Министерство образования и науки рф

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

КАЗАНСКОГО (ПРИВОЛЖСКОГО) ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА

КАФЕДРА «Механика и конструирование»

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

МНОГОЗВЕННОГО МЕХАНИЗМА

ПО КУРСУ «ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ»

ВАРИАНТ 11

Выполнил студент гр. 2121110

Ширинов Н.А

Проверил к.н.т. доцент:

Талипова И.П.

Набережные Челны

Задание к расчётно-графической работе по курсу

«Основы проектирования»

1.Разложить механизм на структурные группы и определить структурную формулу.

2.Построить планы положений механизма.

3.Построить планы скоростей точек A,B,C … механизма и определить угловые скорости всех его звеньев.

4.Построить планы ускорений точек A,B,C … механизма и определить угловые ускорения звеньев.

5.Построить графики перемещений ползунов и провести графическое дифференцирование, определив скорости и ускорения ползунов.

Таблица №1

Номер варианта	φ, град	Расстояния, см	Длина звеньев, см
a	b	O1A	O2B	AB	BC	CD	DE
	50^о

1.Структурный анализ главного механизма

Заданный механизм состоит из звеньев: O₁,O₂-стойка, 1-кривошип, 2,4,5-шатун, 3-коромысло, 6,7-ползуны, О₆,О₇-неподвижные направляющие.

Звенья соединены кинематическими парами, характеристика которых представлена в табл.1

Таблица 1 – кинематические пары

	Характеристика кинематических пар
Обозначение КП	O1	A	O2	B	B	D	E	E	C	С
Звенья, которые образуют КП	O1,1	1,2	O2,3	2,4	2,3	4,5	5,O6	6,O6	4,О7	7,О7
Вид допускаемого относительного движения	Вр.	Вр.	Вр.	Вр.	Вр.	Вр.	Вр.	Пост.	Вр.	Пост.
Класс КП

Вычислим степень движимости кинематической цепи по формуле Чебышева:

W=3n-2P₅-P₄=3·7-2·10=1

Где n=7 – число подвижных звеньев;

P₅=10 – число кинематических пар пятого класса;

P₄=0 – число кинематических пар четвёртого класса;

По условию начальным звеном является звено 1.

Степень подвижности совпадает с числом начальных звеньев. Таким образом, заданная кинематическая цепь имеет 1 начальное звен и является механизмом.

Выделим структурные группы:

Структурная формула механизма:

I (O₁,1) → II₁ (2,3) → II₂ (5,6) → II₂ (4,7)

Заданный механизм является механизмом 2-го класса, так как структурные группы выше 2-го класса отсутствуют.

2.2 Построение плана скоростей точек механизма.

Построить план скоростей точек механизма.

Таблица 2

Длина звеньев, м	Угловое скорость, рад/с.
O1A	O2B	AB	BC	CD	СЕ	DF	O3D	ω1
0,15	0,29	0,5	0,25	0,32	0,23	0,39	0,24

υ_O1A = υ_A= ω₁*l_O1A=3*0,15=0,45м/с

ῡ _┴ O₁A

Выберем масштаб плана скоростей:

µ_υ = υ_А/ |pa| = 0,45/45 = 0,01 м/с

Определяем скорость точки В:

ῡ_В= ῡ_А+ ῡ_ВА (_┴ВА);

ῡ_В= ῡ₀₂+ῡ_В02 (_┴ВО2);

υ_В= |pb|* µ_υ= 49*0,01 = 0,49 м/с ῡ_АВ= µ_{υ*ab=0,5*0,01=0,005} м/с

Из подобия: AB/AC=ab/ac

ac=AC*ab/AB, ас=0,5*0,5/0,45=0,55мм

Определяем скорость точки C:

ῡ_C4= ῡ_C+ ῡ_BC (_┴BC);

ῡ_C7= ῡ_O7+ ῡ_CO7 (ll O₇);

υ_C= |pc|* µ_υ = 30*0,01 = 0,3м/с

υ_D= |pd|* µ_υ = 10*0,01 = 0,1 м/с

Определяем скорость точки E.

EC/ED=ec/ed

ed=ED*ec/EC

ed=0,09*0,33/0,23=0,129 мм

ῡ_E5= ῡ_E+ ῡ_DE (_┴DE);

ῡ_E6= ῡ₀₆+ ῡ_E06 (llO₆);

υ_E= |pe|* µ_υ = 26*0,01 = 0,26 м/с

ῡ_DF= µ_{υ*df=10*0,01=0,1} м/с

υ_СЕ== µ_{υ*се=35*0,01=0,35м/с}

Определяем угловые скорости всех звеньев механизма:

ω₂ = υ_BA/L_BA = (_0,5*0,01)/0,5 = 0,01 рад/с

ω₃ = υ_B/L_BO2 = (49*0,01)/0,29 = 1,68рад/с

ω₄ = υ_СЕ/L_СЕ = (_35*0,01)/0,23= 1,52 рад/с

ω₅ = υ_E /L_EO3= (26*0,01)/0,24= 1,08 рад/с

ω₆= υ_DF/L_DF = (_10*0,01)/0,39 = 0,25 рад/с

2.3 План ускорений рычажного механизма

;

Определим масштабный коэффициент ускорения:

Вычислим ускорения точек звеньев:

Найдем угловые ускорения:

ɛ₂= a_BA /L_AB=0,75/0,5=1,5 c ^-2

ɛ₃= a_BO2 /L_BO2=0,81/0,29=2,7 c ^-2

ɛ₄= a_СE /L_СE=0,53/0,23=2,3 c ^-2

ɛ₅= a_FD /L_FD=0,24/0,39=0,6 c ^-2

Найдем ускорения центров тяжести:

a_S1=0

a_S2=πS₂ · µ_a=40 · 0,027=1,08 м/с²

a_S3=πS₃ · µ_a=14 · 0,027=0,378 м/с²

a_S4=πS₄ · µ_a=28 · 0,027=0,756 м/с²

a_S5=πS₅ · µ_a=9 · 0,027=0,243 м/с²

a_S6=πS₅ · µ_a=20 · 0,027=0,54 м/с²

a_S7=πS₇ · µ_a=10б5 · 0,027=0,283 м/с²

Рассчитаем силу и момент инерции проходящий через центр тяжести относительно звена:

F_Ui =m_i · a_Si

m_i=L_i

J_Si=0,17 · m_i · L_i²

M_Ui= J_Si · ɛ_i

F_U1=0 H

J_S1=0,17 · 0,15 · 0,15²=0,5 · 10^-3

M_U1 =0,5 · 10^-3 · 0=0 кг/м²

F_U2=0,42 · 1,08 =0,4536 H

J_S2=0,17 · 0,42 · 0,42²=0,012

M_U2 =0,012 · 1,6=0,0192 кг/м²

F_U3=0,28 · 0,378 =0,1 H

J_S3=0,17 · 0,28 · 0,28²=3,7 · 10^-3

M_U3 =3,7 · 10^-3 · 0,77=0,0028 кг/м²

F_U4=0,47 · 0,756 =0,35 H

J_S4=0,17 · 0,47 · 0,47²=0,017

M_U4 =0,017 · 0,92=0,015 кг/м²

F_U5=0,58 · 0,243 =0,14 H

J_S5=0,17 · 0,58 · 0,58²=0,03

M_U5 =0,03 · 0,84 =0,025 кг/м²

F_U6=0,31 · 0,54 =0,16 H

J_S6=0,17 · 0,31 · 0,31²=0,0051

M_U6 =0,0051 · 2,2 =0,01 кг/м²

F_U7=0,15 · 0,5283 =0,04 H

J_S7=0,17 · 0,15 · 0,15²=0,00051

M_U7 =0,00051 · 3,78 =0,002 кг/м²

Дата добавления: 2015-08-29