Анализ нагруженности рычажного механизма (стр. 1 из 3)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

КафедраИКГ

Пояснительная записка

к курсовой работе по

курсу:“Техническая механика”

на тему:"Анализ нагруженности рычажного механизма”

Выполнил:

Ст . группы ПЕА-98-2

Почепцов П.А.

Харьков 1999

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………..

Задание на курсовую работу…………………………………………

1. Динамический анализ механизма…………………………………..

1.1. Структурный анализ механизма……………………….………

1.2. Кинематический анализ механизма…………………………….

1.3. Силовой анализ механизма……………………………………...

2. Расчёт элементов кинематических пар на прочность….………..

Выводы……………………………………………………………………

Введение

Механикой называется область науки, цель которой – изучение движения и напряжённого состояния элементов машин, строительных конструкций под действием приложенных к ним сил. Принцип работы большинства приборов заключается в том, что реакция элемента на изменение измеряемой величины выражается в механическом перемещении. Непосредственное измерение этих малых перемещений с высокой точностью невозможно без передаточного механизма, увеличивающего неравномерные перемещения чувствительного элемента в равномерное движение и передающего их на устройство.

Механику принято делить на теоретическую и прикладную. В теоретической механике устанавливаются общие закономерности изучаемых объектов вне связи с их конкретными приложениями. Под термином прикладная механика понимают область механики, посвящённую изучению движения и напряжённого состояния реальных технических объектов - конструкций, машин и т. п. С учётом основных закономерностей, установленных в теоретической механике.

Проектирование, изготовление и правильная эксплуатация механизмов предполагают знание физических процессов, положенныхв основу работы устройств, применяемых способов расчёта, принципа конструирования узлов и деталей.

Каждый механизм состоит из большого количества деталей, определенным способом соединённых между собой. Длительность их функционирования зависит от конструктивной формы, точности изготовления, материала и других факторов. При создании любых механизмов нужно уделять внимание вопросам технологичности и экономичности.

Исходные данные:

= 40.82 рад./с.

= 45мм.

= 90 мм.

= 30 мм.

= 115мм.

Момент инерции звена:

=

Сила полезного сопротивления : Р=5 Н

Масса звена:

= , = 2.4 кг. / м.

Масса подзуна С = 1.8 кг

Масса подзуна С = 1.2 кг

1. Динамический анализ механизма.

1.1. Структурный анализ механизма.

Подвижно соединенные между собой части механизма называются звеньями. В механизме различают неподвижное звено и подвижные звенья, которые могут совершать поступательное и вращательное движения.

Структурно-кинематической схемой механизма называется условное изображение взаимосвязанных неподвижных звеньев, выполненное в принятом стандартном масштабе длин с принятием условных обозначений кинематических пар.

На рисунке представлен механизм шарнирного четырехзвенника, тип которого определяется количеством, формой и взаимным расположением звеньев.

Перечень звеньев механизма:

1. – стояк; 2. – шатун; 3,5 – ползун; 4. – коромысло

Перечень кинематических пар:

1–2 – кинематическая пара 5-го класса, вращающаяся;

2–4 – кинематическая пара 5-го класса, вращающаяся;

2–3 – кинематическая пара 5-го класса, вращающаяся;

4-5 - кинематическая пара 5-го класса, вращающаяся;

Перечень структурных групп:

Механизм, что исследуется, засчитывают к механизмам 2-го

класса.

Определение ступени движения механизма:

Ступень движения механизма определим по уравнению Чебышева

W=

- -

где

– количество движущихся звеньев механизма;

, – количество кинематических пар 4-го та 5-го классов.

Для механизма, что исследуется, количество движущихся звеньев

=5, кинематических пар 5-го класса =7, кинематические пары 4-го класса отсутствуют. Имеем:

W=3*5–2*7=1

Для работы механизму необходима только одно ведущее звено, так как ступень движимости равна единице.

1.2. Кинематический анализ механизма.

1.2.1. Определение скоростей точек и звеньев механизма.

Планом скоростей называется диаграмма, на которой изображены векторы скоростей точек плоского механизма.

Для определения скоростей точек и звеньев механизма воспользуемся методом планов скоростей. Построение планов скоростей начинаем с скорости точки Bведущего звена АB. Учитывая, что скорость ведущего звена wизвестна, скорость точки B определим из уравнения

V=w×LAB

где LAB – длина звена АB, м.

VB= 40,82*0,03м. = 1,22 м/с

Вектор VB направлен перпендикулярно звену АB.

От произвольно взятой точки P( полюса плану скоростей)отложим вектор произвольной длины, что численно равен вектору скорости. VB

Масштабный коэффициент скорости m определим из уравнения

mV=VB/PVB

где VB – скорость точки, м / с;

PVB– длина вектора, мм.

m= 1,22/100= 0,01м/с.мм.

Для определения скорости точки Cвоспользуемся условием её принадлежности звену – ВС.Скорость точки С определяется из векторного уравнения:

VC=VB+VCB

В этой векторной сумме неизвестно второе слагаемое.Известно, только,что линия действия этого вектора перпендикулярна к звену BC. Проводим соответствующую линию на плане скоростей через точку в. Второе ур-ние для скорости точки С составляем с учётом неподвижной опоры-1:

VC=V1+VC1

Скорость V1 равна нулю. Скорость VC1 направлена вдоль направления движения ползуна.На плане этой скорости соответствует линия ,параллельная направляющей.На пересечении этой линии и линии перпендикулярной звену BC находится точка с. Численно скорость VCравняется

VC=PVC×mV

где PVC – длина вектора, мм.

VC = 120* 0,01 = 1,2 м./с.

Для нахождения скорости точки Е воспользуемся тем ,что она принадлежит звену ВС и делит звено на равные отрезки. Для векторов скоростей справедливо :

LBC/LEC=bc/ec ,

где LEC-длина звена EC,

ec-длина вектора на плане скоростей.

На плане скоростей точка енаходится на отрезке вс деля его в соотношении LBC/LEC. Вектор ,соединяющий полюс с точкой е,соответствует скорости VE ,численное значение которой равно

VE=PvE×mV=97,5*0,01=0,97 м./с.

Определим скорость точки D. Точка D принадлежит звенуDE.

Это даёт векторное ур-ние

VD=VE+VDE

В этой векторной сумме неизвестно второе слагаемое.Известно только ,что линия действия этого вектора перпендикулярна звену ED. Проводим соответствующую линию на плане скоростей через точку е. Второе ур-ние составляем относительнонеподвижнойопоры:

VD=V1+VD1

V1=0.

VD1-направлена вдоль движения ползуна. На плане этой скорости соответствует линия ,параллельная направляющей. На пересечении это линии и линии перпендикулярной звену DE находится точка d.Численно скоростьVDравна :

VD= PVD×mV=79*0,01=0,79 м/с

Построеный план скоростей позволяет определять не только скорости всех точек механизма, а так же величину и направление скоростей звеньев.Определяем угловые скорости звена ЕD и ВС.

wCB=VCB/LCB

где wCB – угловая скорость движения звена CB

VCB-скорость движения точки С относительно В

VCB=cb×mV=54*0,01 = 0,54 м./с.

wCB=0,54/0,09=6 рад/с

Аналогично для звена DE :

wDE=VDE/LDE=mV×de/LDE