КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПЛОСКИХ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ
Теоретическое обоснование
Кинематический анализ механизмов – это один из видов исследования механизмов, выполняемый без учета силовых факторов, действующих на их звенья в функции времени[5].
Целью кинематического анализа является определение величин, направлений действия и закономерностей изменения кинематических параметров исследуемого механизма в функции времени[5].
В рамках кинематического анализа плоских рычажных механизмов решаются следующие задачи[5]:
1) выявление возможных положений всех звеньев механизма за рассматриваемый промежуток времени;
2) определение величин линейных и относительных скоростей характерных точек механизма, а также выявление значений и направлений угловых ускорений всех звеньев;
3) определение величин линейных и относительных ускорений характерных точек механизма, а также выявление значений и направлений угловых ускорений всех звеньев.
При кинематическом анализе используются аналитический, графический и графоаналитический методы. К графоаналитическим методам кинематического анализа относятся: метод кинематических планов (метод планов); метод кинематических диаграмм (метод диаграмм)[1].
Построение планов скоростей и ускорений выполняется в соответствующем масштабном коэффициенте и основано на графическом решении векторных уравнений распределения величин скоростей и ускорений между характерными точками механизма[1].
|
|
|
План ускорений – это пучок векторов, выполненный в определенном масштабном коэффициенте, лучи которого изображают векторы абсолютных ускорений характерных точек механизма, а отрезки, соединяющие их вершины соответствуют векторам относительных ускорений[1].
Угловое ускорение – это отношение тангенциального (касательного) ускорения звена механизма к действительной длине этого звена[1].
Определение скоростей и ускорений подобных точек осуществляется по теореме подобия, которая формулируется следующим образом[1]:
Отрезки, соединяющие точки на схеме (плане положений) механизма, и отрезки, соединяющие одноименные точки на планах скоростей или ускорений, образуют подобные фигуры.
Задача 4. Вариант 1.Считая угловую скорость кривошипа 1 постоянной величиной, выполнить кинематический анализ плоского рычажного механизма графоаналитическим методом. Определить угловые скорости и ускорения всех звеньев механизма, а также скорость и ускорение точки С.
Дано: lOA = 0,15 м, lAB = 0,70 м, lBC= 0,35 м, 
n = 500 об/мин.
Рисунок 4
План скоростей
ml=0,01 м/мм
P
|
|
|
Решение
Кинематический анализ плоского рычажного механизма выполним методом планов скоростей.
Определим скорости конца кривошипа:
1. VA= w1 ×lOA= 0,87*0,15 = 0,1305 м/с,
где w1 = 
= 0,87 рад/с – заданная угловая скорость кривошипа 1, 
Вектор скорости конца кривошипа направлен перпендикулярно оси кривошипа в сторону его вращения, т. е. 
.
2. VB= w1 ×lAB= 0,87*0,7 = 0,609 м/с,
где w1 = = 0,87 рад/с – заданная угловая скорость кривошипа 1.
Вектор скорости конца кривошипа направлен перпендикулярно оси кривошипа в сторону его вращения, т. е. 
.
3. Vс= w1 ×lВС= 0,87*0,35 = 0,3045 м/с,
где w1 = = 0,87 рад/с – заданная угловая скорость кривошипа 1.
Вектор скорости конца кривошипа направлен перпендикулярно оси кривошипа в сторону его вращения, т. е. 
.
При длине отрезка ( 
) = 32 мм, масштабный коэффициент плана скоростей будет:
Скорость точки C определим, воспользовавшись теоремой подобия, из пропорции:
, (ac=20 мм).
Следовательно: 
Определим величины и направления угловых скоростей звеньев:
где 
,(ab = 13,3 мм);
где 
,(вс = 25 мм);
где 
,(oa = 15 мм).
Направления угловых скоростей звеньев показаны на схеме механизма.
|
|
|
Ответ: 
, 
, 
, 
.
Вывод.
Для решения данной задачи нам необходимо было: по заданной кинематической схеме механизма понимать, как он работает и какое движение совершают его отдельные звенья; знать, как определяются скорости отдельных точек (по модулю и по направлению) при различных видах движения звеньев механизма; знать теорему подобия планов скоростей и правильно ее использовать.В итоге, используя построенный план скоростей, мы определили угловые скорости звеньев (по модулю и по направлению).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результатом выполнения данной курсовой работы явилось освоение основных положений теории механизмов и машин. В данной курсовой работе мы рассмотрели такие методы, как структурный анализ плоских механизмов, определение подвижности и маневренности механизма, метрический синтез плоских рычажных механизмов, а также кинематический анализ плоских рычажных механизмов. Приобретены навыки в применении этих методов к исследованию и проектированию кинематических схем механизмов и машин различных типов. Курсовая работа позволила закрепить теоретические знания, а также применить знания к комплексному решению конкретной инженерной задачи по исследованию и расчету механизмов машин.
|
|
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: учебник для студентов ВТУЗов /Иван Иванович Артоболевский - Изд. 4-е, перераб. и доп. – Москва: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1986. – 639.
2. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. Учеб. пособие/ В.Н.Ешкибаров, И.В.Левищев.-Барнаул: Изд-во Алтайского государственного аграрного университета, 2006.
3. Артоболевский И.И. Сборник задач по теории механизмов и машин: учебное пособие для ВУЗов / И.И. Артоболевский, Б. Эдельштейн - Изд. 2-е. – Москва: Наука. 1975. – 256 с.
4. Юдин В.А. Сборник задач по теории механизмов и машин: учебное пособие для ВТУЗов / В.А. Юдин, Г.А. Барсов, Ю.Н. Чупин: по ред. Л.В. Петросака – 2 изд. Перераб. и доп. – Москва. Высшая школа. 1982. – 215 с.
5. Теория механизмов и машин. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : практикум / П. Н. Сильченко, М. А. Мерко, М. В. Меснянкин и др. – Электрон. дан. (2 Мб). – Красноярск: ИПК СФУ, 2008.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 2313; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!