Структурный анализ механизма (стр. 1 из 3)

	Введение	3
1	Структурный анализ механизма	4
2	Кинематический анализ механизма методом планов	5
3	Кинематический анализ механизма методом планов скоростей	6
4	Кинематический анализ механизма методом планов ускорений	8
5	Силовой расчет механизма	10
6	Рычаг Жуковского Н.Е.	14
7	Синтез планетарных передач	15
8	Геометрический расчет зубчатых передач	16
9	Построение эвольвенты зубчатых колес	19
	Заключение	21
	Список использованной литературы	22

Содержание

Введение

Основная цель курсового проектирования – привить навыки использования общих методов проектирования и исследования механизмов для создания конкретных машин и приборов разнообразного назначения. Студент должен научиться выполнять расчеты с использованием ЭВМ, применяя как аналитические, так и графические методы решения инженерных задач на разных этапах подготовки конструкторской документации.

Курсовое проектирование ставит задачи усвоения студентами определенных методик и навыков работы по следующим основным направлениям:

оценка соответствия структурной схемы механизма основным условиям работы машины или прибора;

проектирование структурной и кинематической схем рычажного механизма по заданным основным и дополнительным условиям;

анализ режима движения механизма при действии заданных сил; силовой анализ механизма с учетом геометрии масс звеньев;

учет сил трения в кинематических парах и определение коэффициента полезного действия;

проектирование зубчатых рядовых и планетарных механизмов;

расчет оптимальной геометрии зубчатых зацеплений; проектирование механизмов с прерывистым движением выходного звена;

разработка циклограмм и тактограмм для систем управления механизмами;

уравновешивание механизмов с целью уменьшения динамических нагрузок на фундамент и уменьшения сил в кинематических парах;

защита механизмов и машин от механических колебаний;

определение мощности и выбор типа двигателя.

1 Структурный анализ механизма

1.1 Определим степень подвижности механизма по формуле Чебышева

W = 3n – 2p₅ – p₄, (1.1)

где n = 3 – число подвижных звеньев механизма (1; 2; 3);

p₅ = 4 – число кинематических пар V класса (1-2; 1- 4; 2-3; 3- 4).

С учётом этого

W = 3∙3 - 2∙4 = 1.

1.2 Примем в качестве ведущего звено 1. Отсоединяем от механизма наиболее удалённую от ведущего звена группу Асcура, состоящую из звеньев 2 и 3.

Рисунок 1.1 – Группа Ассура

1.3 Определяем степень подвижности W группы Ассура

W = 3∙2 - 2∙3 = 0.

где n = 2 - число подвижных звеньев механизма;

p₅ = 3 – число кинематических пар V класса.

Определяем её класс, порядок, вид.

II класс, 2 порядок, 5 вид.

1.4 Определяем степень подвижности W ведущего звена 1

Рисунок 1.2 – Ведущее звено

W = 3∙1 - 2∙1 = 1, n = 1, p₅ = 1

Определяем класс ведущего звена.

I класс

Структурный анализ выполнен правильно. Ведущие звенья относятся всегда к I классу.

Записываем формулу структурного строения механизма

I кл (1) + II кл (2;3). (1.2)

Т.к. в этой формуле наивысший класс группы Ассура II, то механизм относится ко II классу.

2 Кинематический анализ механизма методом планов

2.1 Исходные данные

ОА = 150 мм

ω₁ = 30 рад/с

2.2 Переводим геометрические размеры звеньев механизма, заданные в мм, в метры, получим:

l_OA = 0,15 м

2.3 Для построения восьми планов положения механизма назначаем масштаб механизма так, чтобы он занимал примерно формат А4.

(2.1)

где l_OA = 0,15 м – истинный размер звена ОА в метрах;

ОА – отрезок, изображающий звено ОА в выбранном масштабе на чертеже, его длину назначаем произвольно. Примем ОА = 100 мм.

С учётом этого

.

2.4 Определяем отрезки, изображающие известные размеры звеньев механизма в выбранном масштабе на чертеже.

2.5 Построение восьми планов положения механизма будем вести от одного из крайних положений механизма. Примем за крайнее положение, то положение, когда звено ОА составляет с горизонталью угол 0⁰.

2.5.1 В любом месте поля чертежа выбираем точку О.

2.5.2 От точки О откладывают отрезок ОА.

2.5.3 Из точки О проводим дугу окружности радиусом ОА.

2.5.4 На расстоянии е = 40 мм к верху от центра окружности проводим горизонтальную прямую длиной 360 мм.

2.5.5 Через точку А проводим прямую длиной 216 мм перпендикулярно ранее построенной. Получим механизм в крайнем правом положении.

2.5.6 Окружность радиуса ОА разбиваем на восемь равных частей от крайнего правого положения.

2.5.7 Проводим из точки О прямую до пересечения с окружностью. Обозначим точку пересечения А₂. Получим механизм во втором положении.

Аналогично определяются другие положения звеньев механизма.

Рисунок 2.1 – План положений механизма

3 Кинематический анализ механизмов методом планов скоростей

3.1 Исходная схема механизма.

3.2 Т.к. звено 1 совершает вращательное движение, то линейную скорость точки А определим из соотношения

. (3.1)

V_A ^ OA

Рисунок 3.1 – Исходная схема механизма

3.3 Т.к. звено 2 совершает плоскопараллельное движение , то для определения скорости точки В, принадлежащей второму звену, запишем теорему сложения скоростей

(3.2)

//хх ^ОА //уу

Из уравнения (3.2) можно определить два неизвестных параметра V_АB и V_A3А2 путём построения плана скоростей. Построение плана скоростей будем вести по уравнению (3.2) в следующем порядке.

3.3.1 В любом месте поля чертежа выбираем полюс плана скоростей p_V.

3.3.2 Из полюса p_V откладываем отрезок p_Va, изображающий скорость точки А перпендикулярно звену ОА. Длину отрезка p_Va назначаем сами в пределах 50-100 мм. Примем p_Va = 50 мм.

3.3.3 Через точку а на плане скоростей проводим линию действия вектора скорости

// уу.

3.3.4 Через полюс p_V проводим линию действия

// хх. Точку пересечения проведенных выше линии обозначим через a₃.

3.3.5 Для определения численных значении скоростей определим масштаб полученного плана скоростей.

, (3.3)

где V_A = 4,5 м/с – скорость точки А, м/с;

p_V a = 50 мм – отрезок, изображающий скорость точки А на плане скоростей, мм.

С учётом этого

Численные значения найденных скоростей будут равны

;

Аналогично строятся планы скоростей для оставшихся семи положений механизма. Результаты расчётов сведём в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Скорости точек звеньев механизма

	1	2	3	4	5	6	7	8
VA1	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5
VА3	0	3,15	4,5	3,15	0	3,15	4,15	3,15
VА3А2	0	3,15	4,5	3,15	0	3,15	4,15	3,15

4. Кинематический анализ механизмов методом планов ускорений

4.1 Исходная кинематическая схема механизма

Рисунок 4.1 - Исходная кинематическая схема механизма

4.2 Определим линейное ускорение точки А, принадлежащей звену 1. Т.к. звено совершает вращательное движение, то ускорение точки А будет складываться из следующих составляющих

, т. к e₁ = 0, то .

С учётом этого

;