close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

/ Посмотреть

код для вставкиСкачать
1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Курсовой проект по дисциплине «Теория механизмов и машин»
состоит из графической части объемом 3 листа формата А1 и пояснительной
записки объемом 25 – 30 листов формата А4. Титульный лист к
пояснительной записке оформляется в соответствии с приложением 2.
Графическая часть курсового проекта включает следующие
чертежи.
Лист 1 – структурный, кинематический и силовой анализы рычажного
механизма.
На листе в масштабе 1:1 изображается схема привода механизма и в
масштабе µl схема рычажного механизма. На схеме рычажного механизма
указываются крайние положения ведомого звена и строится диаграмма его
движения; затем выполняется графическое дифференцирование диаграммы с
определением скорости и ускорения точек звена (см. приложение 1). Далее
приводится структурный анализ рычажного механизма и для одного его
положения приводится кинематический и силовой анализ: строятся планы
скоростей, ускорений и силовой. Пример выполнения структурного,
кинематического и силового анализов рычажного механизма приведен в
разделе 3.
Лист 2 – проектирование зубчатой передачи.
На листе приводится профилирование зубьев колеса Z1, геометрия зуба
и зацепление зубчатых колес Z1 – Z2.
Пример проектирования зубчатой передачи дан в разделе 4.
Лист 3 – проектирование кулачковых механизмов.
На листе приводится графическое интегрирование диаграммы
ускорения движения толкателя и профилирование кулачка.
Пример проектирования кулачковых механизмов с роликовым и
плоским толкателем приведен в разделе 5.
В пояснительной записке к курсовому проекту отражаются
следующие вопросы.
По данным чисел зубьев Z1и Z2 определяется передаточное отношение
зубчатой передачи
. Затем определяется угловая скорость вала с
осью О1 ω2, на котором располагаются зубчатое колесо Z2, кривощип О1А и
кулачок:
C-1
C-1
Далее приводится описание структурного, кинематического и силового
анализа согласно примеру (раздел 3).
Проектирование зубчатой передачи на листе 2 сопровождается
соответствующими расчетами в пояснительной записке согласно примеру
(раздел 4).
Аналогично выполняются расчеты и описания при проектировании
кулачкового механизма (см. раздел 5).
Пояснительная записка выполняется на листах формата А4. Первый лист
записки (содержание) имеет большую надпись, а остальные – малую в
соответствии с ГОСТ 2.105-95. В конце пояснительной записки приводится
список использованной литературы.
Для выполнения курсового проекта по дисциплине «Теория механизмов
и машин» рекомендуется следующая литература:
1. Теория механизмов и машин: Учебник для вузов /Под ред. К.В.
Фролова. – М.: Высшая школа, 1987. – 496с.
2. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и
механике машин. – М.: Машиностроение, 1986. – 320с.
3. Безвесельный Е.С. курсовое проектирование по теории механизмов и
машин в примерах. – Харьков: Изд-во ХГУ, 1960. – 523с.
4. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. – М.:
Машиностроение, 1975. – 612 с.
5. Козловский М.З., Евграфов А.Н., Семёнов Ю.А. и др. Теория
механизмов и машин: Учебное пособие. – М.: Издат. центр
«Академия», 2008. – 326 с.
6. Матвеев Ю.А. Теория механизмов и машин: Учебное пособие. – М.:
Высшее образование, 2009. – 294 с.
7. Левитская О.Н. Курс теории механизмов и машин: Учебник для втузов.
– М.: Высшая школа, 1985. – 345 с.
8. Попов С.А. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин:
Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2002. – 288 с.
9. Смелягин А.И. Теория механизмов и машин: Учебное пособие. – М.:
Инфра-М, 2002. – 308 с.
10. Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. – М.: Высшая школа,
1973. – 336 с.
11. Юдин В.А., Петрокас Л.В. Теория механизмов и машин. – М.: Высшая
школа, 1977. – 342 с.
2. ПРИМЕР СТРУКТУРНОГО, КИНЕМАТИЧЕСКОГО И СИЛОВОГО
АНАЛИЗОВ РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА
2.1. Структурный анализ рычажного механизма
Целью структурного анализа механизмов является:
 определение видового и количественного состава механизмов:
подвижных звеньев, кинематических пар, цепей;
 выделение и классификация подвижных звеньев, кинематических пар,
кинематических цепей, структурных групп, механизмов;
 определение числа степеней свободы (подвижности) механизма.
Далее приводится пример структурного анализа шарнирного
шестизвеника с ползуном. На рис.2 приведена кинематическая схема
шарнирного шестизвенного механизма с ползуном. В условии задачи даны
длины звеньев , мм; угловая скорость ведущего звена ,
; начальное
положение ведущего звена α, град.
Рис.2. Кинематическая схема шарнирного шестизвенника с ползуном
Пронумеруем звенья и дадим им названия: 1 – стойка;
2 – кривошип; 3 – шатун; 4 – коромысло; 5 – шатун; 6 – ползун.
Приведём структурную схему механизма (рис.4), также выделим и
охарактеризуем кинематические пары (КП) (табл.2).
Рис. 4. Структурная схема шестизвенника с ползуном
Таблица 2
Кинематические пары механизма
Данная структурная схема представляет собой сложную замкнутую
кинематическую цепь, так как звено 4 образует с другими звеньями три
кинематические пары.
Определим степень подвижности механизма по формуле Чебышева
W- Зп-2р5-р4= 1,
где п = 5 – число подвижных звеньев;
р5 = 7 – число кинематических пар 5-го класса;
р4 = 0 – число пар 4-го класса.
Положение любой точки звеньев механизма определяется заданием
одного параметра, например угла поворота ведущего звена.
Расчленим заданный механизм на структурные группы Ассура и
первичный механизм в порядке, обратном образованию механизма (рис. 3).
Группа 5-6
Группа 3-4
Механизм 1-го класса
Рис. 3. Строение механизма по структурным группам
Таким образом, был рассмотрен шестизвенный механизм класса 2-го
порядка с W= 1.
2.2. Определение скоростей точек рычажного механизма с помощь плана
скоростей
Кинематический анализ механизма, как правило, начинается с
построения плана положения механизма в масштабе. Последовательность
построения плана положения механизма может быть следующей:
 Используя исходные данные, выбираем масштаб длины, например
= 2 м/мм.
Под масштабом той или иной величины понимается отношение этой
величины к отрезку, который её изображает на чертеже.
Размерность масштаба:
= [м/мм] - масштабный коэффициент
длины.
 Откладываем в масштабе отрезок O1O2 (положение стоек механизма).
 Под углом = 60° в масштабе откладываем отрезок 01А.
 Из точки А в масштабе делаем засечку радиусом АВ, а из точки О2 засечку радиусом O2В. Точка пересечения засечек - это точка В.
По исходным данным точка С находится посредине отрезка O2В.
 Из точки С радиусом CD в масштабе делаем засечку до пересечения с
горизонталью, получаем точку D (положение ползуна).
 Оформляем схему механизма.
 Если построить ряд последовательных положений ведущего звена (4,
8, 12, 16...) и на одном и том же чертеже изобразить планы положений
остальных звеньев механизма, то можно построить траекторию
любой точки механизма (рис. 4). Методика и пример построения
траектории движения точек ведомого звена механизма приведены в
приложении 1.
В курсовом проекте необходимо по положениям конечного звена в
графической части, посвященной структурному, кинематическому и
силовому анализу рычажного механизма, построить траекторию его
движения. Далее, используя метод графического дифференцирования,
определить скорость и ускорение точек этого звена (cм. приложение 1).
Рис. 4. План положений проектируемого механизма
Планом скоростей механизма называют чертеж, на котором изображены
в виде отрезков векторы, равные по модулю и направлению скоростям
различных точек механизма в данный момент. План скоростей для
механизма является совокупностью нескольких планов скоростей для
отдельных звеньев, у которых полюса планов рv являются общей точкой —
полюсом плана скоростей механизма.
Рассмотрим построение плана скоростей для одного из положений
механизма (рис. 4), например, первого. Для этого нужно вспомнить теорему о
скоростях точек плоской фигуры из курса теоретической механики, которая
читается следующим образом.
Скорость любой точки плоской фигуры равна геометрической сумме
скорости полюса и скорости искомой точки относительно полюса.
Составим векторное уравнение согласно этой теореме для всех точек механизма, начиная с точки А:
;
= 0;
.
Скорость
направлена по касательной к траектории вращения точки А
вокруг О1, т.е. перпендикулярно звену O1A.
Скорость точки В определяется так:
Для определения скорости точки C используем положение о подобии
отрезков на плане скоростей и плане механизма:
O2B/O2C = PvB/PvC;
Для точки D:
PvC = PvBO2C/O2B.
где Dx - точка на неподвижной направляющей.
Согласно составленным векторным уравнениям выполняем построение
плана скоростей (рис. 5), начиная со скорости А. Зная скорость vA =
40-60 = 2400 мм/с, принимаем масштаб плана скоростей
= 25
([(мм/с)/мм], т.е. в 1 мм чертежа содержится 25 мм/с единиц скорости).
Численные значения скоростей всех искомых точек определяются из
плана скоростей. Замеряя длины векторов скоростей точек на плане
скоростей, умножая их на масштаб плана скоростей, получим искомые
значения скоростей:
где (PvB), (Pvc), (Pv d), (ba) u (dc) - длины векторов скоростей
соответствующих точек звеньев механизма, взятые с плана скоростей;
– масштаб плана скоростей.
Угловые скорости звеньев определяются следующим образом:
Здесь vBA – скорость точки В относительно A, vBA = (РVBA), (PVBA) - скорость
точки В относительно А, взятая с плана скоростей.
Рис. 5. План скоростей механизма
Построенный план скоростей и полученные значения скоростей
соответствуют положению механизма только в определённый момент
времени.
2.3. Определение ускорений точек рычажного механизма с помощью
плана ускорений
Чертёж, на котором изображены в виде отрезков векторы, равные по
модулю и направлению ускорениям различных точек звеньев механизма в
данный момент, называют планом ускорений механизма.
Рассмотрим построение плана ускорений на примере шарнирного
шестизвенника с ползуном. Сформулируем теорему об ускорениях точек
плоской фигуры.
Ускорение любой точки плоской фигуры равно геометрической сумме
ускорения известной точки (полюса) и ускорения искомой точки во
вращательном движении фигуры вокруг полюса. Составим векторные
уравнения, согласно этой теореме, для всех точек механизма.
Для точки А:
где
= 0 – скорость неподвижной точки O1.
Касательное ускорение
, для ведущего звена также равно нулю, так
как это звено вращается с постоянной угловой скоростью.
Нормальное ускорение
определяется
по
направлено от точки А к точке О1, и
следующей
формуле:
Для точки B:
Ускорение точки С находим, используя положение о подобии отрезков
на плане скоростей и плане механизма:
Для точки D:
Для построения плана ускорений (рис. 6), зная нормальные
компоненты ускорений точек механизма, принимаем масштаб плана
ускорений
= 1 ([(м/с2)/мм], т.е. в 1 мм чертежа содержится 1 м/с2 единиц
ускорения).
После построения плана ускорений можно определить численные
значения ускорений:
Здесь (PaВ), (РаС) и т.д. - длины векторов ускорений точек звеньев
механизма соответственно В, С и так далее, взятые с плана ускорений,
масштаб плана ускорений.
Теперь можно вычислить угловые ускорения звеньев:
В некоторых рычажных механизмах возможен вариант, когда точка
совершает сложное движение при вращательном переносном движении. В
этом случае необходимо ещё учитывать ускорение Кориолиса.
Рис. 6. План ускорений механизма
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа