Определение параметров и построение расчётной схемы.
Nbsp; Федеральное агентство по высшему и профессиональному образованию Российской Федерации Вологодский государственный технический университет Кафедра: Теория и проектирование машин и механизмов Дисциплина: Прикладная механика Подписано к защите ________ . Принято _________. Защита состоится _________ . Оценка __________ . Руководитель Щекин С. М.
Курсовой проект
Проектирование механизмов машины для усталостных испытаний
КП 100400 0835 016
Исполнитель:________________
Группа: _______
Шифр: __________
Вологда
2008
Содержание:
Задание на курсовой проект
1. Кинематическое исследование механизма машины для усталостных испытаний (лист №1). 3
1.1 Структурный анализ механизма; определение степени подвижности. 3
1.2 Построение плана положений механизма. 3
1.3 Силовой расчет механизма. 14
1.3.1 Определение параметров и построение расчётной схемы. 14
1.3.2 Построение плана сил. 15
1.3.3 Силовой расчет 1-го звена (кривошипа). 16
1.3.4 Определение уравновешивающей силы Py методом рычага Жуковского. 16
2. Синтез кулачкового механизма (лист №2). 17
2.1 Данные для проектирования. 17
2.2 Построение кинематических диаграмм методом графического интегрирования. 17
2.2.1 Построение диаграммы изменения аналога ускорения. 17
|
|
|
2.2.2 Построение диаграммы изменения аналога скорости. 17
2.2.3 Построение диаграммы перемещения. 18
2.3 Определение минимального радиуса профиля кулачка. 18
2.4 Построение профиля кулачка. 19
2.5 Построение диаграммы углов давления кулачка. 20
Список использованной литературы: 21
Кинематическое исследование механизма машины для усталостных испытаний (лист №1).
1.1 Структурный анализ механизма; определение степени подвижности.
Рис. 1. Кинематическая схема.
Исходные данные к листу №1.
nоб/мин= 400 об/мин
lAB= 0,33 м
lBC= 1,4 м
h= 0,34 м
lCD= 0,33 м
lDE= 0,33 м
lBS2= 0,6 м
Pnc= 144 Н
G2= 95 Н
G3= 65 Н
JS= 0,1mili2
Построение плана положений механизма.
Расчет масштабного коэффициента длины ml:
Расчет длин звеньев в соответствии с масштабным коэффициентом:
lAB= 0,33/0,01= 33 мм
lBC= 1,4/0,01= 140 мм
h= 0,34/0,01= 34 мм
lCD= 0,33/0,01=33 мм
lDE= 0,33/0,01=33 мм
lBS2= 0,6/0.01=60 мм
Структурный анализ механизма производим с помощью программы Roberts, в которой строим механизм и импортируем полученный данные в Microsoft Excel.
Рис. 1.
Таблица 1.
| Title: |
|
| ||
| Client: |
|
| ||
| Author: |
|
| ||
| Date: 25.05.2008 |
|
| ||
|
|
|
| ||
| Four Bar | 0 |
| ||
| Joints | ||||
| Nr | x [mm] | y [mm] | ||
| A | 0 | 0 | ||
| B | 0 | 330 | ||
| C | -1400 | 340 | ||
| D | -1400 | 290 | ||
| E | -599,9890946 | 333,6175053 | ||
| Links | Joints | Length [mm] | ||
| Link AD | AD | 1429,720252 | ||
| Link AB | AB | 330 | ||
| Link BCE | BC | 1400,035714 | ||
| Link BCE | BE | 600 | ||
| Link BCE | CE | 800,0363648 | ||
| Link CD | CD | 50 | ||
|
|
|
| ||
| Input A | ||||
| Function | Time [s] | Disp. [°] | ||
| Constant Velocity | 0,150 | 360 000 |
| Acceleration | |||||
| Pos. | Time | Joint C | Joint E | ||
|
| [s] | [mm/sІ] | [mm/sІ] | ||
| 0 | 0 | 6247,024114 | 329141,0243 | ||
| 1 | 0,003 | 81532,22431 | 335245,135 | ||
| 2 | 0,006 | 161628,5036 | 352677,5696 | ||
| 3 | 0,009 | 244705,4933 | 380283,9233 | ||
| 4 | 0,012 | 328557,7415 | 415513,6324 | ||
| 5 | 0,015 | 410706,7471 | 455226,2173 | ||
| 6 | 0,018 | 488520,5431 | 496293,7753 | ||
| 7 | 0,021 | 559339,3147 | 535889,8044 | ||
| 8 | 0,024 | 620596,97 | 571581,0994 | ||
| 9 | 0,027 | 669931,5046 | 601339,6858 | ||
| 10 | 0,03 | 705280,5059 | 623535,0723 | ||
| 11 | 0,033 | 724961,3957 | 636929,0473 | ||
| 12 | 0,036 | 727738,4173 | 640679,3096 | ||
| 13 | 0,039 | 712879,586 | 634353,7508 | ||
| 14 | 0,042 | 680206,6911 | 617957,1759 | ||
| 15 | 0,045 | 630139,9101 | 591973,7377 | ||
| 16 | 0,048 | 563735,6645 | 557430,5455 | ||
| 17 | 0,051 | 482712,1683 | 515990,4639 | ||
| 18 | 0,054 | 389452,1764 | 470082,9061 | ||
| 19 | 0,057 | 286967,8822 | 423069,8846 | ||
| 20 | 0,06 | 178810,6898 | 379383,9353 | ||
| 21 | 0,063 | 68911,29152 | 344384,9027 | ||
| 22 | 0,066 | 38654,65591 | 323373,5098 | ||
| 23 | 0,069 | 139962,6729 | 319427,6533 | ||
| 24 | 0,072 | 231563,5117 | 331458,3608 | ||
| 25 | 0,075 | 310783,1942 | 354821,9997 | ||
| 26 | 0,078 | 375941,2252 | 383894,4941 | ||
| 27 | 0,081 | 426441,1771 | 414029,8966 | ||
| 28 | 0,084
| 462716,0136 | 442120,6808 | ||
| 29 | 0,087 | 486045,2188 | 466413,4866 | ||
| 30 | 0,09 | 498288,9775 | 486144,6353 | ||
| 31 | 0,093 | 501596,6758 | 501203,9192 | ||
| 32 | 0,096 | 498141,1381 | 511869,9134 | ||
| 33 | 0,099 | 489912,026 | 518614,2767 | ||
| 34 | 0,102 | 478580,545 | 521964,0385 | ||
| 35 | 0,105 | 465430,3654 | 522410,4953 | ||
| 36 | 0,108 | 451339,8526 | 520354,4739 | ||
| 37 | 0,111 | 436798,061 | 516079,394 | ||
| 38 | 0,114 | 421939,2296 | 509745,5555 | ||
| 39 | 0,117 | 406585,148 | 501401,1512 | ||
| 40 | 0,12 | 390289,7695 | 491007,4567 | ||
| 41 | 0,123 | 372384,7049 | 478477,4126 | ||
| 42 | 0,126 | 352027,2243 | 463728,4159 | ||
| 43 | 0,129 | 328253,9998 | 446751,617 | ||
| 44 | 0,132 | 300044,0149 | 427701,2513 | ||
| 45 | 0,135 | 266392,9202 | 407007,7934 | ||
| 46 | 0,138 | 226398,7688 | 385515,5174 | ||
| 47 | 0,141 | 179355,8644 | 364631,6495 | ||
| 48 | 0,144 | 124850,0005 | 346436,9882 | ||
| 49 | 0,147 | 62845,48917 | 333634,2451 | ||
| 50 | 0,15 | 6247,024114 | 329141,0243 | ||
|
|
|
|
| ||
| Rotation | |||||
| Pos. | Time | Link AB | Link BCE | ||
|
| [s] | [°] | [°] | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 1 | 0,003 | 7,2 | -0,106495147 | ||
| 2 | 0,006 | 14,4 | -0,424313137 | ||
| 3 | 0,009 | 21,6 | -0,948498416 | ||
| 4 | 0,012 | 28,8 | -1,67094281 | ||
| 5 | 0,015 | 36 | -2,580595772 | ||
| 6 | 0,018 | 43,2 | -3,663728883 | ||
| 7 | 0,021 | 50,4 | -4,904230854 | ||
| 8 | 0,024 | 57,6 | -6,283909566 | ||
| 9 | 0,027 | 64,8 | -7,782781079 | ||
| 10 | 0,03 | 72 | -9,379331282 | ||
| 11 | 0,033 | 79,2 | -11,05074276 | ||
| 12 | 0,036 | 86,4 | -12,77308698 | ||
| 13 | 0,039 | 93,6 | -14,52148914 | ||
| 14 | 0,042 | 100,8 | -16,27027974 | ||
| 15 | 0,045 | 108 | -17,993153 | ||
| 16 | 0,048 | 115,2 | -19,66335674 | ||
| 17 | 0,051 | 122,4 | -21,25394149 | ||
| 18 | 0,054 | 129,6 | -22,73809641 | ||
| 19 | 0,057 | 136,8
| -24,08959544 | ||
| 20 | 0,06 | 144 | -25,28336686 | ||
| 21 | 0,063 | 151,2 | -26,29618262 | ||
| 22 | 0,066 | 158,4 | -27,1074402 | ||
| 23 | 0,069 | 165,6 | -27,69998343 | ||
| 24 | 0,072 | 172,8 | -28,06088456 | ||
| 25 | 0,075 | 180 | -28,18209604 | ||
| 26 | 0,078 | 187,2 | -28,06088456 | ||
| 27 | 0,081 | 194,4 | -27,69998343 | ||
| 28 | 0,084 | 201,6 | -27,1074402 | ||
| 29 | 0,087 | 208,8 | -26,29618262 | ||
| 30 | 0,09 | 216 | -25,28336686 | ||
| 31 | 0,093 | 223,2 | -24,08959544 | ||
| 32 | 0,096 | 230,4 | -22,73809641 | ||
| 33 | 0,099 | 237,6 | -21,25394149 | ||
| 34 | 0,102 | 244,8 | -19,66335674 | ||
| 35 | 0,105 | 252 | -17,993153 | ||
| 36 | 0,108 | 259,2 | -16,27027974 | ||
| 37 | 0,111 | 266,4 | -14,52148914 | ||
| 38 | 0,114 | 273,6 | -12,77308698 | ||
| 39 | 0,117 | 280,8 | -11,05074276 | ||
| 40 | 0,12 | 288 | -9,379331282 | ||
| 41 | 0,123 | 295,2 | -7,782781079 | ||
| 42 | 0,126 | 302,4 | -6,283909566 | ||
| 43 | 0,129 | 309,6 | -4,904230854 | ||
| 44 | 0,132 | 316,8 | -3,663728883 | ||
| 45 | 0,135 | 324 | -2,580595772 | ||
| 46 | 0,138 | 331,2 | -1,67094281 | ||
| 47 | 0,141 | 338,4 | -0,948498416 | ||
| 48 | 0,144 | 345,6 | -0,424313137 | ||
| 49 | 0,147 | 352,8 | -0,106495147 | ||
| 50 | 0,15 | 360 | -2,83889E-14 |
| Angular Velocity | |||
| Pos. | Time | Link AB | Link BCE |
|
| [s] | [rad/s] | [rad/s] |
| 0 | 0 | 41,88790205 | -0,619563652 |
| 1 | 0,003 | 41,88790205 | -1,234276883 |
| 2 | 0,006 | 41,88790205 | -2,449288224 |
| 3 | 0,009 | 41,88790205 | -3,626298725 |
| 4 | 0,012 | 41,88790205 | -4,747578764 |
| 5 | 0,015 | 41,88790205 | -5,796779709 |
| 6 | 0,018 | 41,88790205 | -6,759180467 |
| 7 | 0,021 | 41,88790205 | -7,621796653 |
| 8 | 0,024 | 41,88790205 | -8,373363185 |
| 9 | 0,027 | 41,88790205 | -9,004216781 |
| 10 | 0,03 | 41,88790205 | -9,506115193 |
| 11 | 0,033 | 41,88790205 | -9,872035166 |
| 12 | 0,036 | 41,88790205 | -10,09599198 |
| 13 | 0,039 | 41,88790205 | -10,17292138 |
| 14 | 0,042 | 41,88790205 | -10,09866082 |
| 15 | 0,045 | 41,88790205 | -9,870060902 |
| 16 | 0,048 | 41,88790205 | -9,485249227 |
| 17 | 0,051 | 41,88790205 | -8,944055144 |
| 18 | 0,054 | 41,88790205 | -8,248582955 |
| 19 | 0,057 | 41,88790205 | -7,403891605 |
| 20 | 0,06 | 41,88790205 | -6,418701934 |
| 21 | 0,063 | 41,88790205 | -5,306014259 |
| 22 | 0,066 | 41,88790205 | -4,083491035 |
| 23 | 0,069 | 41,88790205 | -2,773457229 |
| 24 | 0,072 | 41,88790205 | -1,402408743 |
| 25 | 0,075 | 41,88790205 | 2,77556E-14 |
| 26 | 0,078 | 41,88790205 | 1,402408743 |
| 27 | 0,081 | 41,88790205 | 2,773457229 |
| 28 | 0,084 | 41,88790205 | 4,083491035 |
| 29 | 0,087 | 41,88790205 | 5,306014259 |
| 30 | 0,09 | 41,88790205 | 6,418701934 |
| 31 | 0,093 | 41,88790205 | 7,403891605 |
| 32 | 0,096 | 41,88790205 | 8,248582955 |
| 33 | 0,099 | 41,88790205 | 8,944055144 |
| 34 | 0,102 | 41,88790205 | 9,485249227 |
| 35 | 0,105 | 41,88790205 | 9,870060902 |
| 36 | 0,108 | 41,88790205 | 10,09866082 |
| 37 | 0,111 | 41,88790205 | 10,17292138 |
| 38 | 0,114 | 41,88790205 | 10,09599198 |
| 39 | 0,117 | 41,88790205 | 9,872035166 |
| 40 | 0,12 | 41,88790205 | 9,506115193 |
| 41 | 0,123 | 41,88790205 | 9,004216781 |
| 42 | 0,126 | 41,88790205 | 8,373363185 |
| 43 | 0,129 | 41,88790205 | 7,621796653 |
| 44 | 0,132 | 41,88790205 | 6,759180467 |
| 45 | 0,135 | 41,88790205 | 5,796779709 |
| 46 | 0,138 | 41,88790205 | 4,747578764 |
| 47 | 0,141 | 41,88790205 | 3,626298725 |
| 48 | 0,144 | 41,88790205 | 2,449288224 |
| 49 | 0,147 | 41,88790205 | 1,234276883 |
| 50 | 0,15 | 41,88790205 | 0,619563652 |
| Angular Acceleration | |||
| Pos. | Time | Link AB | Link BCE |
|
| [s] | [rad/sІ] | [rad/sІ] |
| 0 | 0 | 0 | -204,9044102 |
| 1 | 0,003 | 1,18424E-12 | -304,9540954 |
| 2 | 0,006 | 0 | -398,6703071 |
| 3 | 0,009 | -3,55271E-12 | -383,0484232 |
| 4 | 0,012 | 2,36848E-12 | -361,7468306 |
| 5 | 0,015 | 4,73695E-12 | -335,2669506 |
| 6 | 0,018 | -5,92119E-12 | -304,1694907 |
| 7 | 0,021 | -2,36848E-12 | -269,0304529 |
| 8 | 0,024 | 3,55271E-12 | -230,4033547 |
| 9 | 0,027 | 0 | -188,7920014 |
| 10 | 0,03 | 5,92119E-12 | -144,6363975 |
| 11 | 0,033 | 0 | -98,312797 |
| 12 | 0,036 | -5,92119E-12 | -50,14770154 |
| 13 | 0,039 | -7,10543E-12 | -0,444807228 |
| 14 | 0,042 | -7,10543E-12 | 50,47674557 |
| 15 | 0,045 | 1,30266E-11 | 102,2352652 |
| 16 | 0,048 | 1,30266E-11 | 154,334293 |
| 17 | 0,051 | 0 | 206,1110454 |
| 18 | 0,054 | -1,30266E-11 | 256,6939231 |
| 19 | 0,057 | -1,30266E-11 | 304,9801702 |
| 20 | 0,06 | 1,30266E-11 | 349,6462244 |
| 21 | 0,063 | 1,30266E-11 | 389,2018164 |
| 22 | 0,066 | 0 | 422,0928384 |
| 23 | 0,069 | -1,30266E-11 | 446,8470487 |
| 24 | 0,072 | -1,30266E-11 | 462,2428714 |
| 25 | 0,075 | 1,30266E-11 | 467,469581 |
| 26 | 0,078 | 1,30266E-11 | 462,2428714 |
| 27 | 0,081 | 0 | 446,8470487 |
| 28 | 0,084 | -2,4869E-11 | 422,0928384 |
| 29 | 0,087 | -2,4869E-11 | 389,2018164 |
| 30 | 0,09 | 2,4869E-11 | 349,6462244 |
| 31 | 0,093 | 2,4869E-11 | 304,9801702 |
| 32 | 0,096 | 0 | 256,6939231 |
| 33 | 0,099 | 0 | 206,1110454 |
| 34 | 0,102 | 0 | 154,334293 |
| 35 | 0,105 | 0 | 102,2352652 |
| 36 | 0,108 | 0 | 50,47674557 |
| 37 | 0,111 | 0 | -0,444807228 |
| 38 | 0,114 | -2,4869E-11 | -50,14770154 |
| 39 | 0,117 | -2,4869E-11 | -98,312797 |
| 40 | 0,12 | 2,4869E-11 | -144,6363975 |
| 41 | 0,123 | 2,4869E-11 | -188,7920014 |
| 42 | 0,126 | 0 | -230,4033547 |
| 43 | 0,129 | 0 | -269,0304529 |
| 44 | 0,132 | 0 | -304,1694907 |
| 45 | 0,135 | 0 | -335,2669506 |
| 46 | 0,138 | 0 | -361,7468306 |
| 47 | 0,141 | -2,4869E-11 | -383,0484232 |
| 48 | 0,144 | -2,4869E-11 | -398,6703071 |
| 49 | 0,147 | 2,4869E-11 | -304,9540954 |
| 50 | 0,15 | 4,9738E-11 | -204,9044102 |
|
|
|
|
|
| Transmission Angle | ||
| Pos. | Time | BCE-CD |
|
| [s] | [°] |
| 0 | 0 | 89,59075139 |
| 1 | 0,003 | 89,48425624 |
| 2 | 0,006 | 89,16643826 |
| 3 | 0,009 | 88,64225298 |
| 4 | 0,012 | 87,91980858 |
| 5 | 0,015 | 87,01015562 |
| 6 | 0,018 | 85,92702251 |
| 7 | 0,021 | 84,68652054 |
| 8 | 0,024 | 83,30684183 |
| 9 | 0,027 | 81,80797031 |
| 10 | 0,03 | 80,21142011 |
| 11 | 0,033 | 78,54000863 |
| 12 | 0,036 | 76,81766441 |
| 13 | 0,039 | 75,06926225 |
| 14 | 0,042 | 73,32047165 |
| 15 | 0,045 | 71,59759839 |
| 16 | 0,048 | 69,92739465 |
| 17 | 0,051 | 68,3368099 |
| 18 | 0,054 | 66,85265498 |
| 19 | 0,057 | 65,50115596 |
| 20 | 0,06 | 64,30738453 |
| 21 | 0,063 | 63,29456877 |
| 22 | 0,066 | 62,4833112 |
| 23 | 0,069 | 61,89076796 |
| 24 | 0,072 | 61,52986683 |
| 25 | 0,075 | 61,40865535 |
| 26 | 0,078 | 61,52986683 |
| 27 | 0,081 | 61,89076796 |
| 28 | 0,084 | 62,4833112 |
| 29 | 0,087 | 63,29456877 |
| 30 | 0,09 | 64,30738453 |
| 31 | 0,093 | 65,50115596 |
| 32 | 0,096 | 66,85265498 |
| 33 | 0,099 | 68,3368099 |
| 34 | 0,102 | 69,92739465 |
| 35 | 0,105 | 71,59759839 |
| 36 | 0,108 | 73,32047165 |
| 37 | 0,111 | 75,06926225 |
| 38 | 0,114 | 76,81766441 |
| 39 | 0,117 | 78,54000863 |
| 40 | 0,12 | 80,21142011 |
| 41 | 0,123 | 81,80797031 |
| 42 | 0,126 | 83,30684183 |
| 43 | 0,129 | 84,68652054 |
| 44 | 0,132 | 85,92702251 |
| 45 | 0,135 | 87,01015562 |
| 46 | 0,138 | 87,91980858 |
| 47 | 0,141 | 88,64225298 |
| 48 | 0,144 | 89,16643826 |
| 49 | 0,147 | 89,48425624 |
| 50 | 0,15 | 89,59075139 |
Построение годографов скоростей и ускорений т. Е (центра тяжести шатуна).
………………………………………….
Силовой расчет механизма.
Определение параметров и построение расчётной схемы.
Силовой расчет проводится для 1-го положения механизма, для этого:
изображаем звено 2 из плана положений, прикладываем в соответствующие точки соответствующие силы.
G2 – сила тяжести 2-го звена.
Pи2 – сила инерции второго звена, направлена против ускорения центра тяжести 2-го звена.
К точке C=S3 приложены силы:
G3 – сила тяжести 3-го звена.
Pи3 – сила инерции 3-го звена, направлена против ускорения центра тяжести 3-го звена.
Pп.с. – сила полезного сопротивления.
R43 – реакция 4-го звена на 3-е.
R12 – приложена к т. В, раскладывается на две составляющие неизвестной реакции опоры: 
и 
.
Найдем массы звеньев 2 и 3.
Силы инерции звеньев 2 и 3.
Чтобы рассчитать силу и момент Mu2 можно воспользоваться принципом Даламбера: «Если остановить движущуюся систему звеньев в определенный момент времени и приложить все действующие силы, то такую систему можно решать в статике».
Геометрический момент инерции:
I2=0,1×m2×lBC2=0,1×9,96 × (1,4)2=1,9 кг×м2
Момент инерции:
Mu2=e2×I2=-204,9×1,9=-389,31 Н×с
Определим величину тангенциальной составляющей неизвестной реакции опоры 
, для этого запишем уравнения моментов всех сил, действующих на звенья относительно центра вращательной опоры С:
Построение плана сил.
Выберем масштабный коэффициент плана сил:
План сил строится из векторного уравнения:
Строим силы в соответствии с векторным уравнением. Из полюса плана сил проводим отрезок Rt12 в масштабе mF. Строим остальные известные силы (G2, G3, Pи2, Pпс, Pи3,R43), присоединяя вектор каждой из них к концу вектора предыдущей силы. Для определения силы Rn12 проводим отрезок 
, который продолжаем до пересечения с вектором силы R43. Далее строим результирующую силу R12, начало которой в точке пересечения сил R43 и Rn12, а конец попадает в начало вектора G.
R12= 125мм×29,81Н/мм = 3726,25 Н.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 501; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!