по свойству подобия:
Для определения ускорения внутренней точки С диады 4-5 составляем систему двух векторных уравнений
где - относительное нормальное ускорение точки C во вращательном движении относительно точки B, направлено по звену BC от точки C к точке B.
- относительное касательное ускорение во вращательном движении точки C относительно точки B, направлено перпендикулярно звену BC.
- касательное ускорение точки C в поступательном движении относительно стойки и направлено параллельно направляющей ползуна Y-Y.
Длина вектора нормального ускорения:
Решаем систему уравнений графически. Для этого из конца вектора p a b (из точки b) на плане ускорений параллельно звену BС и по направлению от точки C к точке B откладываем вектор , изображающий в масштабе нормальное ускорение точки C относительно точки B. Через конец вектора нормального ускорения (через точку ) перпендикулярно к вектору проводим касательное ускорение .
Так как ускорение = 0, следовательно, находится в полюсе p a плана ускорений, то касательное ускорение точки C в поступательном движении относительно стойки проводим из полюса p a параллельно направляющей ползуна до пересечения с касательным ускорением . Точка пересечения c и будет концом вектора p a c абсолютного ускорения точки c.
Значения ускорений в оставшихся положениях механизма запишем в табл. 1.2.
Таблица 1.2. ? значения ускорений точек механизма.
1.5 Построение диаграмм движения выходного звена
Диаграммы строим на основе плана механизма, методом прямого дифференцирования. Масштабные коэффициенты:
где x t ? длина отрезка на оси абсцисс, изображающая время одного оборота кривошипа, мм;
1.6 Определение угловых скоростей и ускорений
Угловые скорости и ускорения определим для первого положения механизма:
Направление угловых скоростей и ускорений указывают векторы относительных скоростей и относительных тангенциальных ускорений, если их перенести в соответствующие точки механизма.
1.7 Определение скоростей и ускорений центров масс звеньев.
Скорости и ускорения центров масс звеньев определим из плана скоростей и плана ускорений для первого положения механизма.
Vs' 3 = Pvs' 3 Kv =11,13*0,04=0,44 м/с,
Vs” 3 = Pvs” 3 Kv =13,6*0,04=0,544 м/с,
Vs 4 = Pvs 4 Kv =19,45*0,04=0,778 м/с.
1.8 Определение относительных угловых скоростей звеньев
Относительные угловые скорости звеньев, образующих вращательную пару, определим по формуле:
Знак “+” ставится при разном направлении угловых скоростей звеньев, а “?” при одинаковом направлении.
щ 1 3 = щ 1 - щ 3 =11,51-1,978=9,532с -1 ,
щ 34 = щ 3 + щ 4 =1,978+0,543=2,521с -1
2. Силовой расчет рычажного механизма
диаметр цапф вращательных пар, d Ц =40 мм;
Следующей изображаем диаду II (23) со всеми приложенными к ней силами (см. граф. часть).
Действие отброшенных звеньев заменяем действием реакций связей R 21 и R 3 0 , которые требуется определить. Действие отброшенного звена 4 на третье звено известно: реакция R 34 равна по величине и противоположно направлена реакции R 43 , которая уже определена из плана сил диады II (45).
Составляем условие равновесия диады II (23):
Уравнение содержит три неизвестные, поэтому составляем дополнительно уравнения моментов сил относительно внутренней точки диады O 2 для определения модуля реакции .
Уравнение моментов сил, действующих на третье звено:
Теперь уравнение равновесия содержит два неизвестных, следовательно, графически оно решается. Строим план сил диады II (23) по уравнению её равновесия.
Выбираем масштабный коэффициент сил:
Силовой расчет кривошипа состоит в поиске реакции стойки на кривошип и уравновешивающей силы , имитирующей действие силы со стороны двигателя на кривошип. Реакция R 12 известна, так как .
Реакцию стойки на звено 1 определим из условия равновесия кривошипа:
По уравнению равновесия строим план сил. Масштаб сил Кр = 50Н/мм.
Переносим в соответствующие точки повернутого на 90 0 плана скоростей все приложенные к механизму внешние силы (включая Ру) и силы инерции.
Строим повёрнутый на 90 0 план скоростей, прикладываем к нему все внешние силы, действующие на механизм.
Составляем уравнение моментов относительно полюса Pv и определяем P У :
Кинетическая энергия механизма равна сумме кинетических энергий его звеньев:
3. Проектирование и кинематическое исследование зубчатой передачи и планетарного редуктора
частота вращения электродвигателя, n ДВ = 1360 мин -1
частота вращения кривошипа, n кр = 110 мин -1
коэффициент радиального зазора, С * = 0,25;
угол профиля исходного контура, = 20 0 ;
Коэффициент воспринимаемого смещения: у = 0.
Коэффициент уравнительного смещения: у = 0.
Толщина зуба по делительному диаметру
где аb - длина активной линии зацепления, мм.
Погрешность определения коэффициента зацепления:
Масштабный коэффициент построения картины зацепления.
Определяем общее передаточное отношение привода (рис. 3.1):
Определяем передаточное отношение простой ступени:
Определяем передаточное отношение планетарной ступени:
Запишем формулу Виллиса для определения передаточного отношения планетарного механизма в обращённом движении:
Выразим передаточное отношение через числа зубьев колёс:
Из условия соосности определим неизвестные числа зубьев колес:
Получаем z 1 =55; z 2 =23; z 3 =27; z 4 =51.
Вычерчиваем кинематическую схему зубчатого механизма. Масштабный коэффициент K l =0,002 м/мм.
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Москва. Наука, 1988. - 640 с.
2. А.С. Кореняко и др. Курсовое: проектирование по теории механизмов и машин. Киев “Вища школа”. 1970. 332с.
3. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. Под общей редакцией Г.Н. Девойно. Минск “Вышэйшая школа”, 1986. - 286 с.
4. Теория механизмов и машин. Под редакцией К.З. Фролова. Москва. Высшая школа, 1970. - 412 с.
5. А.А. Машков. Теория механизмов и машин. Минск “Вышэйшая школа”. 1971. - 472 с.
Построение плана механизма. Значения аналогов скоростей. Динамический анализ механизма. Задачи силового исследования рычажного механизма. Определение основных размеров маховика. Синтез кулачкового механизма. Методы определения уравновешивающей силы. курсовая работа [67,6 K], добавлен 12.03.2009
Исследование движения механизма методом построения кинематических диаграмм. Кинетостатический расчет групп Асура. Рычаги Жуковского. Определение приведенного момента инерции и сил сопротивления. Синтез эвольвентного зацепления и планетарных механизмов. курсовая работа [371,2 K], добавлен 08.05.2015
Порядок построения кинематической схемы рычажного механизма по структурной схеме, коэффициенту изменения скорости выходного звена и величине его полного перемещения. Число подвижных звеньев механизма, построение диаграммы перемещения и плана скоростей. курсовая работа [63,4 K], добавлен 11.11.2010
Определение 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 14.02.2016
Закон движения рычажного механизма при установленном режиме работы. Кинематический силовой анализ рычажного механизма для заданного положения. Закон движения одноцилиндрового насоса однократного действия и определение моментов инерции маховика. контрольная работа [27,6 K], добавлен 14.11.2012
Динамический, структурный, кинематический и силовой анализ механизма, построение плана скоростей и ускорений. Выбор расчетной схемы и проектный расчет механизма на прочность. Построение эпюр и подбор сечений звена механизма для разных видов сечений. курсовая работа [118,9 K], добавлен 18.09.2010
Определение сил и моментов, действующих на звенья рычажного механизма и способов уменьшения динамических нагрузок, возникающих во время его действия. Изучение режимов движения механизмов под действием заданных сил. Оценка прочности элементов механизма. курсовая работа [155,6 K], добавлен 24.08.2010
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



Силовой анализ рычажного механизма курсовая работа. Физика и энергетика.
Контрольная Работа Подобие Треугольников 9 Класс
Реферат: Политические права свобода граждан. Скачать бесплатно и без регистрации
Характеристика Прохождения Практики Технической
Реферат: Влияние христианства на развитие государства и права в Киевской Руси
Менеджмент На Английском Сочинение
Реферат по теме Окисно-відновні реакції в аналітичній хімії
Реферат: Наука в системе образования
Дипломная работа: Анализ финансово-экономического состояния предприятия
Компьютер Дипломная Работа
Погрешн.изготов.ин-нта и его размер.износ.
Эссе Чист
Реферат: Взаимосвязь политики и конфликта
Мировое Соглашение В Гражданском Процессе Курсовая
Контрольная работа по теме Кодирование различных типов информации. Состав системного блока
Сочинение Исторический Портрет Ивана Грозного
Сочинение по теме Идейно-композиционное значение сцены в салоне Анны Павловны Шерер в романе "Война и мир"
Курсовая работа по теме Конституційне право зарубіжних країн
Реферат по теме Мониторинг качества математического образования в естественно-техническом лицее
Реферат: Ислам в Золотой Орде
Контрольная работа по теме Микробиология и контроль сахарного производства
Разведение пушных зверей - Сельское, лесное хозяйство и землепользование реферат
Коливання. Слух - Медицина презентация
Легенда о короле Артуре в английской литературе - Литература курсовая работа